Seleccion de bombas

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FUNDAMENTOS
PARA EL CALCULO DE SISTEMAS DE SUMINISTRO DE AGUA Y SELECCIÓN DE BOMBAS CENTRIFUGAS

Ing. Alberto Garro Zavaleta
Centro de Experimentación Electromecánica
Instituto Tecnológico de Costa Rica.
jagarro@itcr.ac.cr

Introducción

Estos artículos tienen como finalidad:

Primero: guiar al usuario de bombas centrífugas y de todos aquellos profesionales que están relacionados consistemas de bombeo de agua, a conocer e incluso repasar los conceptos esenciales sobre: a) consumo y presiones mínimas requeridas de equipos y piezas sanitarias, b) selección de la tubería, c) caída de presión en tuberías y distribución de flujo, d) cavitación y cabeza total de succión(NPSHd y NPSHr).

Segundo: Proyectar una red de distribución de agua potable aplicando los conceptosestudiados anteriormente y la selección de una bomba centrífuga a partir de curvas características.

La selección del corazón del sistema conocido como sistema hidroneumático (bomba – tanque hidroneumático) debe estar enfocado a tres factores primordiales: 1) El caudal total a manejar, 2) La presión total a desarrollar por la bomba y 3) El tipo de fluido a trasegar. Los siguientes conceptos estánenfocados en estos tres factores.

A) Consumo y presiones mínimas requeridas por equipos y piezas sanitarias.

Como proyectistas es importante responder acerca de cuáles son los requerimientos de caudal y presión de diseño a los equipos y piezas sanitarias a alimentar. Todo equipo nuevo o en buen estado debe brindar esa información, de lo contrario se debe solicitar al representante del equipodicha información. Por ejemplo una lavadora industrial requiere para trabajar adecuadamente un caudal de 3 litros/segundo y una presión de 8 mca[1].
Como referencia adicional el Código de Instalaciones Hidráulicas y Sanitarias en Edificaciones en Costa Rica[2] establece en el artículo 6.16 y Tabla 6.1 las presiones y gastos mínimos requeridos en los puntos de alimentación de las piezas sanitarias.Por ejemplo, se recomienda proyectar que la presión mínima en un nodo que alimentará una ducha sea de 2 mca con un caudal para uso privado de 0,2 l/s( y para uso público de 0,3 l/s.
El artículo 6.19 del C.I.H.S.E. establece que “el caudal de diseño de las tuberías de distribución que alimentan baterías de servicios sanitarios, se calculará de acuerdo con los gastos de las piezas sanitarias aservir, y la probabilidad de su uso simultáneo”, para ello se recomienda el siguiente criterio[3]:
[pic], i = 1,...,n (Ec.1)
En donde,
n = número de piezas sanitarias alimentadas por una misma tubería de distribución.
Q = caudal de diseño de tubería (l/s)
Qi = caudales correspondientes a todas las piezas sanitarias ligadas a la tubería (l/s)
[pic] 0 en sistemas con predominancia deinodoros con válvulas de descarga o fluxómetros.
[pic]1/12 en sistemas con predominancia de inodoros

B) Selección de la tubería a utilizar

La selección de una tubería para trasegar agua debe basarse en tres criterios:
a) Caída de presión
Si la caída de presión produce condiciones de funcionamiento inadecuados, puede tomarse la decisión de aumentar el diámetro interno.
b) Esfuerzos porflexión en la tubería.
Todo fluido en movimiento genera fuerzas y momentos que se someten a la tubería y sus accesorios.
c) El golpe de ariete.
Una columna de líquido al moverse tiene cierta “cantidad de movimiento” o inercia, la cual es proporcional al peso y a la velocidad. Si el flujo es detenido súbitamente (al cerrar una válvula por ejemplo), la inercia se convierte en una onda de choqueo un aumento considerable de la presión.
La siguiente tabla muestra los valores para la variación de la presión de ariete en tubería de PVC.

Tabla Nº1
Variación de la presión de ariete a una velocidad de 1m/s
|SDR |PRESION |PRESION DE TRABAJO |
| |DE ARIETE (bar) |(bar) |
|13,5 |4,51 |22,1...
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