anÁlisis y rediseÑo de los sistemas de achique y contra ince

ANLISIS Y REDISEO DE LOS SISTEMAS DE ACHIQUE Y CONTRA INCENDIOS DE UN YATE DE 43 M DE ESLORA

Autor: Laura del Tarr Vandrell Titulacin: Ingeniera Tcnica Naval Director: Manuel Rodrguez Castillo Facultad de Nutica de Barcelona Febrero 2011

Anlisis y rediseo de los sistemas de achique y contra incendios de un yate de 43 m de eslora

0. Presentacin del proyecto.. 1. Objetivos del proyecto...

8 9

2. Presentacin del yate...... 10 3. Normativa aplicada........ 4. Aspectos ms relevantes de la normativa. 11 12

5. Teora de sentinas......... 14 5.1. Operaciones del sistema de achique... 15 6. Descripcin elementos del circuito de achique.. 17 6.1. Separador de sentinas. 17 6.1.1. Funcionamiento de un equipo separador... 6.1.2. Instalacin.. 17 18

6.2. Bombas....................... 20 6.2.1. Clasificacin de las bombas segn la intervencin o no de las fuerzas de inercia..................... 20 6.2.1.1. Bombas estticas 6.2.1.1.1. Bombas estticas de desplazamiento positivo... 6.2.1.1.1.1. Bombas de mbolo o membranas con vlvulas. 6.2.1.1.1.2. Bombas giratorias sin vlvulas.. 20 20 20 23

6.2.1.1.1.3. Bombas de engranajes 27 6.2.1.1.1.4. Bombas de aletas y movimiento oscilante con vlvulas 28

6.2.1.1.1.5. Bombas de presin de vapor o de gas con vlvulas... 29 6.2.1.1.1.6. Bombas de husillo.. 32 6.2.1.1.2. Bombas por rozamiento. 33

6.2.1.1.2.1. Bombas de empuje ascendente o Mammut 33 6.2.1.2. Bombas dinmicas. 6.2.1.2.1. Bombas rotocinticas. 35 35

6.2.1.2.1.1. Bombas Centrfugas... 35 6.2.1.2.1.2. Bombas de canal lateral o perifricas 6.2.1.2.2. Bomba venturi o eyector.... 36 38

6.2.1.2.3. Bombas de ariete hidrulico... 39 6.2.1.2.4. Bombas electrodinmicas.. 41

6.2.2. Normativa. ............ 42 6.2.3. Eleccin................. 42

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6.3. Vlvulas..................... 6.3.1. Clasificacin de los tipos de vlvulas empleados en el sistema 6.3.1.1. Vlvula de compuerta 6.3.1.2. Vlvula de retencin.. 6.3.1.3. Vlvula de globo

46 46 46 47 49

6.3.1.4. Vlvula de macho... 51 6.3.1.5. Vlvula de bola.. 53

6.3.1.6. Vlvula de mariposa... 54 6.3.1.7. Vlvula de diafragma. 56

6.3.1.8. Vlvulas reguladas automticamente. 57 6.3.1.8.1. Vlvula venteo... 58

6.3.1.8.2. Vlvula reguladora temperatura. 58 6.3.1.8.3. Vlvula reguladora presin.... 58

6.3.1.8.4. Vlvula de seguridad o alivio. 59 6.3.2. Seleccin de vlvulas 59

6.3.3. Normativa.............. 61 6.3.4. El sistema se compone de las siguientes vlvulas. 62 6.4. Descargas a costado... 62

6.5. Pasamamparos............ 63 6.6. Tuberas de achique... 6.7. Tuberas de ventilacin de los tanques.. 63 64

6.8. Tuberas de sondeo..... 65 6.9. Compensador de goma... 65 6.10. Interruptor de alto y bajo nivel con alarma.. 6.11. Indicador de posicin abierto y cerrado... 66 67

6.12. Filtro......................... 68 6.12.1. Descripcin general.. 68 6.12.2. Clasificacin de filtros. 68

6.12.2.1. Filtracin de admisin.. 68 6.12.2.2. Filtracin de proceso 70 6.12.2.3. Filtracin en la lnea de descarga. 71 6.12.3. Normativa............. 71 6.12.4. Eleccin................ 72

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6.13. Habitculo de proa... 7. Teora del fuego y medios de lucha contra incendios... 7.1. Teora de la generacin del fuego..

72 73 73

7.1.1. La combustin........ 73 7.1.2. El tringulo y el tetraedro del fuego... 73 7.1.2.1. Combustible....... 75

7.1.2.2. Oxgeno.............. 75 7.1.2.3. Temperatura....... 75

7.1.2.4. Reaccin en cadena 75 7.1.3. Clasificacin de las combustiones. 7.1.4. Distintas fuentes de ignicin.. 7.1.5. Generacin del fuego. 75 76 77

7.1.6. Propagacin del fuego 78 7.2. Mecanismos y agentes de extincin... 80 7.2.1. Mecanismos de extincin... 80 7.2.1.1. Desalimentacin. 80 7.2.1.2. Sofocacin.......... 81 7.2.1.3. Enfriamiento....... 82 7.2.1.4. Rotura de la reaccin en cadena. 82 7.2.2. Clasificacin de los agentes extintores.. 82

7.2.2.1. El agua como agente extintor. 83 7.2.2.2. Las espumas como agentes extintores... 7.2.2.3. El polvo qumico como agente extintor. 7.2.2.4. El anhdrido carbnico como agente extintor 84 86 86

7.2.2.5. Halones............... 88 7.3. Red contra incendios.. 88 7.3.1. Necesidades............ 88 7.3.1.1. Componentes de la red de contra incendios... 88 7.3.1.2. Abastecimiento de agua. 7.3.1.3. Conexin internacional a tierra.. 7.3.2. Equipos mviles de la red de contra incendios.. 89 90 91

7.3.2.1. Mangueras.. 91 7.3.2.2. Lanzas de agua... 91

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7.3.2.3. Extintores...........

91

7.4. Instalaciones fijas....... 92 7.4.1. Deteccin del fuego... 7.4.2. Clases de deteccin 92 92

7.4.2.1. Deteccin humana.. 92 7.4.2.2. Deteccin automtica 93

7.4.3. Componentes de un sistema de deteccin.. 93 7.4.3.1. Unidad de control... 93 7.4.3.2. Cabezas detectoras. 94

7.4.3.2.1. Detectores trmicos 94 7.4.3.2.2. Detectores de llama 95 7.4.3.2.3. Detectores de humos.. 96

8. Descripcin elementos del circuito de contra incendios 98 8.1. Bombas contra incendios... 8.2. Bombas porttiles de contra incendios.. 98 98

8.3. Colector principal de contra incendios... 100 8.4. Hidrantes.................... 8.5. Tuberas y bocas contraincendios.. 101 101

8.6. Mangueras contraincendios 103 8.9. Tomas de mar............. 104 8.10. Filtros de las tomas de mar.. 106

9. Clculos.......................... 108 9.1. Dimensiones del buque a tener en cuenta para el clculo.. 108 9.2. Tuberas de achique... 9.3. Bombas de achique.... 108 110

9.4. Bomba contra incendios. 111 9.5. Resumen de los dimetros de las tuberas utilizadas en el circuito... 112

10. Corrosin...................... 113 10.1. Tipos de corrosin.... 114 10.1.1. Corrosin general. 114 10.1.2. Corrosin de carcter local o puntual.. 114

10.2. Control de la corrosin. 119 10.2.1. La colocacin de una pelcula protectora en la superficie

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slido-agua

119

10.2.2. La utilizacin de tcnicas o procesos especficos paralelos. 120 10.2.3. La utilizacin de inhibidores de corrosin... 120 10.2.4. La eleccin de materiales resistentes a la corrosin 120

10.3. Seleccin de materiales 121 10.3.1. Plsticos... 10.3.2. Materiales metlicos 11. Mantenimiento. 121 123 125

11.1. Descripcin general.. 125 11.2. Generalidades del mantenimiento 126 11.3. Mantenimiento de los elementos de los sistemas. 126 11.3.1. Bombas. 126 11.3.2. Sellos mecnicos.. 128

11.3.3. Cojinetes... 128 11.3.4. Anillos de desgaste... 129 11.3.5. Rotores. 129

11.3.6. Acoplamientos flexibles... 130 11.3.7. Vlvulas... 11.3.7.1. Elastmeros de cierre... 130 130

11.3.7.2. Elementos de cierre.. 131 11.3.7.3. Vstago de accionamiento... 11.3.8. Filtros... 11.3.9. Las bocas de incendio.. 11.3.10. Hidrantes 131 132 133 133

11.3.11. Separador de sentinas. 134 11.3.11.1. Instrucciones de mantenimiento. 134 11.3.11.1.1. Limpieza del paquete de placas. 134

11.3.11.1.2. Sustitucin de la membrana desechable. 136 11.3.12. Tanques de lastre y tuberas... 138

11.3.12.1. Tuberas en los tanques de lastre 139 11.3.12.2. Opciones de reparacin del servicio.. 11.3.12.3. Opciones de proteccin de los tanques.. 139 140

12. Impacto medioambiental.. 141

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12.1. Tanque de lodos...

141

12.2. Agua de lastre... 141 12.3. Trabajos realizados para la construccin del yate 142 12.3.1. Grasas... 143 12.3.2. Pinturas. 144 12.3.3. Aceites.. 145 12.3.3.1. Proceso de recogida del aceite. 12.3.4. Gomas, cauchos y otros... 12.3.5. Embalajes de elementos como cartn, madera y plsticos.. 145 147 148

12.3.6. Elementos metlicos en general... 148 12.3.7. Otros residuos.. 13. Conclusiones 14. Bibliografa.. 15. ndice de acrnimos. 16. Anexos. 149 150 151 152 156

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0. Presentacin del proyecto

Este proyecto es un estudio justificativo de cules van a ser las necesidades mnimas requeridas para realizar un rediseo completo de los sistemas de achique y contra incendios de agua salada de un yate de 43 m de eslora total.

La metodologa aplicada en este proyecto se basa en el anlisis, el clculo y el dimensionamiento de un sistema de achique y un sistema contra incendios mediante agua salada. De entre todas las variantes que existen se realizar un proceso iterativo para escoger la mejor seleccin de los materiales y los elementos a instalar.

