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SISTEMAS DE IMPULSIÓN Claudio Crisóstomo Fonseca, Ingeniero Civil Agrícola DESARROLLO DE SISTEMAS DE RIEGO EN EL SECANO INTERIOR Y COSTERO. COMPONENTE NACIONAL: CAPACITACIÓN Y DIFUSIÓN DE TECNOLOGÍAS DE RIEGO” El Departamento de Proyectos de la Comisión Nacional de Riego y el Departamento de Riego y Drenaje de la Facultad de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Concepción, Campus Chillán, presentan esta Cartilla Divulgativa, correspondiente a una serie de publicaciones de este tipo realizadas con financiamiento del Programa “Desarrollo de Sistemas de Riego en el Secano Interior y Cost ero. Componente Nacional : Capacitación y Dif usión de Tecnologías de Riego”. PREÁMBULO El desarrollo tecnológico al que asistimos durante los últimos tiempos, producción masiva de  producto s industri ales a baj o cost o, agr egado a la electrif icaci ón rural, abren enormes perspectivas a la agricul tura. En este co ntexto, la tecnifi cación del ri ego no ha estado ajena a este proceso existiendo hoy día un enorme desarrollo y numerosas alternativas al alcance de los agricultores. La Comisión Nacional de Riego en su rol de fomentar el uso eficiente de lo recursos hídricos se ha  propuesto dif undir a un am pli o público l as técnica actuales di sponibl es y l a operación de los sistemas de riego. En áreas de escasez de recursos hídricos como son la zona norte y el secano, el riego tecnif icado alcan za a un cuar to d e la superfi cie regada, pero desafortunadamente concentrada casi exclus ivam ente en el secto r de agricultura empresarial, por lo que estamos ante un gr an desafío  para integrar a la pequeña y m ediana agri cultura a este pro ceso. La presente publicación forma parte de un amplio Programa de Capacitación y Difusión que incluye cursos, manuales técnicos, videos y diaporamas para el uso de los extensionistas y  profesional es que están a disposici ón de lo interesados en nuestras oficinas o en las ofi cin as de las SEREMI Agricultura e INDAP. ERNESTO SCHULBACH BORQUEZ Secretario Ejecutivo Comisión Nacional de Riego SISTEMAS DE IMPULSIÓN

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  • SISTEMAS DE IMPULSIN

    Claudio Crisstomo Fonseca, Ingeniero Civil Agrcola

    DESARROLLO DE SISTEMAS DE RIEGO EN EL SECANO INTERIOR Y COSTERO.COMPONENTE NACIONAL: CAPACITACIN Y DIFUSIN DE

    TECNOLOGAS DE RIEGO

    El Departamento de Proyectos de la Comisin Nacional de Riego y el Departamento de Riego yDrenaje de la Facultad de Ingeniera Agronmica de la Universidad de Concepcin, CampusChilln, presentan esta Cartilla Divulgativa, correspondiente a una serie de publicaciones de estetipo realizadas con financiamiento del Programa Desarrollo de Sistemas de Riego en el SecanoInterior y Costero. Componente Nacional: Capacitacin y Difusin de Tecnologas de Riego.

    PREMBULOEl desarrollo tecnolgico al que asistimos durante los ltimos tiempos, produccin masiva deproductos industriales a bajo costo, agregado a la electrificacin rural, abren enormes perspectivasa la agricultura. En este contexto, la tecnificacin del riego no ha estado ajena a este procesoexistiendo hoy da un enorme desarrollo y numerosas alternativas al alcance de los agricultores.

    La Comisin Nacional de Riego en su rol de fomentar el uso eficiente de lo recursos hdricos se hapropuesto difundir a un amplio pblico las tcnica actuales disponibles y la operacin de lossistemas de riego.

