SELECCIÓN DE LA BOMBA PARA EL SUMINISTRO DEL AGUA LLUVIA A LA VIVIENDA

Para determinar la bomba que mejor se adapte a nuestra instalación doméstica se debe determinar:

qué tipo de líquido se va a bombear?

El líquido que va a bombear son aguas limpias que comprende a todas las agua claras, desde agua para consumo doméstico, aguas tratadas con cloro, ozono u otros líquidos.

Por lo general para este tipo de líquidos se utilizan bombas centrífugas, tanto de superficie como sumergibles.

de donde procede el líquido a bombear?

Para este proyecto el líquido procede de un depósito por lo que se debe proveer de una bomba de superficie. Existen dos tipos de instalaciones con bombas de superficie: en aspiración, si la bomba se sitúa por encima del nivel del líquido a bombera y en carga; si la bomba se encuentra de el mismo nivel o inferior que el líquido a bombear.

Entonces para este proyecto se necesita una bomba de superficie en aspiración como se muestra en la siguiente figura 1

Figura 1. Bomba de superficie

Cabe recalcar que existen bombas de aspiración máximas de 9metros. Para alturas superiores se debe utilizar una bomba sumergible.

que rendimiento va a tener la bomba?

Se entiende por rendimiento el caudal nominal, la altura manométrica y la potencia absorbida que debe tener la bomba para optimar la instalación.

-Caudal nominal (Q): El caudal nominal es el volumen de líquido requerido en un tiempo determinado. Se expresa normalmente en litros/minuto o m³/hora.

-Altura manométrica total (Hm): La altura manométrica de la instalación es la altura total de elevación del líquido. La suma de la altura de aspiración (Ha) más la altura de impulsión (Hi) se denomina altura geométrica (Hg). Esta última sumada a las pérdidas de carga es la altura manométrica (Hm).

Para nuestro caso en la que se utiliza una instalación en aspiración la altura geométrica se la calcula como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Altura geométrica

Pérdidas de carga:

Son las pérdidas de altura del líquido por el rozamiento con la tubería. Estas pérdidas aumentan con la rugosidad, longitud de la tubería y el caudal que pasa por ella. Y se reducen si aumenta el diámetro de la tubería. También contribuyen a aumentar las pérdidas de carga los obstáculos como reducciones, ampliaciones, válvulas o codos (pérdidas singulares).

Se establece que las pérdidas de carga debidas a codos de 90° equivalen a 5metros lineales de tubería y las debidas a válvulas a 10metros.

Para poder determinar la altura que debe elevar la bomba al fluido, se debe determinar las pérdidas por tuberías, y para esto se debe conocer el caudal que deberá poseer dicha bomba, para lo que se toma como referencia los datos de la tabla 1, en donde se estima los valores de demanda de agua dependiendo de consumidores conectados al sistema.

Demanda de agua

La tabla 1, ayuda a estimar la demanda de agua. Primero, se añade el caudal estimado en los diferentes puntos de toma:

Tabla 1: Caudal estimado de demanda de agua previsto por aparatos según NOMATIVA

De la tabla 1, para el proyecto en mención se puede estimar el caudal de demanda para la vivienda

Caudal estimado[l/s]Cantidad Punto de toma Frío Caliente Total[l/s]1 Ducha 0,2 0,2 0,41 Bañera 0,3 0,3 0,62 Lavabo 0,1 0,1 0,41 Fregadero 0,1 0 0,11 Inodoro 0,1 0 0,1

Caudal EstimadoTotal = 1,6

Tabla 2. Estimación de caudal para la vivienda

Debido al hecho de que no todos los puntos de toma se utilizan al mismo tiempo, el “Caudal estimado total” puede reducirse a una “Demanda de agua” realista utilizando el la siguiente gráfica 3.

Figura 3. Demanda de agua real

La figura 3, permite obtener que para una demanda estimada de agua de 1,6 se obtiene que la demanda de agua real es de 1,4 m³/h (0,37 l/s)

De estos valores encontrados, junto con el diámetro exterior que posee la tubería de ½’’, se puede hallar las pérdidas que existirán en dicho sistema, mediante los valores de la tabla 4, en donde se especifica los caudales de demanda y los diámetros de la tubería.

Tabla 4. Pérdidas en el sistema y accesorios

De la tabla 4, se concluye que la velocidad del agua en esa tubería será 2,1 m/seg, además las pérdidas son de 49,9m en cada 100 m de tubería y pérdidas por accesorios: en codos: 1m; en uniones T y válvulas de retención: 4m y finalmente en válvulas de pie: 8m.

Con estos datos se puede calcular la longitud equivalente de la tubería tanto antes de la aspiración e impulsión del agua a través de las tuberías entonces:

Los datos generales que se puede conocer son los siguientesAltura geométrica  

(alt. de aspiración + alt. De impulsión):6,97m

Recorrido total de la tubería: 25m

Diámetro de la tubería: 1/2''

Cacterísticas de la aspiración  Altura de aspiración: 2,5mLongitud de tubería: 5mN° de válvulas: 1N° de codos 90°: 1Uniones T 0

Cacterísticas de la impulsión  

Altura de impulsión:4,47m

Longitud de tubería: 20mN° de válvulas: 6N° de codos 90°: 12Uniones T 5

Operaciones de cálculo en la instalación

Pérdidas de carga en la aspiración  

Longitud de tubería: 5mPerdidas singulares: 8m(válvulas )  1m(codos de 90°)  0m(unión T)Longitud equivalente: 14m

Con este valor se puede obtener la pérdida en m.c.a (metro de columna de agua) a través de la tabla de pérdidas de carga de la tabla 5, además con el dato obtenido la demanda de agua real de 1,4 m³/h que es alrededor de 1500l/h y el diámetro de la tubería de

1/2pulg se tiene que para esos datos corresponde a 3,9 metros para cada 100metros lineales de tubería de las características dadas.

Entonces: 3,9x14/100=0.54 m.c.a

Pérdidas de carga en la impulsión  Longitud de tubería: 20mPerdidas singulares: 48m(válvulas )  12m(codos de 90°)  20m(unión T)Longitud equivalente: 100m

De igual manera que en el cálculo superior, se tiene: 3,9x100/100=3.9 m.c.a

Entonces: Altura manométrica total= Altura de aspiración + Altura de elevación + Pérdidas de carga de la impulsión = 2.5+4.47+0.54+3.9=11.41 m.c.a

En consecuencia se debe seleccionar una bomba que eleve 1500l/h a una altura manométrica máxima de 11.41 m.c.a

Tabla 5. Tabla de pérdidas de carga en tuberías de PVC

Y en que aplicación se utilizará la bomba?

Como ya se conoce todas las especificaciones que debe poseer la bomba para nuestro sistema de bombeo, la bomba que se acerca a los requerimientos que se exigen para la

vivienda es la mostrada en la siguiente figura, ya que se encuentra dentro de los parámetros establecidos.

El catálogo de la bomba se encuentra en el anexo 1

Bibliografía:

http://global.espa.com/es_es/descargas/documentacion/?category=&family=36&series=

http://www.espa-argentina.com/descarga/Espa-949guia-seleccion-bombas-espa.pdf

http://cbs.grundfos.com/export/sites/dk.grundfos.cbs/BGE_Spain/downloads/Download_Files/Manual_Instalador_Suministro_Agua_ES.pdf