El proyecto ha sido realizado basndose en la Sociedad de Clasificacin de Lloyds Register of Shipping, a diferencia del que se est construyendo en el Astillero donde se ven implicados algunos aspectos requeridos por el armador. Por este motivo, en cada apartado del proyecto se describen algunos fragmentos de la normativa seguidamente, de la eleccin de los diferentes componentes instalados. Incluyendo tambin un breve resumen de los materiales de fabricacin de cada uno de los componentes por separado.

A continuacin, se ha realizado un seguimiento del posible mantenimiento que se podra efectuar sobre los elementos del sistema. Se plantea de tal modo para que las instalaciones tengan un nivel ptimo de funcionamiento e intentando evitar los posibles fallos.

Tambin se hace referencia a la problemtica que est habiendo con la contaminacin sobre el medio ambiente. Se deben tener en cuenta una serie de puntos que pueden provocar el impacto medioambiental.

Finalmente, se realizan las conclusiones en referencia al rediseo de los circuitos y lo que conlleva realizar un proyecto.

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1. Objetivos del proyecto

Este proyecto consiste en analizar, calcular y dimensionar los sistemas de achique y contra incendios mediante agua salada, para la seguridad de un yate de 43 m de eslora.

El proyecto se llevar a cabo de forma paralela a la construccin del buque, aunque los sistemas de sentinas y contra incendios ya estn instalados desde hace unos meses. Por este motivo, se hace una comprobacin completa de los dos sistemas con la normativa del Lloyds Register of Shipping.

El proyecto desvelar toda la informacin necesaria para poder realizar dos instalaciones de achique y contra incendios mediante agua salada que conlleva una embarcacin de dicha envergadura.

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2. Descripcin del yate

Se trata de un yate a motor de 43 metros de eslora, con casco de acero, superestructura de aluminio y doble motorizacin. El yate tiene tres cubiertas de lneas clsicas y gran volumen que se halla actualmente en proceso de construccin en el astillero de Monty North Barcelona.

Caractersticas Generales

Eslora total Eslora de flotacin Manga de trazado Puntal de diseo (a mxima carga) Calado Desplazamiento mximo Capacidad de combustible Velocidad mxima Separacin entre cuadernas Motores principales

43 metros 34,45 metros 9,5 metros 4,5 metros 2,6 metros 465 toneladas 72000 litros 15 nudos 0,5 metros 2x970 kW Pgina 10 de 156


3. Normativa aplicada

La normativa que se ha aplicado a lo largo de todo el proyecto ha sido la de Lloyds Register of Shipping, como ya se ha mencionado con anterioridad, puesto que utilizar una normativa para la construccin de un yate proporciona una garanta de seguridad y calidad.

Para poder aplicar este Reglamento, las embarcaciones tienen que estar construidas en acero, aluminio, materiales compuestos o la combinacin de los anteriores.

Cabe destacar el estudio bilinge de la normativa para que se cumplan los objetivos del proyecto, finalizando con el rediseo de los sistemas de achique y contra incendios mediante agua salada.

A lo largo del proyecto se citan artculos y secciones determinadas de la normativa con el fin de facilitar la compresin de los elementos instalados.

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4. Aspectos ms relevantes de la normativa del Lloyds Register of Shipping

1. Se emplearn conexiones roscadas cuando las tuberas no sean superiores a 41 mm de dimetro exterior. Para mayores dimetros, se usarn uniones usando bridas o slip-on joints. 2. Las tuberas deben ser tan directas como sea posible, con el mnimo nmero de codos y conexiones. 3. Todos los materiales usados deben estar de acuerdo con los requisitos de Lloyds Register, MCA. y las autoridades estatutarias. 4. Todos los tramos conectados a la maquinaria tienen conexiones flexibles localizadas para as evitar ruidos y vibraciones. 5. Las tuberas de sentinas deben ser de color codificado, con flechas indicadoras de direccin y la lista de codificacin de las tuberas estar dentro de la cmara de mquinas. 6. El material de las tuberas para el sistema de sentinas ser de acero galvanizado o similar. 7. Las vlvulas colocadas en lugares de difcil acceso debern manipularse mediante un mecanismo o por control remoto. 8. Cada compartimento y cada ramal independiente de succin de sentinas tendr un interruptor de nivel con alarma y estar conectado mediante un dispositivo audible y visible en el camarote del armador. 9. Todas las vlvulas conectadas al casco, tendrn indicadores de posicin de abierto y cerrado. 10. Las vlvulas conectadas al casco estarn aprobadas por Lloyds Register y tendrn su pertinente certificacin. 11. Cada bomba automtica de sentinas con cuello de cisne a costado estar instalada en el punto ms bajo. 12. Las descargas a costado estarn situadas a 350 mm sobre la lnea de flotacin. 13. Las bombas manuales estarn colocadas fuera de los piques sobre la cubierta de francobordo. 14. El espesor de las tuberas de sentinas, lastre y agua salada generalmente no sern menores de 4,0 mm, exceptuando los tubos que estn eficientemente protegidos contra la corrosin cuyo espesor puede ser 1 mm menor.

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15. Las tuberas debern de estar fijadas mediante soportes adecuados cercanos a uniones flexibles en la medida de lo posible. Los soportes debern estar fijados a la tubera con flejes y soldados a la estructura. Y bajo ningn concepto podrn estar soldados a la tubera directamente. Los soportes sern de acero y tendrn que estar en contacto con la tubera mediante un material aislante.

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5.Teora de los sistemas de achique

Todos los buques deben lograr agotar y bombear cualquier compartimento estanco que no est dedicado de manera permanente a contener agua, combustible, aceite o cualquier otro tipo de lquido.

El agua que vamos a extraer puede entrar en el interior del buque por diversas causas como golpes de mar, prdidas de circuitos de tuberas inferiores y vas de aguas entre otros.

Para la seguridad del buque, tanto el Convenio de Seguridad de la Vida en la Mar como los Reglamentos de las Sociedades de Clasificacin, determinan los medios y sistemas que deben instalarse a bordo para llevar a trmino dicha operacin.

Respecto a la posicin que pueda ocupar el agua en el interior de un buque, se considerarn tres tipos de espacios diferentes:

1. En tanques colocados expresamente para contenerla, como son los tanques de lastre, tanques de agua potable, tanques de compensacin, etc. 2. En espacios situados debajo de la cubierta de francobordo, espacios dentro de superestructuras intactas o en casetas de cubierta provistas de puertas eficientemente estancas al agua. 3. En el resto del buque.

El agua que ocupa el tercer punto puede devolverse fcilmente al mar por gravedad a travs de las portas de desage e imbornales colocados al efecto. El agua que se introduce en los espacios mencionados en el segundo punto ha de ser achicada por medios mecnicos, ya que se encuentra por debajo de la lnea de flotacin. Por gravedad puede hacerse descender a la parte inferior del buque donde se encuentran las sentinas o pozos de sentinas. Desde este punto se achica por medio de bombas o eyectores que la expulsan al mar.

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As pues, definiremos las sentinas como la superficie interior de los fondos de los compartimentos del buque. En ellas, se escurren las aguas y lquidos que por cualquier causa escapan de sus compartimentos o se introducen desde el exterior.

Con relacin a las aguas contenidas en el primer punto, es necesario llenar y vaciar los tanques de lastre. Es necesario realizar con seguridad las operaciones de carga y descarga manteniendo el buque adrizado y sin esfuerzos adicionales.

Los medios y sistemas requeridos por el SEVIMAR y las Sociedades de Clasificacin para achicar un espacio dependen de la importancia que dicho espacio tenga respecto de la seguridad del buque.

A continuacin se enumeran tres tipos de compartimentos de los que se tendrn que achicar:

1. Bodegas: todo el sistema de achique en bodegas tiene que tener al menos una aspiracin que comunique con el colector de achique de la cmara de mquinas. Aunque tambin se puede hacer el achique de bodegas mediante eyectores. 2. Espacios de mquinas.

3. Otros espacios, como tneles, servomotor, etc. son locales situados a popa del mamparo estanco de popa que suelen ser tanques de lastre y/o tanques de almacn de agua dulce.

Y de todos ellos proyectaremos los pocetes de aspiracin, el dimetro de las tuberas, el espesor de las mismas y la capacidad de la bomba.

5.1. Operaciones del sistema de achique

5.1.1. Aspiracin normal de sentinas: es la que utiliza el colector principal de sentinas y sale de los ramales hacia los pocetes y a otros espacios. Las operaciones para efectuar el achique de sentinas a travs del colector general seran las siguientes.

5.1.1.1. Abrir la vlvula correspondiente al pocete que queramos achicar.

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5.1.1.2. Comprobar que el resto de vlvulas correspondientes a las aspiraciones restantes estn cerradas. 5.1.1.3. Abrir la aspiracin de la bomba de sentina. 5.1.1.4. Abrir la descarga de la bomba. 5.1.1.5. Abrir la vlvula correspondiente a la descarga del tanque de sentinas. 5.1.1.6. Arrancar la bomba.

5.1.2. Aspiracin directa de las bombas: del pocete a las bombas sin pasar por el colector.

5.1.3. Aspiracin mediante el sistema de emergencia: en cada espacio de mquinas sobresale la vlvula que comunica con las bombas de agua salada.

5.1.4. Aspiracin a travs del separador de sentina: todos los buques tienen que disponer de un equipo separador de sentinas que permita la descarga al mar solo cuando el contenido de aceites o hidrocarburos sea inferior a 15 ppm.

Lo ms habitual es que se encuentre el separador y seguidamente la bomba. Despus, una vez se han separado los hidrocarburos pasan por unos filtros. Y finalmente del equipo separador vienen los olemetros o hidrocarburmetros, aunque si se detecta que hay ms de 15 ppm no lo deja descargar al mar.

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6. Elementos que componen el sistema de achique

6.1. Separador de sentinas

6.1.1. Funcionamiento de un equipo separador

Esquema 1: Separador de sentinas

Un separador es un acelerador de separacin de lquidos no miscibles que est basado en la diferencia de densidades. En su interior hay un rgimen laminar que favorece la separacin. El cual se compone de varias etapas con el fin de que el efluente llegue a menos de 15ppm para poder descargarlo al mar mediante una bomba.