    En reas de escasez de recursos hdricos como son la zona norte y el secano, el riego tecnificadoalcanza a un cuarto de la superficie regada, pero desafortunadamente concentrada casiexclusivamente en el sector de agricultura empresarial, por lo que estamos ante un gran desafopara integrar a la pequea y mediana agricultura a este proceso.

    La presente publicacin forma parte de un amplio Programa de Capacitacin y Difusin queincluye cursos, manuales tcnicos, videos y diaporamas para el uso de los extensionistas yprofesionales que estn a disposicin de lo interesados en nuestras oficinas o en las oficinas de lasSEREMI Agricultura e INDAP.

    ERNESTO SCHULBACH BORQUEZSecretario EjecutivoComisin Nacional de Riego

    SISTEMAS DE IMPULSIN

  • Claudio Crisstomo Fonseca Ingeniero Civil Agrcola M. Sc.U. de Concepcin.

    1. INTRODUCCION

    Un sistema de impulsin consiste bsicamente en captar agua desde un determinado lugar yelevarla o impulsarla a otro punto, ubicado por lo general a un nivel ms alto.

    Al momento de realizar el diseo de un sistema de impulsin, se deben tener presentes mltiplesfactores como por ejemplo; disponibilidad de artculos en el mercado, costos, calidad, garanta delos elementos, forma de instalacin, etc. los que indicarn las dimensiones ms apropiadas de loselementos a utilizar, en especial las caractersticas y dimensiones de la bomba y tuberas.

    2. TIPOS DE BOMBAS

    Existen tres tipos de bombas comnmente usadas en la captacin de aguas1) Centrfugas o radiales2) Axiales o helicoidales3) De flujo mixto

    2.1 Bombas centrfugas o radialesSon las ms populares y a veces las nicas existentes en el mercado. Se caracterizan por hacer usode la fuerza centrfuga para impulsar el agua; razn por la cual, el agua sale perpendicular al eje derotacin del labe o rodete.

  • Este tipo de bomba proporciona un flujo de agua suave y uniforme. Se adapta a trabajos avelocidades altas, las que son normales en motores elctricos. Son especialmente indicadas paraelevar caudales pequeos a gran altura. Las partes de una bomba se muestran en la siguientefigura.

  • Segn la numeracin de la figura 2 se tiene la siguiente descripcin:

    2.2 Bombas axiales o helicoidalesNo hacen uso de la fuerza centrfuga para elevar el agua, sino que empujan el agua tal como unventilador impulsa el aire que lo rodea, razn por la cual el agua sale paralela al eje de rotacindel impulsor. Son especialmente indicadas, para elevar grandes caudales a baja altura, pudiendoelevar hasta 11 m cbicos/seg a alturas de 1 a 6 metros.

    2.3 Bombas de flujo mixtoPara aprovechar las ventajas de sencillez y poco peso de las bombas helicoidales y aumentar laaltura de elevacin, se modifica la forma de los rabes de la hlice, dndoles una forma tal queimparten al agua una cierta fuerza centrfuga. Alcanzan su mejor rendimiento con gastos entre 30y 3.000 litros/segundo y alturas de elevacin de 3 a 18 metros.

    Casi la totalidad de las bombas comercializadas en Chile corresponden a las del tipo centrfuga,existiendo modelos especficos para caudal y otros para altura de presin.

    3. FUENTES DE ENERGIA

    Las fuentes de energa posibles de utilizar son, las que tengan un costo de operacin e instalacinlo ms econmico posible y acorde a las condiciones del sector donde se pretende instalar elsistema, destacndose entre ellas las siguientes:

    Energa elica Energa solar Energa elctrica monofsica Energa elctrica trifsica

  • Combustin (bencinera, parafina o diesel)

    La eleccin de una u otra alternativa queda a criterio del consultor, el cual deber verificar ladisponibilidad de alguna de ellas, la existencia de equipos comerciales que generen la energa,existencia de repuestos, seguridad de operacin y mantencin del sistema.