Se compone de 3 etapas:

I. Decantacin en la cmara de hidrocarburos, tiene un nivel de cristal fuera del separador. La concentracin va aumentando la velocidad media de elevacin, se pretende que se generen gotas del mayor dimetro posible. Por tanto, a mayor dimetro de las gotas, mayor velocidad de elevacin y en consecuencia menos tiempo de

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separacin. Aunque, para conseguir menos tiempo de separacin, las placas han de estar lo ms juntas posible.

II. Seguidamente se encuentra con un serpentn troncocnico, que consiste en un laberinto de placas inclinadas unidas a un tubo central perforado. Este tubo est construido de fibra de vidrio para que pese poco. Y a la vez es el encargado de reagrupar las partculas siempre y cuando haya superficie. III. Finalmente, se encuentra un paquete de placas onduladas que tambin son de fibra de vidrio y su disposicin es muy prxima.

Puesta en marcha

1. Tienen que estar la entrada del efluente y la salida de agua cerradas mientras que la entrada de agua limpia y la de salida al tanque de lodos tienen que estar abiertas. 2. Se abre la vlvula del pocete que hay que achicar. 3. Se abre la vlvula de entrada del efluente. 4. Se abre la vlvula de salida de agua limpia. 5. Se cierra la entrada de agua limpia y la del tanque de lodos. 6. Se ha de poner en funcionamiento la bomba. 7. El hidrocarburmetro detecta los hidrocarburos. 8. En el momento que se detecta agua limpia. 9. Se para la bomba y se cierra la vlvula de descarga de agua. 10. Se cierra la entrada de efluente. 11. Se abre la descarga al tanque de lodos. 12. Se abre la entrada de agua limpia.

6.1.2. Instalacin

Se instala un separador de sentinas modelo CPS 3.2E + EBM 14x1 de la marca Facet International. El separador escogido es una unidad compacta adaptable en los espacios a bordo, tiene un peso ligero y de fcil mantenimiento. La operacin que realiza es muy sencilla y completamente automtica, con todas sus funciones controladas a travs de un

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PLC. Este modelo est aprobado para un caudal de 0.73 m3/s con los cuales cumple con los clculos realizados.

El funcionamiento de este equipo es eliminar los hidrocarburos en dos etapas. En la primera etapa separa los hidrocarburos libres presentes en el agua de sentina a travs de las placas coalescentes. Y en la segunda etapa, se rompen las emulsiones a travs de la membrana eliminando los hidrocarburos presentes. Finalmente, se obtiene un efluente con un contenido total en hidrocarburos inferior a 15 ppm.

Este separador es de fcil instalacin, completndose con las bombas, vlvulas y panel de control del sistema. A excepcin de la bomba y las vlvulas solenoides, este separador de sentinas no tiene componentes en movimiento. El control de nivel es fijo y no tiene un flotador. El hidrocarburo separado, normalmente contiene menos del 5% de agua y puede ser quemado si se requiere. La descarga de aceite se ve facilitada por la conexin al sistema de agua presurizada. Y la potencia elctrica es de 380/440 v.

Imagen 1: Equipo separador instalado

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6.2. Bombas

Una bomba es un dispositivo que transmite energa a un lquido o gas, normalmente en forma de presin. De esta manera, una bomba mueve lquidos o gases desde una presin ms baja a una presin ms alta y es responsable de esta diferencia de presin.

6.2.1. Clasificacin de las bombas segn la intervencin o no de las fuerzas de inercia

6.2.1.1. Bombas estticas

Son aquellas en las cuales, no intervienen las fuerzas de inercia. A su vez pueden clasificarse, en:

6.2.1.1.1. Bombas estticas de desplazamiento positivo

Se dice que una bomba es de desplazamiento positivo, cuando su rgano propulsor contiene elementos mviles de tal modo que por cada revolucin se genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada que es independiente a la contrapresin a la salida. En este tipo de bombas la energa mecnica recibida se transforma directamente en energa de presin que se transmite hidrostticamente al sistema hidrulico.

En las bombas de desplazamiento positivo la descarga siempre debe permanecer abierta, porque a medida que esta se obstruya, aumenta la presin en el circuito hasta alcanzar valores que pueden ocasionar la rotura de la bomba. Por este motivo siempre se debe colocar inmediatamente a la salida de la bomba una vlvula de alivio o de seguridad con una descarga a tanque y con registro de presin.

A su vez las bombas de desplazamiento positivo las podemos clasificar en:

6.2.1.1.1.1. Bombas de mbolo o membranas con vlvulas

Estas bombas estn compuestas por un elemento pistn-mbolo o membrana, los cuales se accionan mecnicamente, hidrulicamente o neumticamente para Pgina 20 de 156


producir un movimiento de vaivn que aspira el lquido y lo impulsa gracias a unas vlvulas antiretorno de aspiracin y de impulsin que cierran alternativamente el espacio de trabajo durante el funcionamiento de la bomba.

Imagen 2: Bomba de mbolo

El principal problema de estas bombas, es el suministro irregular de caudal.

Esquema 2: Funcionamiento de las bombas de mbolo

La uniformidad se intenta conseguir mediante amortiguadores o acumuladores neumticos.

El funcionamiento de este tipo de bombas, es el siguiente.

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Esquema 3: Movimiento del mbolo de la bomba

En la posicin 1, el mbolo cambia su direccin de movimiento y la vlvula de aspiracin se cierra automticamente. En la zona de vlvulas aumenta bruscamente la presin hasta el valor de la presin de alimentacin P2. Se trata de la lnea 1-2. En el mismo instante en que la presin aumenta hasta P2, la diferencia entre presiones bajo la vlvula y sobre sta vence el peso y el resorte de la vlvula V2 que se abre. Durante el desplazamiento regular uniforme del mbolo del punto 2 hacia la izquierda, el lquido se suministra a presin constante P2.

En la posicin extrema izquierda el mbolo cambia de nuevo su direccin de movimiento. En este caso la presin en la zona de vlvulas disminuye bruscamente como se ve representada en la lnea 3-4. La vlvula V2 se cierra y la vlvula V1 se abre.

Este diagrama, es el terico ya que en el diagrama real aparecen fluctuaciones de presin al comienzo de la aspiracin y de la alimentacin.

Esquema 4: Diferencias entre diagrama terico-real Pgina 22 de 156


Uno de los mtodos utilizados para suavizar estas fluctuaciones de caudal, es el de incorporar una cmara de aire en la descarga. Se trata simplemente de un depsito cerrado que comunica con la descarga de la bomba y est parcialmente cargado con aire comprimido. Su efecto es el de amortiguar las fluctuaciones del flujo en la descarga como resultado del colchn de aire que se establece en el circuito.

Otro de los mtodos utilizados para disminuir las irregularidades de presin es el empleo de bombas de mbolos mltiples con la unin paralela de los cilindros. Este sistema, al moverse los mbolos sincronamente, crea la alteracin de las carreras de alimentacin en tiempo y, pese a que la alimentacin de cada cilindro sigue siendo irregular, la alimentacin total de la bomba se hace ms regular.

Actualmente este tipo de bombas son predominantes en los campos de las transmisiones, controles hidrulicos o neumticos y en el automatismo.

6.2.1.1.1.2. Bombas giratorias sin vlvulas

Imagen 3: Bomba giratoria sin vlvula

Estas bombas estn compuestas por un rotor, interno o externo, el cual gira creando unos espacios limitados por el rotor, el cuerpo de la bomba, esttor o parte fija y unos tabiques. Al girar, los espacios formados se desplazan modificando su volumen y transportando el lquido de la zona de baja presin a la de alta. La geometra variable del rotor o del esttor, permite el proceso de reduccin del volumen de la cmara y la descarga del lquido.

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Esquema 5: Funcionamiento bomba giratoria

Este tipo de funcionamiento proporciona un caudal ms uniforme que las bombas volumtricas con vlvulas. Las caractersticas y comportamiento de este tipo de vlvulas son similares a las de mbolo. Una variante de este tipo de bomba son las llamadas bombas peristlticas, en las que el fluido atraviesa un tubo flexible, el cual es fragmentado en cmaras por el aplastamiento del conducto con unos rodillos que se desplazan obligando, tambin, al desplazamiento de las cmaras formadas. El caudal en este caso, depende de la velocidad a la que se mueven los rodillos y el dimetro de los tubos flexibles.

Imagen 4: Bomba peristltica

La ventaja ms destacada que ofrecen este tipo de bombas, es que el lquido trasegado por la bomba solo entra en contacto con el tubo flexible. Por tanto, los elastmeros con elevada resistencia al ataque qumico implican que pueden transportar cualquier tipo de fluido agresivo o corrosivo.

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Tambin existen bombas en las que el rotor y las paletas pueden ser de material flexible. El giro excntrico permite el aplastamiento de las paletas y la configuracin de las cmaras con transporte de lquidos. Estas bombas son autocebadas, de buen rendimiento a bajas presiones, con fcil mantenimiento y admiten gran variedad de lquidos.

Imagen 5: Bomba de paletas flexibles

Esquema 6: Funcionamiento de una bomba de paletas flexibles

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En la siguiente tabla, se da el campo de aplicacin de las bombas de paletas.

Aplicacin o servicio

Tipo de bomba

Observaciones Paletas de plstico laminado

Aire o gas

De paletas deslizantes

con

cierre de aceite

para

servicio de vaco Fluidos limpios de De paletas deslizantes Paletas de metal o plstico

baja viscosidad Fluidos baja grandes algunos contaminantes Agua sucia Lquidos limpios de

viscosidad, caudales, De paletas oscilantes Hierro colado o bronce

De paletas oscilantes con De paletas oscilantes

Hierro colado o bronce

contaminantes slidos De paletas reforzadas

Hierro colado

De paletas deslizantes Paletas cargadas con resorte Lquidos viscosos De paletas para accionadas por excntricas o rodillo impulsor Paletas de plstico

servicios pesados Trasiego de lquidos detergentes Fluidos contaminado, muy slidos De paletas deslizantes

De

paletas

para Una sola paleta de material endurecido

abrasivos, semislidos

servicios pesados

Tabla 1: Campo aplicacin de las bombas de paletas

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Anlisis y rediseo de los sistemas de achique y contra incendios de un yate de 43 m de eslora un

6.2.1.1.1.3. Bombas de engranajes

Bajo el nombre de bombas de engranajes se agrupan diversos tipos de bombas caracterizados por tener dos rotores, uno es el eje motor el cual al moverse arrastra al otro rotor.

Imagen 6: Bomba de engranajes

Las bombas de engranajes las podemos clasificar en dos tipos, las externas y las internas, segn la posicin relativa de los rotores. La bomba de engranajes externos relativa comporta un par de engranajes de igual o similar dimetro que estn situados dentro de una carcasa muy ajustada. Su construccin es simple, sumamente verstil y de fcil fabricacin. Este tipo de bombas son muy apropiadas para trabajar a elevada presin, bombas especialmente con aceites y fluidos.

Esquema 7: Bomba de engranajes

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La bomba de engranajes internos, al contrario que la anterior, es ms complicada y por tanto de fabricacin ms costosa. Pero en cambio, es ms adecuada para la manipulacin de lquidos de elevada viscosidad y/o sensibles a la accin de la cortadura.

Por otra parte, tambin las podemos clasificar segn el tipo de arrastre, como bomba de arrastre directo o arrastre indirecto. En el arrastre, el rotor principal las empuja directamente gracias a su forma dentada. Y el segundo engranaje es la bomba de engranajes propiamente dicha. En el arrastre indirecto, la forma de los rotores no permite la impulsin directa y la sincronizacin se hace mediante un mecanismo externo.

6.2.1.1.1.4. Bombas de aletas y movimiento oscilante con vlvulas

Imagen 8: Bomba de aletas y movimiento oscilante con vlvulas

En este tipo de bombas, el rotor suele estar formado por la parte interna de la mquina y est compuesto por aletas. Las aletas no son solidarias en el giro del rotor, es por eso que este tipo de bombas se les denomina de aletas oscilantes.

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Esquema 7: Funcionamiento de la bomba de aletas

Al accionarla se genera un movimiento alternativo y de accionamiento manual mediante palanca. El funcionamiento, en lo que resta, es anlogo a las bombas anteriores.

6.2.1.1.1.5. Bombas de presin de vapor o de gas con vlvulas

En este tipo de bombas el elemento que acta sobre el lquido es gas o vapor a presin, operando de manera similar a la de un pistn. No dispone de mbolos pero s de vlvulas que aslan o comunican las cmaras de la mquina con la aspiracin y la impulsin. Este tipo de bombas tienen un funcionamiento irregular y un rendimiento energtico muy bajo.

Al disponer de vapor como fluido motor, se consigue una considerable reduccin del grupo de bomba a la vez que una reduccin del espacio ocupado suprimindose, as, la transmisin de cigeal y la necesidad de volante de inercia. Esto sucede ya que una elevada columna de agua acta en su movimiento como lo hara el regulador.

Una variante de este sistema, es el que emplea una mezcla explosiva de gas para provocar el bombeo.

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Imagen 9: Bombas de presin de vapor o de gas con vlvulas

Para poner en marcha la bomba por primera vez se introduce aire comprimido en la cmara de combustin hasta obtener una carga mayor que la ordinaria. Entonces, se abre por medio de palanca la vlvula E y el aire comprimido que se escapa pone en movimiento la columna de agua. Este movimiento da lugar a las carreras de aspiracin y compresin, ponindose en marcha la bomba al cerrar el circuito elctrico de la buja.

Esquema 8: Detalle cmara de combustin

Si se para la bomba en marcha manual, siempre queda una carga de metano y aire en la cmara de combustin C que basta para volver a poner en marcha y cerrar un conmutador colocado en el circuito de encendido.

A veces se utiliza un gas comprimido para transferir un lquido desde un lugar a otro en las operaciones qumicas, especialmente para vaciar tanques. Es ms conveniente aplicar con frecuencia presin por medio de un gas comprimido que instalar una bomba, sobre todo cuando el lquido es corrosivo o contiene slidos en suspensin. Pgina 30 de 156


El funcionamiento del bombeo por gas inerte es un ciclo que se lleva a cabo en cuatro fases:

1. Llenado. El aire pasa a la atmsfera por el tubo de cierre y el de descarga. La vlvula de bola se abre dejando pasar el lquido al sumidero.

2. Llena. Cuando el agua alcanza su borde, el tubo se cierra y se llena. Sube la presin de aire, se cierra la vlvula y empieza la eyeccin por el tubo vertical de descarga.

3. Vaciado Se mantiene la presin de aire, la vlvula sigue cerrada y continua la eyeccin.

4. Vaca. El nivel de lquido desciende hasta la curvatura del tubo de cierre, el aire se escapa con gran impulso por los tubos de cierre y descarga. Al volver a la presin atmosfrica la vlvula de bola se abre y empieza un nuevo ciclo. Pgina 31 de 156


Esta bomba permite un total aislamiento del lquido bombeado del exterior por lo que la hace interesante para sustancias txicas, de baja tensin de vapor, inflamables, etc.

6.2.1.1.1.6. Bombas de husillo

Imagen 10: Bomba de husillo

Tambin denominadas de tornillo, son bombas volumtricas de desplazamiento positivo en las que el lquido es arrastrado axialmente entre las hileras de los tornillos o husillos. Para ello los rotores son algo excntricos entre s, estn todos mecanizados como el rotor principal pero con cierto desplazamiento. Este tipo de bomba puede disponer de varios rotores o husillos. Suelen ser empleadas para bombear lquidos de aspecto pastoso.

Los husillos son helicoidales y al girar producen el avance axial del lquido alojado en las cmaras formadas al efecto y que tambin se desplazan. Al tratarse de una mquina volumtrica su caudal ser prcticamente constante.

Imagen 11: Husillo helicoidal Pgina 32 de 156


La morfologa de esta mquina hace que la diferencia de presiones entre la impulsin y la aspiracin provoque un empuje axial el cual obliga, o puede obligar, a instalar un sistema de equilibrado hidrulico.

El nivel de ruido de estas mquinas suele ser ms bajo que en la de paletas y engranajes. Teniendo en comn con las anteriores su buena cualidad autoaspirante.

6.2.1.1.2. Bombas por rozamiento

Entramos en el tipo de mquina que no crea cmaras o recintos aislados de lquido. El espacio de trabajo entre la aspiracin y la impulsin est abierto durante el funcionamiento. El rendimiento es terriblemente bajo, del orden de 0,1 e incluso menor.

El rozamiento del lquido, normalmente de consistencia pastosa contra las paredes del tornillo, permite vencer la presin que existe en la boca de impulsin o salida.

La curva caracterstica est fuertemente influenciada por la viscosidad de la sustancia trasegada. Tiene amplia aplicacin en los fluidos no newtonianos, es decir, aquellas mezclas o suspensiones de aspecto pastoso y muchas veces casi slido.

6.2.1.1.2.1. Bombas de empuje ascendente o Mammut

Los elevadores de fluido por inyeccin de aire comprimido, conocidos con el nombre de bomba Mammut, han sido utilizados fundamentalmente para bombear suspensiones. Actualmente estas bombas han vuelto a ser utilizadas por su adaptabilidad en las plantas depuradoras.

Imagen 12: Bomba Mammut

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Consta de un tubo de ascenso S, el tubo de aire R, la pieza de pie F, que une ambas partes, as como el compresor de aire.

El tubo de ascenso est parcialmente sumergido en el lquido que se eleva de modo que su longitud total l, est compuesta por la sumergida T y la altura de elevacin e.

Durante el funcionamiento de la bomba, se inyecta aire comprimido con una presin que est de acuerdo con la profundidad de inmersin y entra a travs del inyector en el tubo de ascenso. Las burbujas de aire ascendentes impulsan el lquido hacia arriba hasta que se vierte por la parte superior. Es corriente designar este proceso con el nombre de mezcla de aire y agua al lquido existente en el tubo de ascenso.

En el tubo de impulsin se produce la separacin de la mezcla dando lugar a unos modelos de flujo bifsico segn la distribucin espacial del lquido y del gas dentro del conducto.

Existen 4 tipos de flujo bifsico que se pueden producir en el tubo de impulsin:

1. Flujo burbuja, caracterizado por que la fase gas est uniformemente distribuida en forma de pequeas burbujas.

2. Flujo Slug (tapn), donde la mayora del gas se agrupa en forma de grandes burbujas.

3. Flujo Churo, muy parecido al anterior pero con un movimiento mucho ms desordenado y catico. Esquema 9: Tipos de flujos

4. Flujo anular, caracterizado por el hecho de que la fase gas ocupa, de forma continua, la parte central de la tubera y la parte lquida recubre la pared interior de la tubera.

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El rendimiento depende de las prdidas ocasionadas por la corriente del agua en el tubo de ascenso, as como de la circulacin del aire a travs del agua.

6.2.1.2. Bombas dinmicas

Son aquellas que al contrario que en las bombas estticas, si que intervienen las fuerzas de inercia. En todas ellas el aumento de velocidad de la masa de lquido y su aceleracin, es decir, las fuerzas de inercia tienen un papel importante en la transmisin de energa de la mquina al lquido. Posteriormente, en la reacomodacin de la energa recibida, se cambia el reparto entre la energa cintica y la energa de posicin. En todas estas bombas, el espacio de trabajo entre la boca de aspiracin y la de impulsin es franca y est permanentemente abierto y ocupado por el lquido.

6.2.1.2.1. Bombas rotocinticas

Estn caracterizadas por el movimiento giratorio de un elemento llamado rodete que est formado por palas. El movimiento se produce en el interior del cuerpo de la bomba o esttor. Con el giro y las palas se transfiere la energa al lquido. En estas mquinas, la dependencia entre caudal y altura est determinada por las velocidades perifricas que el rodete y el lquido alcanzan afectadas por la viscosidad. El caudal servido es regular y uniforme.

6.2.1.2.1.1. Bombas Centrfugas

Imagen 13: Bomba centrfuga Pgina 35 de 156


Indudablemente, despus del motor elctrico la bomba centrfuga es el bien del equipo ms empleado. Dispone de una boca de entrada o aspiracin y una salida, entre las que se sitan una serie de rganos, de los cuales el ms conocido es el rodete, disco con diversas palas o labes insertados.

Su aplicacin a diversos y dispares usos provoca que el nmero de palas o labes se reduzca a uno en cierto caso, e inclusive, pierdan su forma curvada y sean rectilneas y a modo de protuberancia de un disco.

Los rendimientos energticos son eficaces, usualmente entre 07 y 08, pudiendo alcanzar el 095 en funcin del tamao de la bomba. Manejan fcilmente caudales medios y grandes y trabajan desde muy bajas a elevadas presiones.