    En la presente cartilla divulgativa se entregan recomendaciones sobre la eleccin del equipo deimpulsin, el que deber ser accionado por alguna de las fuentes energticas antes mencionadas.

    4. CALCULO DE LA ALTURA MANOMETRICA 0 DINAMICA (H)

    La presin de una bomba o energa mecnica transmitida al lquido debe ser tal, que permita alagua vencerlos siguientes factores:

    La altura esttica (diferencia de nivel entre la toma y entrega del agua). Las prdidas de carga por friccin del fluido con la tubera (HF). Prdidas por singularidades o accesorios (Hs). Los requerimientos de presin si, por ejemplo, se hace funcionar un equipo de riego

    presurizado (P). La altura representativa de velocidad (V(2)/2g).

  • 4.1 Altura estticaSe denomina altura esttica (figura 3) a la diferencia de altura entre el punto de toma de agua y donde seentrega. Se divide en:

    a) Carga esttica de aspiracin.b) Carga esttica de elevacin.

    FIGURA 4. Esquema de carga dinmica en un sistema de bombeo

    En los siguientes puntos se explicarn las diversas metodologas para el clculo de la cargadinmica, mostrada en la figura 4, la cual estar compuesta por las prdidas por friccin,singularidades, altura de velocidad y presin de trabajo de los accesorios que se incluyan en la redde impulsin.

    4.2 Prdidas por friccin (HF)Prdida por friccin se define a la prdida de energa producto de la resistencia que la caeraopone al paso del agua. La frmula general tiene la siguiente expresin:

    HF =J*L

  • Donde:J = Prdidas de carga por cada metro de tubera, expresada en metros.L = Longitud de la caera de conduccin, en metros.

    Puede calcularse utilizando la ecuacin de Hazen y Williams, la cual es la ms ampliamenteutilizada en Chile:

    Donde:Q = Caudal a transportar (m cbicos/s).d = Dimetro interior de la tubera (m).C = Coeficiente de rugosidad de Hazen y Williams.

    Estas prdidas deben calcularse para la seccin de aspiracin y elevacin respectivamente,teniendo en consideracin lo siguiente:

    No confundir la altura de aspiracin, que va desde el nivel del agua hasta el eje de la bombacon la longitud de la tubera de aspiracin que es el recorrido desde el chupador hasta laentrada a la bomba.

    No confundir la altura de elevacin, que va desde el eje de la bomba hasta e punto donde seentregar el agua con la longitud de la tubera de elevacin, que es el recorrido desde la salidade la bomba hasta donde se entregar e agua.

    TABLA 2. Coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams para diferentes materiales.

    PVC 150Acero 140

    Asbesto Cemento 135Hormign Vibrado 130Plstico Corrugado 125

    Polietileno 120

    Determinar la prdida de carga en una tubera de 100 metros de largo de acero de 120 mm dedimetro interior, en la cual se transportan 17 lt/s (1.000 litros = 1 m cbicos)

    De la tabla 1 se obtiene que el coeficiente de rugosidad de Hazen y Williams para el acero, el cuales C = 140, por lo tanto, la expresin queda escrita como:

  • Esto significa que se pierden 1, 7 cm de presin por cada metro de tubera. En este caso se utilizan100 m de tubera, por lo tanto, la prdida de energa por friccin es de 1, 7 m.

    Una tabla simplificada de prdidas de carga para tuberas de PVC clase lo(*), para distintoscaudales es la siguiente:

    4.3 Prdidas Singulares (Hs)Las prdidas singulares o menores, son prdidas de energa que se producen por la instalacin deaccesorios, tales como llaves, codos, vlvulas, manmetros, etc, en el trazado de un sistema de

    presin.Estas se calculan mediante la expresin :

    Donde:Hs = Prdidas singulares o menores (m).V = Velocidad de circulacin del agua (m/s).g = Aceleracin de gravedad (9,8 m/s2).K = Constante adimensional de coeficiente de resistencia que depende de losaccesorios que se contemplan en el diseo.