6.2.1.2.1.2. Bombas de canal lateral o perifricas

Imagen 14: Bomba de canal lateral o perifrica

Como todas las bombas centrfugas, stas disponen de una boca de entrada y una de salida entre las cuales se sita el rodete. ste, es un gran disco con paletas insertadas y es el encargado de transmitir la energa del fluido. Adems, estas bombas son anlogas a las anteriores porque el lquido no atravesar todo el rodete. En su circulacin se mantiene por la periferia impulsado por las palas all existentes. La forma especial de este canal perifrico permite la transmisin de energa y el aumento de presin. Son aptas para pequeos caudales, permitiendo trabajar a presiones elevadas y son por

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naturaleza autoaspirantes. Por esto, se emplean como bombas de vaco y compresores de anillo lquido.

Esquema 10: Funcionamiento bomba de canal lateral

La circulacin del fluido dentro de la bomba es la siguiente, en primer lugar el agua entra por la boca de aspiracin a una primera cmara desde donde se le conducir al rodete mediante el orificio o lumbrera de aspiracin C. Una vez dentro del rodete, el lquido se introducir dentro del canal lateral que comienza justo en la boca de aspiracin. El canal lateral aumenta su seccin a lo largo de la bomba llegando a una seccin mxima que se mantiene durante gran parte del recorrido. Al dar toda la vuelta, el canal lateral disminuye su seccin llegando a la zona de impulsin del rodete con seccin nula y obligando a todo el fluido a entrar dentro de las celdas del rodete. Esto crea una presin que se compensar haciendo salir del cuerpo de la bomba por el orificio de impulsin D, situado a la misma altura que el final del canal lateral.

En la impulsin se producen diferencias de presin considerables entre las celdas y el canal lateral. El agua sale del canal lateral para entrar en el rodete, donde el lquido es impulsado por sus labes aumentando su velocidad. Al volver al canal lateral hay una compensacin de energas al mezclarse este fluido con el que haba en el canal, mucho ms lento. Es por eso, que un buen diseo de los canales laterales hace que se obtenga un mayor rendimiento del sistema.

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6.2.1.2.2. Bomba venturi o eyector

Son las trompas de vaco o los eyectores que no disponen de ninguna parte mvil. Aprovechan la depresin generada por una corriente lquida en el cuello de un venturi para aspirar otro lquido. Se suelen utilizar como complemento en la aspiracin de bombas centrfugas que no podran salvar la totalidad de columna o altura de aspiracin. El caudal que suministran es uniforme pero ofrecen un bajo rendimiento energtico.

Este sistema de transmisin de energa se lleva a cabo mediante el efecto impulsivo. Mientras la transmisin de energa en otros sistemas se puede obtener con un efecto til relativamente apropiado, en la elevacin no ocurre lo mismo a causa del cambio de impulso. Prescindiendo de prdidas corrientes como el rozamiento y la transformacin de energa en presin se produce una prdida muy considerable de capacidad de trabajo, que tambin se designa con el nombre de prdida por choque y que es inevitable. Esto sucede al hacerse la mezcla del medio impulsor de corriente rpida con el lquido impulsado de corriente lenta,

En el efecto impulsivo se basan los dos tipos de bombas de chorro que existen, las de agua y las de vapor, tambin conocidas como eyectores.

Para el buen funcionamiento de la bomba de chorro de agua es necesario que se disponga de agua a presin como medio impulsor. Se entiende por fluido impulsado tanto los lquidos como los gases y en especial el aire.

El funcionamiento de este tipo de bombas es muy sencillo, el agua sale de la tobera impulsora a y entra en la tobera de mezcla b con gran velocidad, donde se mezcla con el agua impulsada y aspirada de la cmara de aspiracin c. Esto permite que se transmita la misma parte de su energa de movimiento.

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Esquema 11: Bomba venturi o eyector

6.2.1.2.3. Bombas de ariete hidrulico

Este tipo de bombas han sido ampliamente empleadas en el pasado puesto que se aprovechaban las corrientes disponibles de agua para alimentar el ariete aprovechando el desnivel. Parte de esta corriente se hace circular por el interior del ariete que es la mquina impulsora. El agua pasa a una zona donde hay una vlvula tarada a cierta presin, regulable a mano. Luego desagua al exterior mediante otra vlvula tambin regulable que se acciona por su propio peso o por un muelle.

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Imagen 15: Bomba de ariete hidrulico

Establecido el flujo, se abre la vlvula de desage que produce un flujo. Ms tarde, la vlvula se cierra y como consecuencia de la corriente se puede producir el golpe de ariete. Cuando en el golpe de ariete aumenta la presin, la vlvula tarada abre y comunica con un recipiente lateral, desviando un caudal que ser precisamente el caudal bombeado. Cuando el ariete entra en depresin abre la vlvula de desage y queda lista para establecer el inicio de la corriente principal y el ciclo de trabajo. Durante esta depresin la vlvula tarada cerrar aislando el caudal derivado a la presin provocada por el golpe de ariete en el recipiente.

El caudal del ariete depende de varios elementos, el desnivel que hay entre los extremos del tubo que conduce el agua al ariete, la cantidad de este lquido que entra en el mismo y de la altura a que debe elevarse.

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6.2.1.2.4. Bombas electrodinmicas

Imagen 16: Bomba electrodinmica

stas tambin son denominadas como bombas electromagnticas. Utilizan el principio del campo elctrico y el movimiento de un conducto para producir el movimiento del lquido. El lquido ha de tener caractersticas metlicas, mezclas metlicas o metales fundidos para poder ser trasegado por este tipo de bombas. La bomba no tiene partes mviles y ofrece un paso franco y continuo del lquido bombeado. La curva caracterstica se establece en un campo elctrico constante y depende de la conductividad del lquido. Se emplea en aplicaciones muy concretas relacionadas con la tecnologa nuclear y el bombeo de aluminio fundido.

En este tipo de bombas, una corriente elctrica es enviada a travs del lquido, produciendo un campo magntico que lo envuelve. La fuerza de Lorenz en un filamento u otra trayectoria bien definida en el metal lquido, viene dada por la expresin:

F=BLI

En esta frmula, L es la longitud de un filamento perpendicular a la direccin de un campo magntico B e I es la intensidad en amperios del filamento.

La bomba de corriente continua, es el tipo ms simple de bomba electrodinmica. En la bomba de corriente alterna, la corriente es suministrada para crear un campo en las

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bobinas y este campo producido por ellas reacciona sobre el metal lquido que pasa a travs de l.

Los factores principales a considerar en la seleccin de una bomba electromagntica para una determinada aplicacin son:

-

Propiedades fsicas del lquido. El caudal volumtrico que debe proporcionar la bomba. La altura de presin que debe dar la bomba. La temperatura del metal lquido, ya que dicha temperatura afecta al espesor del conducto de la bomba, al material con el que est hecho el conducto y a la resistividad del lquido.

6.2.2. Normativa

- En las embarcaciones provistas de un colector principal de sentinas, al menos se tienen que proporcionar dos unidades de bombas de sentina. Una de estas unidades puede ser accionada desde los motores principales y la otra debe ser accionada independiente.

- Para las embarcaciones provistas de bombas de achique sumergibles fijas, una bomba debe proporcionarse para cada compartimiento estanco.

- Todas las bombas de motor que son esenciales para los servicios de sentina tienen que ser del tipo autocebado, a no ser que se proporcione un sistema central de cebado para estas bombas.

- Las conexiones en las bombas de achique deben ser tales para que una unidad pueda continuar en funcionamiento cuando la otra se abre para la revisin.

6.2.3. Eleccin

A continuacin se procede a la eleccin de las bombas para el sistema de achique teniendo en cuenta la normativa explicada anteriormente. Pgina 42 de 156


Bomba centrfuga. El sistema de achique est compuesto primeramente por dos bombas centrfugas autocebantes de la marca Azcue tipo CA-50/7A 2900 rpm de 5.5 Kw con un mximo fluido = 45 m3/h.

Imagen 17: Bomba Azcue

Bomba autoaspirante centrfuga. Hay dos bombas en el circuito. Las escogidas son unas bombas autoaspirantes centrfugas de canal lateral, de la marca blau naval, modelo TS 40. Son de un diseo muy robusto y de alta calidad de construccin en bronce marino. Estn diseadas para aplicaciones de uso profesional-continuo para poder generar altas presiones a bajas revoluciones rpm. Dando lugar a unas curvas extremadamente rpidas que permiten solucionar numerosos problemas de bombeo. Tienen una aspiracin muy rpida y cabe destacar el uso de un sello especial anticorrosin inoxidable de cermica-grafito.

Recomendacin del fabricante

Hay que llenar de agua en el primer arranque o despus de largo tiempo sin uso. Es aconsejable instalar un filtro de aspiracin para la proteccin de partculas. Y es muy til instalar la seccin del tubo de impulsin verticalmente para mantener el cuerpo lleno de agua en paro.

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Imagen 18: Bomba autoaspirante centrfuga de canal lateral

Bomba manual. Se instalan dos bombas manuales de la marca blau naval, modelo Superlario 2, con una capacidad de 40 l/min. Se trata de una bomba manual a pistn de doble accin autoaspirante y especialmente recomendada para instalaciones donde se necesita una alta capacidad de aspiracin. La construccin es completamente de bronce anti-magntico.

Imagen 19: Bomba manual Superlario 2

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Electrobomba sumergible. El modelo que se instala es S-MAX VORTEX de la marca blaun naval. Es una electrobomba sumergible de corriente continua de alta calidad para drenaje de agua con filtro incorporado. El modelo escogido es de 24 V.

Imagen 20: Electrobomba sumergibla S-MAX VORTEX

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6.3. Vlvulas

Se define como vlvula un dispositivo mecnico empleado para controlar el flujo de un gas o un lquido o, en el caso de una vlvula de retencin, para hacer que el flujo slo se produzca en un sentido.

Las vlvulas de baja presin suelen ser de latn, hierro fundido o plstico mientras que las vlvulas de alta presin son de acero fundido o forjado. En el caso de que el fluido sea corrosivo puede ser necesario emplear aleaciones, como el acero inoxidable. Las vlvulas pueden accionarse de forma manual a travs de un servomecanismo o mediante el flujo del propio fluido controlado.