  • Ejemplo: Calcular la prdida de energa que se produce en un codo de 90 en una tubera de 75mm de dimetro interior en la cual se transportan 6,6 lt/seg de agua.Se debe calcular la velocidad de escurrimiento del agua en esa tubera, de acuerdo a la siguientefrmula:

    Donde:Q = Caudal (m cbicos/s).d = Dimetro interior de la tubera (m).V = Velocidad de escurrimiento (m/s).

    Reemplazando se tiene que:

    Reemplazando la velocidad obtenida anteriormente en la frmula de prdida de energa singular yutilizando el coeficiente de un codo de la tabla 4 se obtiene que la prdida de energa singular es:

    Por lo tanto la prdida de energa ocasionada por un codo es de 0,10 m para las dimensiones ycaudales indicadas en el encabezado del ejemplo.

  • 4.4 Requerimientos de presin (P) del sistemaEs la presin mnima que se requiere, para que un determinado sistema funcione. Se expresa enmetros de columna de agua (m.c.a.), y vale cero, si la bomba descarga a travs de la tuberalibremente hacia la atmsfera. Si la bomba debe llenar un estanque a presin, o mover un aspersor,o salir a travs de un gotero, se debe considerar la presin de trabajo de estos elementos de riego,valores que figuran en los respectivos catlogos.

    4.5 Altura representativa de velocidad (V cuadrado/2g)

    Corresponde a la energa cintica del agua dentro de la tubera, que depende de la velocidad delagua. Se relaciona con la velocidad de salida del agua desde la tubera. Su valor, se expresa enm.c.a.Para efectos de diseo sta se suma a los requerimientos de presin del sistema, con el fin deobtener la Altura Manomtrica Total.

    EjemploSe estn bombeando 17 ltls a travs de una tubera de 100 mm de dimet interior, entonces laaltura de velocidad que se debe vencer se calcula de 1siguiente manera:

    Se utiliza la frmula propuesta para el clculo de la velocidad en la seccin de prdidassingulares:

    Por lo tanto la altura representativa de velocidad es:

    Este valor, aunque es pequeo, se debe considerar en el clculo de la Altura Manomtrica Total.

    5. FENOMENO DE ASPIRACION

  • Una bomba puede, tericamente aspirar agua desde 10,33 metros de profundidad, que es elequivalente a una atmsfera de presin (o vaco); esto significa que la mxima distancia a la quepuede colocarse la bomba sobre la superficie de agua libre es de 10,33 m a 45 de latitud a niveldel mar.

    En la prctica, esta altura de succin es menor debido a factores como: la altura de instalacinrespecto al nivel del mar, a la tensin de vapor de agua, a la altura neta de succin positiva(NPSH) y a las prdidas por friccin del agua en la tubera de aspiracin, entre la vlvula deaspiracin y el eje de la bomba.

    El eje de la bomba, debe quedar ubicado a una altura menor que la calculada como altura desuccin mxima, desde el espejo de agua hasta el eje de la bomba, debido a que se deben preverlos posibles descensos del nivel del agua, con el potencial riesgo de dejar colgado al equipo.Si un equipo de bombeo opera sin succionar agua, se corre el riesgo de quemar los sellos de labomba.