Existen un gran nmero de vlvulas diseadas para determinados usos. Una mala eleccin de la vlvula puede llevar al mal funcionamiento de la misma o de la instalacin en la que se encuentre. Las variables que se pueden utilizar para escoger un tipo de vlvula pueden ser tales como el tipo de fluido, la presin a la que debe funcionar, el material de la vlvula y el dimetro entre otras caractersticas.

6.3.1. Clasificacin de los tipos de vlvulas empleadas en el sistema

6.3.1.1. Vlvula de compuerta

Es utilizada para el flujo de fluidos sin interrupcin, este tipo de vlvula no es recomendable para estrangulamiento, ya que posee un disco que se alterna en el cuerpo. Hecho que causara una erosin de la misma afectando el funcionamiento de la vlvula.

En las vlvulas de compuerta el rea mxima del flujo es el rea del crculo formado por el dimetro nominal de la vlvula. Por este motivo se recomienda el uso en posiciones extremas, es decir, completamente abierta o completamente cerrada. Ya que de ser as, ofrecen la mnima resistencia al paso del fluido y as su cada de presin es muy pequea.

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Imagen 21: Vlvula de compuerta

Existen diferentes tipos de vlvulas de compuerta, normalmente se diferencian por el tipo de disco en su cierre, como pueden ser, la vlvula de compuerta tipo cua slida, flexible, abierta, de guillotina o de cierre rpido. Aunque tambin se pueden diferenciar por el tipo de unin, como por ejemplo: con hilo, soldadura, bridas, etc.

Normalmente, este tipo de vlvulas son construidas en su cuerpo de latn, bronce, hierro, acero fundido, etc. En su interior habitualmente son de bronce, acero inoxidable, acero aleado, cromo, estelita o molibdeno. Dependiendo del uso que se le d a la vlvula y del tipo de fluido, se utilizar un material de construccin u otro.

6.3.1.2. Vlvula de retencin

Las vlvulas de retencin se usan como medida de seguridad para evitar que el flujo retroceda en la tubera. Y tambin se usan para mantener la tubera llena cuando la bomba no est funcionando automticamente. Este tipo de vlvula se usa en serie con las de compuerta y funcionan en posicin horizontal o vertical. Este tipo de vlvula se compone principalmente de asiento, cuerpo, disco y pasador oscilante.

La presin del fluido circulante abre la vlvula, el peso del mecanismo de retencin y cualquier inversin en el flujo la cierra.

Existen distintos tipos de vlvulas de retencin y su seleccin depende de la temperatura, la cada de presin que producen y la limpieza de fluido. Ciertas vlvulas Pgina 47 de 156


de retencin se pueden equipar con pesos externos, esto producir el cierre rpido del disco.

Las vlvulas de retencin de bisagra constan de un disco colocado sobre el agujero de la vlvula. Cuando no hay flujo el disco permanecer contra el asiento debido a la gravedad. Hay que recalcar, que este tipo de vlvula es unidireccional, es decir, el flujo corre en un solo sentido.

Imagen 22: Vlvula de retencin

Este tipo de vlvulas, pueden estar dispuestas tanto en posicin vertical como horizontal, notando que en la posicin vertical deben estar con flujo ascendente.

Las vlvulas de retencin de bisagra se fabrican con una amplia gama de materiales, bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, acero fundido y acero inoxidable. Los extremos pueden ser de rosca, con brida o soldados.

Imagen 23: Vlvula de retencin tipo clapeta Pgina 48 de 156


Otros tipos de vlvulas de retencin son, vlvulas de retencin tipo columpio, chapaleta o clapeta, tipo pistn, tipo bola o baln.

6.3.1.3. Vlvula de globo

Imagen 24: Vlvula de globo

La principal funcin de las vlvulas de globo es regular el flujo de un fluido. Estas vlvulas regulan el fluido desde el goteo hasta el sellado hermtico. Adems, siguen siendo eficientes para cualquier posicin del vstago.

Debido a que la cada de presin es bastante fuerte se utilizan en servicios donde la vlvula de compuerta no podra rendir al mximo. Estas vlvulas necesitan el mismo espacio y tienen un peso similar al de las vlvulas de compuerta.

Una de las caractersticas que posee esta vlvula es la construccin interna, donde posee un disco o macho cuyo movimiento se alterna dentro del cuerpo. La vlvula se compone principalmente de volante, vstago, bonete, asientos, disco y cuerpo.

Estas vlvulas globos se construyen de variados tipos como por ejemplo:

-

Vlvulas de globo tipo esfrico.

-

Vlvulas de globo tipo disco cnico.

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Vlvulas de globo tipo aguja. Pgina 49 de 156


-

Vlvulas de globo tipo mbolo o pistn.

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Vlvulas de globo tipo ngulo.

-

Vlvulas de globo tipo de pie (fondo de caldera).

Analizando algunas de las vlvulas de la lista anterior tenemos el caso de las vlvulas de globo tipo ngulo que tienen conexiones de entrada y de salida en ngulo recto. Su principal empleo es para el servicio de estrangulacin y presenta menor resistencia al flujo que las de globo. Los componentes de la vlvula de ngulo son los mismos que los utilizados en las vlvulas de compuerta. La forma en ngulo recto del cuerpo elimina el uso del codo porque el flujo del lado de entrada est en ngulo recto con el lado de salida, comnmente se fabrican de bronce, hierro fundido, etc.

La vlvula en Y, que es una modificacin de la vlvula de globo, tiene el conducto rectilneo de una vlvula de compuerta. El orificio para el asiento est a un ngulo de 45 en el sentido de flujo. Por tanto se obtiene una trayectoria ms lisa, similar a la de vlvula de compuerta y hay menor cada de presin que en la vlvula de globo convencional, adems tiene buena capacidad de estrangulacin.

Otro tipo de vlvulas, que se crearon a partir de una modificacin en la vlvula de globo, es la vlvula tipo aguja. Las vlvulas de aguja son bsicamente vlvulas de globo que tienen machos cnicos similares a agujas que en sus asientos se ajustan con presin. Al abrirlas, el vstago gira y se mueve hacia afuera. Se puede lograr estrangulacin exacta de volmenes pequeos debido al orificio variable que se forma entre el macho cnico y su asiento tambin cnico. Por lo general, se utilizan como vlvulas para instrumentos en sistemas hidrulicos, aunque no son recomendables para altas temperaturas. Dichas vlvula suelen ser de bronce, acero inoxidable, latn y otras aleaciones.

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Imagen 25: Vlvula tipo aguja

6.3.1.4. Vlvula de macho

Imagen 26: Vlvula de macho

Esta vlvula, al igual que la de compuerta, est destinada para el paso y cierre a 1/4 de vuelta. Dado que el flujo por la vlvula es suave y sin interrupcin existe poca turbulencia dentro de ella y como consecuencia la cada de presin es baja. Pgina 51 de 156


El macho es cnico o cilndrico y tiene un conducto por el cual circula el lquido. En posicin abierta, la cavidad del macho conecta los extremos de entrada y de salida de la vlvula y permite el flujo lineal. Estas vlvulas son ideales para manejar corrientes con alto contenido de slidos, incluso pastas aguadas muy espesas.

Existen dos tipos de vlvulas de macho:

-

Lubricadas: tienen una funcin doble, por un lado evitar las fugas entre la superficie del macho y el asiento en el cuerpo y por el otro lado reducir la friccin durante la rotacin. Las vlvulas lubricadas se pueden utilizar tambin para estrangular el paso.

-

No lubricadas: donde el macho posee un revestimiento que elimina la necesidad del lubricante. Las vlvulas no lubricadas no suelen ser aptas para estrangulacin, salvo con pequeas cadas de presin por el peligro de contraccin y aplastamiento de la camisa.

Las vlvulas macho se utilizan normalmente en plantas donde se realizan procesos qumicos. Adems, este tipo de vlvula tiene la ventaja de reduccin de costes, ya que puede funcionar en numerosas instalaciones y as simplificar la inmensa cantidad de tuberas.

Se la puede encontrar en una amplia variedad de materiales, sus cuerpos, por ejemplo, son fabricados en latn, bronce, hierro fundido o maleable, aluminio, acero forjado, fundido, inoxidable, pvc, pvdf (fluoro de polivinilideno y polipropileno). Estos ltimos son materiales termoplsticos de mucha utilidad en la industria qumica. Y el macho est fabricado en bronce, acero inoxidable, acero acabado en cromo duro, pvc.

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6.3.1.5. Vlvula de bola

Imagen 27: Vlvula de bola

Como su nombre dice este tipo de vlvulas poseen un macho esfrico que controla la circulacin del fluido. Estas vlvulas son de macho modificadas y su uso se encontraba limitado debido al asentamiento de metal con metal, el cual no permita el cierre. Hoy en da, existen productos como algunos tipos de plsticos, que han sustituido los asientos metlicos por elastmeros modernos.

Consisten en un cuerpo con orificio de venturi y anillos de asientos, una bola para producir el cierre y una jaula con vstago para desplazar la bola en relacin con el orificio. Son rpidas en referencia a su uso, as como de mantenimiento fcil y su cada de presin va en funcin del tamao del orificio.

La vlvula de bola est limitada a las temperaturas y presiones que permite el material del asiento. Se puede emplear para vapor, agua, aceite, gas, aire, fluidos corrosivos, pastas aguadas y materiales pulverizados secos.

Los principales componentes de estas vlvulas son el cuerpo, el asiento y la bola. Existen dos tipos principales de cuerpos para las vlvulas de bola:

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-

Cuerpo dividido: la bola y los asientos se instalan desde los extremos.

-

Entrada superior: en este caso la bola y los asientos se instalan por la parte superior.

Las vlvulas de bola no requieren lubricacin y funcionan con un mnimo de torsin. Casi siempre la bola es flotante y el sellado se logra gracias a la presin de corriente que empuja la bola contra el anillo del asiento.

6.3.1.6. Vlvula de mariposa:

El nombre de esta vlvula viene dado por la accin de la aleta del disco regulador de flujo, el que opera en torno a un eje que est en ngulo recto al flujo. La funcin de esta vlvula es obturar y regular el paso de flujo.

La vlvula de mariposa consiste en un disco, llamado tambin chapaleta u hoja, un cuerpo con cojinetes y empaquetadura, que tiene la funcin de sellar y dar soporte, un eje y un disco de control de fluido.

Este tipo de vlvula es recomendada y usada especialmente en servicios donde el fluido contiene gran cantidad de slidos en suspensin, ya que por su forma es difcil que estos se acumulen en su interior entorpeciendo su funcionamiento.

Estas vlvulas son excelentes para el control de fluido, aunque su uso ms comn es el servicio de corte y estrangulamiento cuando se manejan grandes volmenes de gases y lquidos a presiones relativamente bajas. Para la estrangulacin el disco se mueve a una posicin intermedia en la cual se mantiene por medio de un seguro.

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Imagen 28: Vlvulas de mariposa

Existen dos tipos de vlvulas, aquellas que poseen el elastmero recambiable y las que poseen el elastmero integral. En estas ltimas existe una unin muy fuerte entre el cuerpo y el elastmero, asegurando la retencin mxima del mismo en su posicin. Vlvulas de este tipo son adecuadas para servicios de vaco. El elastmero reemplazable tiene como nica ventaja que se puede reemplazar con facilidad.

Imagen 29: Vlvula de mariposa con elastmero recambiable

Se pueden encontrar de extremos roscados y para tamaos mayores con bridas. Todas estas vlvulas tienen limitaciones de temperatura debido al material de asiento y el sello.

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El funcionamiento bsico de las vlvulas de mariposa es sencillo pues slo requiere una rotacin de 90 del disco para abrirla por completo. Adems, son vlvulas de control muy eficientes en comparacin a las otras vlvulas de control del tipo globo. Esto se debe a que la velocidad de la corriente en el flujo no se pierde, porque el fluido circula de forma aerodinmica alrededor del disco.

El flujo en los asientos restringidos en las vlvulas de globo y alrededor del macho ocasiona grandes cadas de presin.

6.3.1.7. Vlvula de diafragma

Esquema 12: Vlvula de diafragma

Las vlvulas de diafragma se utilizan para el corte y estrangulacin de lquidos con gran cantidad de slidos en suspensin. Asimismo, desempean una serie de servicios importantes para el control de fluido.

Entre sus componentes principales tenemos el cuerpo, el bonete y el diafragma flexible.

Los dos tipos generales son:

-

Vlvulas de diafragma con cuerpo rectilneo.

-

Vlvulas de diafragma con cuerpo tipo vertedero.

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En las vlvulas de diafragma se asla el fluido del mecanismo de operacin, es decir, los fluidos no tienen contacto con las piezas de trabajo porque se producira corrosin y fallara el servicio.

Imagen 30: Vlvula de diafragma

Las aplicaciones de este tipo de vlvula son mayormente para presiones bajas y pastas aguadas que corroeran y obstruiran la mayora de equipos.

Cuando la vlvula se abre, se produce la elevacin del diafragma quedando ste fuera de la trayectoria de flujo. Dando un paso suave y sin obstrucciones al lquido.

Cuando se cierra la vlvula, el diafragma se asienta con rigidez contra un vertedero o zona circular en el fondo de la vlvula.

Los vstagos de las vlvulas de diafragma no sufren torsin, solo poseen un movimiento vertical con la ayuda del pistn de compresin. ste a su vez se puede mover con un brazo de palanca.

Su vida til depender de las presiones, las temperaturas y las frecuencias de las aperturas y cierres a la que sea sometida.

6.3.1.8. Vlvulas reguladas automticamente

Existen una gran variedad de vlvulas reguladas automticamente, en el siguiente apartado expondremos algunas de ellas. Pgina 57 de 156


6.3.1.8.1. Vlvula venteo

Este tipo de vlvula suele utilizarse en acueductos para poder desalojar el exceso de aire dentro de las tuberas sin permitir la salida del fluido. Funciona mediante un flotador esfrico que desciende para abrir y asciende con el fluido hasta sellar contra la abertura superior. Se constituyen de diversos elementos, el cuerpo que se construye de hierro fundido, la esfera que es de acero inoxidable o bronce, el asiento de tefln o neopreno y las conexiones respectivas que son de hilo.

Imagen 31: Vlvula venteo

6.3.1.8.2. Vlvula reguladora temperatura

Su finalidad es entregar el fluido a una temperatura constante prefijada a la salida de la vlvula sin importar las variaciones que el fluido puede tener a la entrada a la vlvula.

6.3.1.8.3. Vlvula reguladora presin

El objetivo es mantener una presin constante prefijada a la salida de la vlvula sin tener en cuenta los cambios que pueda tener el fluido a la entrada.

Imagen 32: Vlvula reguladora presin Pgina 58 de 156


6.3.1.8.4. Vlvula de seguridad o alivio:

Se usan para descargar la presin excesiva creada por un fluido dentro de un recipiente. Esta presin viene definida por la presin de timbre de la vlvula. Funcionan por medio de un elemento sensible a la presin, se trata de un resorte que mantiene la vlvula cerrada mediante un disco y su asiento. Tras producirse la descarga de presin la vlvula se cierra automticamente. Los materiales de construccin para las vlvulas antes mencionadas son:

-

Cuerpo: bronce, hierro y acero fundido. Disco y asientos: bronce, acero y acero inoxidable. Conexiones: hilos y bridas.

Imagen 33: Vlvula de seguridad o alivio

6.3.2. Seleccin de vlvulas

A continuacin, se expone una tabla la cual nos ayudar a la hora de seleccionar una vlvula.

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Tipo

Gama de tamao (Pulg)

Mxima presin (Psi)

Mxima temperatura (F)

Material construccin

de

Retencin

1/8 - 24

Hasta 10000

Hasta1200

Aleaciones especiales, acero inoxidable, acero, bronce y hierro

Bola

1/8 - 42

Hasta10000

Hasta 1000 Hierro, acero, latn, bronce, acero criognica inoxidable; plsticos y aleaciones especiales Hasta 500 Bronce, acero, hierro y criognica acero inoxidable Hasta 1000 Aleaciones especiales, acero inoxidable, acero, bronce y hierro Aleaciones especiales, acero inoxidable, acero, bronce y hierro Aleaciones especiales, acero inoxidable, acero, bronce y hierro Materiales para fundir o maquinar. Camisas de plstico, caucho o cermica.

Aguja Globo

1/8 - 1 1/2 - 30

Hasta 10000 Hasta 2500

Compuerta

1/2 - 48

Hasta 2500

Hasta 1800

ngulo

1/8 - 10

Hasta 2500

Hasta 1000

Mariposa

Hasta 2000

Hasta 2000

Macho

Hasta 30

Hasta 5000

Hasta 600

Hierro, latn, acero, acero inoxidable, bronce; plsticos y diversas aleaciones. Disponibles con camisas completas de caucho o plstico

Tabla 2: Parmetros a tener en cuenta a la hora de elegir una vlvula

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6.3.3. Normativa

- Todas las vlvulas tienen que disponerse de tal forma que se puedan cerrar girando las ruedas hacia la derecha en el sentido horario. Y tienen que ir provistas de indicadores que muestren si estn abiertas o cerradas a menos que sea de fcil reconocimiento.

- Todas las vlvulas de control remoto tienen que disponer de funcionamiento manual con independencia al mecanismo de accionamiento a distancia.

- En el caso de las vlvulas requeridas por las Reglas que se manejen por control remoto, la abertura y/o cierre de las vlvulas por medios manuales no tiene que convertir al control remoto en inoperable.

Vlvulas de asientos elsticos

- Las vlvulas que tengan el aislamiento o los componentes de sellado sensibles al calor, no deben utilizarse en los espacios donde pueda haber fugas o fallos causados por la posible propagacin del fuego, inundaciones o la prdida de un servicio esencial.

- En caso de que las vlvulas sean del tipo membrana no son aceptables como vlvulas de cierre en el forro exterior.

- Las vlvulas con asientos elsticos no tienen que utilizarse en los espacios donde se encuentren mquinas principales o auxiliares tales como vlvulas de ramas de aspiracin o aspiracin directa (excepto cuando la vlvula se sita en las inmediaciones de la bomba y en series con una vlvula antiretorno de asiento de metal. La vlvula antiretorno tiene que colocarse en el costado principal de la sentina de la vlvula de asiento elstico). Cuando se usan en otros lugares y en espacios de maquinaria auxiliar, con escaso o ningn riesgo de incendio, deben ser de tipo homologado seguro contra incendios y tiene que utilizarse en combinacin con una vlvula de retencin de asiento de metal.

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- Las vlvulas de asientos elsticos no son aceptables para utilizarse en las tuberas principales de agua, a menos que hayan sido satisfactoriamente ensayadas a prueba de fuego.

6.3.4. El sistema se compone de las siguientes vlvulas

- Vlvulas de bola 2 vas de paso total. - Vlvulas de globo de paso recto o angular. - Vlvulas de globo de cierre y retencin. - Vlvulas de pie y fondo. - Vlvulas de seguridad y alivio. - Vlvulas de drenaje.

Se verifica el cumplimiento de cada vlvula con la normativa. La marca escogida para todas estas vlvulas es ECONOSTO, ya que este distribuidor posee todos los modelos.

6.4. Descargas a costado

- Todas las tomas de mar y tuberas de descarga por la borda tienen que ir equipadas con vlvulas o llaves fijadas directamente al casco o a cajas de mar fabricadas que se encuentran unidas al casco.

- Las vlvulas del casco deben colocarse en posiciones accesibles y deben ser manejables con facilidad en el caso de entrada de agua en el compartimiento.

En este sistema cada pocete se encuentra con una descarga a costado. La descarga a costado va seguida de un pasamamparo, de una vlvula antiretorno y un indicador de posicin de abierto y cerrado, tal y como especifica la normativa.

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Imagen 34: Cofferdam con toma de mar

6.5. Pasamamparos

- Cuando los sistemas de tuberas se disponen para pasar a travs de mamparos o cubiertas estancas, se tiene que prever la integridad del mamparo o cubierta por medio de piezas del mamparo metlicas. Las piezas del mamparo tienen que protegerse contra la corrosin y construirse de forma que tengan una resistencia equivalente al mamparo intacto.

En todas las zonas del circuito en que se atraviesa un mamparo va equipado con un pasamamparo.

6.6. Tuberas de achique

- Los aceros inoxidables pueden utilizarse para una amplia gama de servicios y son especialmente adecuados para su uso a altas temperaturas. Para una mejor orientacin sobre el uso de los aceros austenticos en los sistemas de agua de mar se puede consultar el artculo 16.3.4.

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- Los dispositivos de las tuberas principales de sentina, subdivisiones de aspiraciones de sentina y de descarga por la borda dentro del espacio de mquinas tienen que ser de acero o de otro material equivalente.