    5.1 Altura terica de succinLa altura terica de succin vara con la altitud y latitud. Para condiciones generales se tiene lasiguiente tabla :

    Para los distintos tipos de bombas comerciales se recomiendan las siguientes alturas mximas desuccin: Bombas centrfugas: entre 5 y 7 m Bombas tipo Jet o autocebantes: entre 8 y 9 m

    6. POTENCIA DE LA BOMBALa potencia en el eje de la bomba considerando su eficiencia, es aquella que correspondecuando sta trabaja para elevar una determinada masa de agua por unidad de tiempo,comunicndole una cierta presin al fluido para vencer la carga manomtrica (H). De estemodo, las expresiones para calcular la potencia de la bomba son:

    Donde:HP = Potencia consumida por la bomba (o potencia en el eje de la bomba), (HP)KW Potencia consumida por la bomba (o potencia en el eje de la bomba), (KW)

  • Q = Caudal elevado (lt/s)H = Carga total o dinmica (m)N = Eficiencia de la bomba, 0< n < 1Observacin: 1 HP = 745 Watts

    Ejemplo:Se desean elevar 15 lt/s, con una carga manomtrica total de 25 m y un eficiencia de la bomba de85% (0,85). La potencia calculada es:

    La bomba seleccionada deber tener una potencia de por lo menos 6 HP, con el propsito de nosobrecargarla durante su funcionamiento.

    La potencia comunicada a la bomba es proporcionada por una mquina motriz, la cual en su eje,deber entregar una potencia efectiva igual o mayor a la requerida por roce y otras; la del motor sedetermina por la siguiente expresin:

    El valor de la potencia del motor elctrico, indica la potencia absorbida en la red y que esaproximadamente un 20% mayor que las necesidades de la bomba. Esto en atencin a que laseficiencias de los motores elctricos, oscilan alrededor del 84% (i7=0,84); en cambio los decombustin interna tienen una eficiencia variable, segn su antigedad y forma de utilizacin,siendo substancialmente menor a la de los motores elctricos.

    La eficiencia promedio de motores a combustin interna depende directamente del caudal y alturadinmica total del sistema situndose cercanos al 60% (i7=0,60).

    IMPORTANTE

    Todas las tablas de seleccin de equipos, vienen con la correccin por eficiencia del motor

    incorporada, no siendo necesario volver a considerarla.

    7. CURVAS CARACTERISTICAS

  • Son curvas entregadas por los fabricantes de equipos de impulsin, con el propsito de seleccionarel equipo ms adecuado, a cada necesidad en particular.

    Cada bomba est diseada para condiciones determinadas respecto a caudal, altura de elevacin,potencia y velocidad, lo que se puede apreciar en las figuras 7 y 8.

    La bomba transmite energa mecnica al fluido transportado, que le permite ser elevado desde elpunto de captacin al de entrega, considerando las prdidas en la tubera y en los accesorios.Adems de ser necesario, deber dar la presin requerida si el sistema de entrega de agua es poraspersin o goteo. Esta energa se mide en metros de columna de agua (m.c.a.) y se denominaaltura de presin (H).

    En general, podemos decir que las bombas centrfugas obtienen su mxima eficiencia, al elevarpoco caudal a gran altura y que si se disminuye la altura de elevacin, aumentar el caudal,disminuir la eficiencia de la bomba y aumentarn los requerimientos de potencia.

    De las bombas helicoidales es posible decir, que la mxima eficiencia es lograda cuando se elevaagua a poca altura y que al aumentar la altura de elevacin, disminuye el caudal, aumentando lapotencia consumida, lo cual implica que se puede quemar un motor elctrico o sobre calentar unmotor de combustin.

    8. CONEXION DE BOMBASDe acuerdo a los requerimientos de presin y caudal del sistema en que se pretenda instalar laplanta de bombeo, es importante tener presente que las bombas pueden ser conectadas de dosformas especficamente: en serie o en paralelo.