Las tuberas del sistema de achique son de acero galvanizado.

6.7. Tuberas de ventilacin

Esquema 13: Tanques de lastre con las tuberas de venteo

- Las tuberas de ventilacin tienen que colocarse en el extremo opuesto del tanque en el que se colocan las tuberas de llenado y/o en la parte ms alta. En caso de que el perfil de la parte superior del tanque sea inusual o irregular, es una consideracin especial donde dar al nmero y posicin de las tuberas de ventilacin.

- Los dispositivos de cierre colocados en las tuberas de ventilacin de los tanques tienen que ser de apertura automtica que permita el libre paso del aire y del lquido para evitar que los tanques se sometan a una presin o vaco mayor para la que han sido diseados.

- En caso de que se proporcione un colector de desbordamiento comn, el colector tiene que ser de tal tamao como para permitir a dos tanques conectados a travs de un colector acumular simultneamente fluido. Pgina 64 de 156


- Las tuberas de ventilacin generalmente no tienen que ser de un dimetro inferior a 38 mm. En el caso de pequeos tanques de llenado por gravedad se aceptarn tuberas de dimetros ms pequeos. Pero en ningn caso el dimetro tiene que ser inferior a 25 mm.

Los dos tanques de lastre que se encuentran a popa del yate van conectados mediante vlvulas para velar por la seguridad en caso de accidente. En este caso, las tuberas de venteo de los tanques tienen el mismo dimetro que las tuberas de llenado, DN 40, es decir, 38,1mm y por tanto no inferior a 38 mm.

6.8. Tuberas de sondeo

- Se tiene que hacer previsin para sondear todos los tanques y las sentinas de los compartimientos que no sean accesibles en todo momento. Los sondeos tienen que hacerse lo ms cerca posible de las tuberas de aspiracin.

- Las tuberas de sondeo tienen que ser de un dimetro inferior a 32 mm.

Cada sondeo est muy cerca del pocete correspondiente con su aspiracin. En este caso se colocan tuberas DN 32, que son 31,75 mm, por tanto cumple estrictamente con la normativa.

6.9. Compensador de goma

- Todas las tuberas tienen que ser soportadas adecuadamente pero sin restricciones. Se tiene que hacer una adecuada previsin para que la expansin y la contraccin se lleven a cabo sin forzar en exceso las tuberas.

El compensador de goma se coloca en dos puntos distintos, uno antes de la aspiracin de la bomba y otro a la salida de la bomba.

Se escoge un tipo de compensador de goma de la marca STENFLEX.

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Los compensadores de goma son adecuados por las propiedades de sus materiales por lo que se refiere a la compensacin y la amortiguacin. Las fuerzas del interior de la tubera se derivan por medio de los compensadores de caucho antes de que se puedan transmitir a los componentes colidantes.

Imagen 35: Compensador de goma Los compensadores de goma ofrecen:

Amortiguacin de oscilaciones, ruido y vibraciones. Compensacin de movimientos. Compensacin de dilataciones causadas por diferencias de temperatura. Reduccin de las tensiones. Compensacin de asentamientos de suelos y cimientos. Obturacin elstica de pared en pasos de tubos. Compensacin de los movimientos de las tuberas.

6.10. Interruptor de alto y bajo nivel con alarma

- Los dispositivos de bombeo deben tener conductos de aspiracin y medios de drenaje. Estos, deben estar dispuestos de tal modo que el agua, dentro de cualquier compartimento estanco de la embarcacin o de cualquier seccin estanca, pueda ser bombeada al exterior a travs de al menos una aspiracin en todas las condiciones posibles de escoras y trimados en la mxima condicin de dao supuesta.

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- Los dispositivos de sonda de un tipo aprobado (es decir, medicin del nivel o dispositivo de lectura del nivel a distancia) pueden utilizarse en lugar de las tuberas de sondeo.

Imagen 36: Interruptor de alto y bajo nivel

Cada pocete y vlvula de pie y fondo estn dotados de un interruptor de alto y bajo nivel con alarma.

El interruptor de alto y bajo nivel con alarma, se emplea para la medicin de niveles, aforos en pozos, estanques, depsitos abiertos a la atmsfera, especialmente en las reas de la produccin de agua potable, el tratamiento de aguas residuales y en barcos.

6.11. Indicador de posicin abierto y cerrado

- Los volantes de las vlvulas y la manija de las llaves tienen que ser adecuadamente sujetas sobre los ejes. Se tienen que proporcionar los medios para indicar si la vlvula o la llave de paso est abierta o cerrada.

Cada vlvula antiretorno lleva un indicador de posicin para verificar en cada momento si pasa fluido por la vlvula.

Imagen 37: Indicador de posicin abierto y cerrado Pgina 67 de 156


6.12. Filtro

6.12.1. Descripcin general

En los lugares donde haya peligro de paso de materias extraas, que puedan obstruir las vlvulas o tuberas o causar daos a las mquinas, es conveniente instalar filtros en las tuberas. Se deben colocar de forma que la corriente pase por el interior de un cesto perforado.

6.12.2. Clasificacin de filtros

Los filtros empleados en los sistemas de bombeo pueden ser

-

de admisin, en el lado de aspiracin de la bomba. de lnea de descarga, en el lado de impulsin de la bomba. de proceso.

6.12.2.1. Filtracin de admisin

Los filtros de admisin se emplean para proteger la bomba contra atascos o deterioros por la presencia de slidos en el fluido que se bombea. Si el fluido que se manipula es limpio y la bomba admite contaminantes, se puede instalar un filtro en el lado de aspiracin. En cambio, si el fluido contiene slidos en suspensin, la bomba se deber elegir de modo que lo admita y que tenga suficientes huelgos internos para que aquellos pasen. Sin embargo, tambin en este caso se puede hacer uso de un filtro de aspiracin para impedir el paso a los slidos de mayor tamao que atascaran la bomba. En tal caso, la accin del filtrado no tiene que ser muy fina. Otra manera de proteger la bomba es a partir de dispositivos trituradores que reducen el tamao de los slidos hasta el que sea compatible con la bomba. No se utiliza filtro, con lo que se elimina el riesgo de obturacin del mismo y de que la bomba se quede sin fluido.

La filtracin en la admisin queda eliminada por la condicin de que el filtro debe provocar la mnima cada de presin. As pues, se evitar la filtracin fina en el lado de aspiracin de la bomba. Normalmente, cuando se debe instalar un filtro en la admisin, Pgina 68 de 156


es beneficioso recurrir a un colador o tamiz ms que un verdadero filtro. Ambos equivalen a barreras mecnicas perforadas con amplios orificios y reas de paso.

- Coladores

Son filtros mecnicos cuya accin de tamizado tiene lugar en una sola superficie. Su capacidad de separacin es previsible y constante porque el tamao de los orificios del tamiz son controlados por la fabricacin. La superficie del colador puede ser una malla de alambre o una placa perforada. El dimetro de sus orificios determina la capacidad de separacin absoluta y la resistencia al flujo depende del porcentaje del rea abierta.

El tamiz se enumera en funcin del rea de las aberturas de ste. Cuanto ms pequeo es el tamiz menor ser el rea efectiva por unidad del rea total y por tanto mayor ser la resistencia unitaria al flujo. Para evitar que la resistencia al flujo sea excesiva, igual al rea de la seccin del tubo de admisin y, preferiblemente, mayor. Aunque esto permite determinar un tamao terico mnimo de tamiz para cualquier geometra de colador. La plancha perforada confiere la mxima duracin al elemento pero el material empleado impone ciertos lmites de capacidad de separacin.

Los tamices de malla dan un filtrado ms fino. El tamao de los orificios determina el dimetro del alambre, el nmero de hilos por centmetro y el tipo de tejido. Cualquier metal que puede ser trefilado es apto para formar mallas. Para trabajos ligeros sirven el aluminio, el latn, el bronce y el cobre. Mientras que para la resistencia a la corrosin y una mayor resistencia mecnica para el lavado a contracorriente o la limpieza, el acero inoxidable es el ms empleado, con omisin a otros materiales para aplicaciones especiales.

Uno de los posibles fallos de cualquier tipo de filtro de aspiracin es que su obturacin puede reducir el caudal hacia la bomba y provocar cavitacin y degradacin de las prestaciones. Esto se agrava por el hecho de que los coladores de aspiracin se colocan frecuentemente en el tubo de admisin, donde quedan permanentemente sumergidos y relativamente inaccesibles. En tales casos, quiz convenga aumentar el tamao del colador, sobre todo si el flujo admitido contiene alguna materia obturante. Asimismo

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puede ser conveniente un dispositivo de alarma que seale el exceso de contrapresin y evite que la bomba se quede sin fluido y obligar a limpiar el filtro.

Los coladores de las tuberas pueden situarse en lugares ms favorables con vistas a la accesibilidad. Si se combina una plancha perforada con una malla de alambre se logra un tamizado ms fino y, al mismo tiempo, se mantiene la rigidez y la resistencia del colador cilndrico de plancha.

En algunas instalaciones es necesaria la instalacin de vlvulas en ambos extremos de un colador de lnea para evitar las excesivas prdidas de fluido al abrir el cuerpo para proceder a la limpieza.

- Tamices

Los tamices se emplean en grandes instalaciones de bombeo de agua desde una captacin fuertemente contaminada, o bien en las de eliminacin de grandes partculas slidas y orgnicas de las aguas residuales. Su misin es la de retener los desperdicios de gran tamao.

Los tamices son siempre robustos, de aberturas bastante grandes y tienen el fin de reducir la posibilidad de obturacin por los desperdicios secundarios. Las condiciones que debe reunir el tamiz tambin dependen de la localidad. De todas formas, se debe prever la eliminacin de los slidos recogidos, a intervalos regulares, para que no se produzcan atascos. Esto se lleva a cabo por rascado, lavado o con tamices mviles.

6.12.2.2. Filtracin de proceso

Ciertas condiciones de un proceso pueden obligar a filtrar todo el fluido suministrado por la bomba, en este caso se necesitarn filtros grandes o filtros especiales. En su lugar tambin se pueden utilizar separadores. De hecho, el sistema de filtracin puede llegar a ser una instalacin completa alimentada por la bomba, o bien constar de uno o varios

anÁlisis y rediseÑo de los sistemas de achique y contra ince

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