    8.1 Bombas en serieUtilizando este sistema se puede lograr una mayor altura de elevacin, manteniendo constante elcaudal (Q) como se detalla a continuacin y la cual se puede apreciar en la figura 5. Lacaracterstica fundamental se encuentra en que el caudal que eleva la primera bomba es captadopor la segunda y el que sta eleva es impulsado por la siguiente, lo que puede en teora ocurrir envarias oportunidades, con el propsito de aumentar la altura de elevacin. Se recomienda utilizarbombas de la misma potencia para completar el sistema; cada una de estas bombas, deber estarsituada de manera que trabajen a la misma carga total, es decir, que cada una de ellas eleven aguaa la misma altura manomtrica total

  • 8.2 Bombas en ParaleloCon esta conexin, se logra aumentar el caudal de entrega tal como se muestra en la siguientefigura. La bomba que entrega la menor altura de elevacin, ser la utilizada para el diseo delsistema en paraleloConsiste bsicamente, en colocar 2 o ms bombas a aspirar desde un mismo lugar, con elpropsito de aumentar el caudal elevado (figura 6).

    9. SELECCION DE BOMBASA continuacin se mencionan los aspectos tericos ms importantes en la seleccin de bombas.

    9.1 Consideraciones generales sobre instalaciones y funcionamiento.

    9.1.1 Curvas CaractersticasLos fabricantes de bombas someten a pruebas sus equipos, obteniendo como resultado, curvas querelacionan presin manomtrica de trabajo con caudal elevado, potencia requerida con caudal yeficiencia de la bomba con caudal y altura de succin mxima para los diferentes modelos queproducen.

    9.1.2 CavitacinEl proceso de cavilacin se presenta esencialmente en aquellas zonas en que ocurre alta velocidaddel agua, tales como, codos, reducciones y venturmetros entre otros. Lo podemos caracterizarcomo la reduccin de la presin en un lquido, seguido de la creacin de cavidades en el lquidoque fluye. Estas cavidades aumentan de tamao y luego se cierran muy rpidamente, produciendosacudidas violentas dentro de la tubera. Generalmente, se originan daos considerables en lassuperficies metlicas de la regin donde se produce el fenmeno. Se destaca por la prdida deeficiencia de la mquina y la aparicin de ruidos y vibraciones. En bombas, este problema puedeser reducido disminuyendo la altura de succin hasta, los 5 o 7 metros como mximo

    9.1.3 Golpe de ariete

  • Cuando se interrumpe el flujo de agua en una tubera debido a cierres bruscos de vlvulas, y/ocortes sbitos de energa, se producen variaciones en la presin, que afecta a las paredes de lacaera. A esta presiones, se les denomina golpe de arietes; su efecto puede atenuarse utilizandovlvulas de seguridad y dispositivos reguladores de presin. Si no existen estos elementos, esposible disminuirlo, cerrando lentamente la vlvula de paso, ubicada inmediatamente despus de labomba.

    9.1.4 CebadoEste proceso consiste en llenar de agua la tubera de succin y la carcaza de la bomba, con elpropsito de provocar la succin del agua; evitando que queden bolsas de aire en su interior. Elllenado con agua se realiza, a travs de despiche o directamente a travs del chupador. En lasbombas denominadas autocebantes, este proceso no es necesario.

    9.1.5 Potencia para bombas elctricasSi la potencia del motor es superior a los 3 HP (2,2 KW), se debe contemplar la instalacin de unared trifsica, debido a que se produce un alto consumo de energa durante el arranque o partida dela bomba.

    10. COMO CALCULAR LA POTENCIA DE LA BOMBA

    CALCULOS QUE SE DEBEN REALIZAR

    Ejemplo:Se desea elevar 2,5 lt/seg de agua a un desnivel de 20 m. para almacenara en un estanque.El agua antes de ser almacenada deber ser filtrada por un filtro de arena y por otro de malla.

    10.1 Estimacin del dimetroEn primer lugar, se debe estimar el dimetro para el sistema de impulsin, utilizando la siguienteexpresin:

    De acuerdo a las disponibilidades de bombas comerciales, se debe seleccionar un dimetro deaspiracin y elevacin coherente con la oferta de equipos.

    10.2 Prdidas de energa por friccinLa longitud de la tubera para este ejemplo es de 40 m, por lo que las prdidas

  • Por friccin son las siguientes:Caudal : 0, 0025 m cbicos/sDimetro interior : Se calcula restando el espesor de paredes de la tabla 10, para el dimetro

    y clase de material elegido.

    Reemplazando los valores en la frmula de prdidas por friccin de Hazen y Williams.

    Como la longitud de la tubera es de 40 m, la prdida por friccin es de 1,84 m.

    10.3 Prdidas singulares.Las prdidas singulares deben ser calculadas para cada uno de los accesorios que se incorporen,tanto para la seccin de elevacin, como aspiracin.

    Accesorios de aspiracin:Como mnimo se deben contemplar, los siguientes accesorios:Vlvula de pie K = 2,5Codo de 900 K= 0,9

    Accesorios de elevacin:Codo de 90 K= 0,9Vlvula de no retorno K = 2,5

    Por lo tanto, para calcular las prdidas por singularidades, se debe estimar la velocidad deescurrimiento al interior de la caera, lo cual se hace por medio de la siguiente frmula:

    Si se utilizan distintos dimetros para aspiracin y elevacin, se debe calcular la velocidad paracada uno de ellos. En el caso del ejemplo es:

  • Observacin:ASP = Seccin de aspiracinEL = Seccin de elevacin

    10. 4 Requerimientos de presinEl sistema del ejemplo bombea agua desde un pozo, por lo tanto, se requiere un filtrado utilizandoun filtro de arena y otro de malla antes de ser acumulada para su posterior utilizacin.De la tabla 5 se obtiene la presin de trabajo de los filtros

    Filtro de arena = 3 mFiltro de malla = 5 m

    Se eligen los valores ms altos para asegurar el buen funcionamiento del diseo, debido a que labomba debe ser capaz de superar la prdida de carga originada por las impurezas acumuladas enlosfiltros, cuando stos estn sucios.

    Presin de trabajo = 5 + 3 = 8 m

    10.5 Altura representativa de velocidad

  • Este valor se debe sumar a los anteriormente calculados, para obtener la Energa de la Bomba oAltura Manomtrica Total (Hmt), pero generalmente se desprecia por ser de poca magnitud,comparado con los otros factores que intervienen en dicho clculo.

    10.6 Energa de la Bomba o Altura Manomtrica Total (Hmt)

    Finalmente la energa de la bomba se debe calcular como sigue:

    EB =DESNIVEL + HF+ Hs + PTRABAjo + HvDonde:EB = Energa de la bomba o altura de carga manomtrica total (m)Desnivel = Diferencia de cota entre el nivel del agua en la captacin y el punto de entrega del

    agua (m)HF = Prdidas de energa debido a lafriccin (m)Hs = Prdidas de energa debido a singularidades (m)Hv = Altura de velocidad (m)PTRABAjo = Presin de trabajo de los accesorios considerados (m)

    Finalmente:EB = 20 + 1,84 + 0,76 + 8 + 0,11 = 30,71 m

    Con este valor calculado se debe seleccionar el tipo de bomba ms adecuado, lo cual serrealizado a continuacin.

    11. USO DE LAS CURVAS CARACTERISTICASLas Curvas Caractersticas de las bombas, son herramientas entregadas por los fabricantes en loscatlogos, para poder seleccionar en forma ptima y con la mejor eficiencia de trabajo una bomba,para cada condicin particular de funcionamiento.Grficamente se puede operar con la figura 7, a modo de ejemplo, conociendo el caudal atransportar y la altura manomtrica a vencer.

    De esta manera es posible conocer la potencia consumida, la eficiencia a la cual estar operando elsistema y el dimetro del rodete de la bomba.

    Para operar con estas curvas, se deben seguir las siguientes etapas:

    1. En los ejes horizontales de la figura, ubicar el caudal a impulsar en 1/seg o 1/min. Para lacurva de la figura 7 se trabajar con los datos del ejemplo anterior, es decir, un caudal de 150l/min o 2.5 l/seg.

    2. En el eje vertical del grfico, ubicar la altura manomtrica total que para este caso es de 30.71m.

    3. Desde los valores anteriormente citados, proyectar una lnea vertical, para el caso del caudal yuna lnea horizontal, para el caso de la altura manomtrica, tal como se indica en la figura 8.

    4. El punto de interseccin de ambas lneas se desplaza hacia arriba, hasta tocar con la curva dedimetro de rodete ms cercana, en el caso del ejemplo, 160 mm.

    5. La ubicacin del punto anterior, indicar la eficiencia a la cual operar el sistema, en el casodel ejemplo aproximadamente 80 %.

  • 6. Para obtener la potencia que consumir el sistema, se prolonga una lnea vertical desde elvalor de caudal determinado, hacia el grfico inferior de la figura, hasta intersectar la curva deigual dimetro de rodete, tal como lo indica la figura 8.

    7. Desde ese punto se prolonga una lnea horizontal hasta el eje vertical del grfico, el cualindicar lapotencia que consumir el sistema, que para el ejemplo ser de 2.6 HP (1.9 KW).

    8. Es conveniente sealar, que en el caso de vaciarse la tubera al detener la bomba, para llenar latubera nuevamente, sin provocar un sobre calentamiento de la bomba, se debe elegir una demayor potencia, manteniendo el mismo dimetro de rodete. En el caso del ejemplo, la bombaelegida es de 3 HP.

    Se deben tener la siguientes consideraciones: Si al seleccionar un tipo de bomba desde un catlogo, los valores de caudal que entrega esa

    bomba no satisfacen la altura manomtrica necesaria, se debe descartar esa bomba y buscarotro tipo.

    Si se satisfacen los requerimientos de caudal y altura manomtrica, pero los valores deeficiencia son muy bajos, se debe descartar esa bomba y buscar una que entregue un valor deeficiencia mayor.

    La potencia requerida por el sistema pueda ser abastecida con las fuentes energticasdisponibles, es decir, electricidad mono o trifsica, potencia

  • 12. ACCESORIOS MINIMOS QUE SE DEBEN CONSIDERAR EN UN SISTEMA DEIMPULSION

    La figura 9 muestra los componentes con que debe contar un sistema de impulsin.

    SECCION DE ASPIRACION Chupador Vlvula de pie

    En el caso de utilizar PVC especficamente, se recomienda adems de los ya mencionados: Codos Uniones americanas Terminales HE de la medida de la entrada a la bomba y vlvula de pie

  • En el caso de utilizar plansa o polietileno (PE) o tubera corrugada especficamente, se recomiendaadems de los ya mencionados: o Uniones PE - PVC

    SECCION DE ELEVACION. Terminal HE a la salida de la bomba. Unin americana para poder desmontar la bomba, sin desarmar toda la estructura. Filtros (en el caso de sistemas de riego presurizados o de consumo humano). Vlvula de retencin. Codos. Otros.

    En el caso de requerir la utilizacin de tuberas de acero, estas pueden ser unidas a las de PVC,utilizando conectores denominados bushings, que se compran de acuerdo a la medida de lastuberas a unir.

  • Donde:m.c.a. = metros de columna de aguaPSI (lb/pulg. cuadrada) = libras por pulgada cuadradakglcm 2 = kilogramos por centmetro cuadradobares = 10.2 m.c.a.atmsferas = 10.33 m.c.a.

    14. LITERATURA RECOMENDADA

    1. Catlogo de bombas VOGT, 19882. Davis, Calvin Victor. 1956, Tratado de Hidrulica Aplicada, Editorial Labor, S.A.. Barcelona

    - Madrid, Espaa.3. King, Horace W. 1991, Hidrulica. Editorial Trillas, Mxico.

    Merritt, Frederick S. 1993, Manual del Ingeniero Civil, Editorial Mc Graw Hill, Mxico.