Trabajo de Mquinas Hidraulicas Trabajo Final

7/21/2019 Trabajo de Mquinas Hidraulicas Trabajo Final

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TRABAJO DE MQUINAS HIDRAULICAS

LEOPOLDO VALERO JAIMES

1120591

ROLANDO SALAS DELGADO

1121112

PRESENTADO A:

ING. PEDRO PEREZ

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA

SAN JOSE DE CUCUTA

2014

2



TABLA DE CONTENIDO

P!.

INTRODUCCION. 4

PLANTEAMIENTO. 5

JUSTIFICACION. "

1. OBJETIVOS. #

1.1 O$%&'()* !&+&,-. #

1.2 O$%&'()*/ &/&3(*/. #

2. MARCO TEORICO.

2.1. C**+&+'&/ 10

2.2. V&+'-%-/ 10

6. ESPECIFICACIONES DEL EDIFICIO. 11

4. PROCEDIMIENTO 7 CALCULOS. 12

5. COSTOS. 15

CONCLUSIONES. 1"

ANE8OS. 1#

BIBLIOGRAFIA. 19

3



INTRODUCCION

Podría considerarse que la creciente demanda de vivienda en el país ha hechonecesario poner en práctica otros métodos constructivos, así como el uso denuevos aditamentos que requieren el uso de sistemas y equipos que garanticen subuen funcionamiento, además de la reducción de los espacios para laconstrucción. Esto ha hecho necesario optimizar el uso de los espacios y de losprocesos.

Entre los sistemas de abastecimiento, encontramos los sistemas hidroneumáticos,estos han demostrado ser una de las opciones más eficientes y versátiles, desdeel punto técnicoeconómico, el cual trae grandes venta!as comparando con otrossistemas de distribución y almacenamiento de agua potable, optimizando lapresión de uso, así como el espacio, ya que éstos pueden instalarse en espaciosreducidos y ser prácticamente invisibles dentro de la estructura, manteniendo la

estética en el dise"o, dando como resultado que todos los equipos, aditamentos yaccesorios de la red de aguas blancas de la estructura funcionen de acuerdo a lasnormas establecidas, que el uso industrial sea seguro y satisfactorio, y que el usode estos sistemas en riego vaya en aumento, dado que reduce el desperdicio y eluso de personal, colaborando de esta forma con la reducción de costos directos eindirectos a corto y largo plazo.En resumen los sistemas hidroneumáticos facilitan los procesos que necesitan deuna presión de agua constante, ya sean habitacionales, o industriales, minimizancostos y optimizan espacios que pueden ser utilizados para otro propósito.

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PLANTEAMIENTO.

El abastecimiento de agua potable es uno de los principales problemas de lapoblación que requiere ser continuamente atendido para no afectar el suministrodel agua a los usuarios. Para me!orar la distribución del agua, en cantidadsuficiente, con una presión conveniente en cualquier momento del día y con lacalidad adecuada, es necesario implantar distintas clases de accionesdebidamente fundamentadas en estudios.

En la distribución de agua potables a una instalación, es de suma importancia laselección y una buena aplicación de un sistema de distribución de agua, que seacapaz de abastecer y cumpla con los requerimientos de dicha instalación, paraque no se presenten problemas como la falta de caudal, la falta de presión yoavería de los equipos por no ser los adecuados.

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JUSTIFICACION.

En la construcción de un edificio intervienen m#ltiples factores de vital importancia,

tanto para la seguridad como para la calidad de vida de sus residentes. $no de

estos factores es el sistema de abastecimiento de agua potable dentro del edificio%

siendo un problema la altura a vencer del agua para llegar hasta el #ltimo servicio,

debido a que el agua no podría llegar con la suficiente fuerza a este #ltimo piso.

Para evitar este inconveniente es fundamental la selección de una bomba y un

tanque que logre alcanzar esta cabeza má&ima de altura.

En con!unto con la bomba, consideraremos el tanque de abastecimiento, donde

tendremos en cuenta el consumo de agua de los residentes del edificio para así

seleccionar las dimensiones del tanque que va a ser abastecido por la bomba.

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1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVO GENERAL

• 'ise"ar un sistema hidroneumático para un edificio residencial de ( pisos,optimizando la presión y reduciendo costos.

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

• 'escribir los elementos principales de un sistema hidroneumático

residencial.

• Proporcionar criterios para dise"ar un sistema de acuerdo a las

necesidades residenciales requeridas.

• Proporcionar criterios para la selección del equipo hidroneumático

adecuado, tratando de minimizar el costo y aumentar la eficiencia delsistema.

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2. MARCO TERICO.

Entre los diferentes sistemas de abastecimiento y distribución de agua en edificiose instalaciones, los Equipos )idroneumáticos han demostrado ser una opción

eficiente y versátil, con grandes venta!as frente a otros sistemas% este sistema

evita construir tanques elevados, colocando un sistema de tanques parcialmente

llenos con aire a presión. Esto hace que la red hidráulica mantenga una presión

e&celente, me!orando el funcionamiento de lavadoras, filtros, regaderas, llenado

rápido de depósitos en e&cusado, operaciones de flu&ómetros, riego por

aspersión, entre otros% demostrando así la importancia de estos sistemas en

diferentes áreas de aplicación. *sí mismo evita la acumulación de sarro en

tuberías por flu!o a ba!as velocidades. Este sistema no requiere tanques ni red

hidráulica de distribución en las azoteas de los edificios +evitando problemas de

humedades por fugas en la red que dan tan mal aspecto a las fachadas y

quedando este espacio libre para diferentes usos.

-os istemas )idroneumáticos se basan en el principio de compresibilidad o

elasticidad del aire cuando es sometido a presión, funcionando de la siguiente

manera/ El agua que es suministrada desde el acueducto p#blico u otra fuente, es

retenida en un tanque de almacenamiento% de donde, a través de un sistema de

bombas, será impulsada a un recipiente a presión +de dimensiones y

características calculadas en función de la red, y que posee vol#menes variablesde agua y aire. 0uando el agua entra al recipiente aumenta el nivel de agua, se

comprime el aire y aumenta la presión, cuando se llega a un nivel de agua y

presión determinados +Pma&., se produce la se"al de parada de bomba y el tanque

queda en la capacidad de abastecer la red% cuando los niveles de presión ba!an, a

los mínimos preestablecidos +Pmin. se acciona el mando de encendido de la

bomba nuevamente. 0omo se observa la presión varía entre P ma& y Pmin, y las

bombas prenden y apagan continuamente. El dise"o del sistema debe considerar

un tiempo mínimo entre los encendidos de las bombas conforme a sus

especificaciones, un nivel de presión +Pmin conforme al requerimiento de presión

de instalación y un Pma&, que sea tolerable por la instalación y proporcione unabuen calidad de servicio, fig. 1.

8



$sualmente los encargados de los proyectos consideran un diferencial de presión

de 12 mca, lo que puede resultar e&agerado, ya que en el peor de los casos la

presión varía permanentemente entre 3 y 13 mca. Este hecho es el que los

usuarios notan, ya que estas variaciones en la presión se traducen en

fluctuaciones del caudal de agua. *demás, el sistema de calentamiento de aguavariará su temperatura en función del caudal. En efecto, el caudal de 13 mca es un

435 superior al que se tiene, si la presión es de 3 mca. $na instalación con

sistema hidroneumático, calculado seg#n lo anterior, consumirá un 16 5 más de

agua por el hecho de tener que aumentar la presión sobre el mínimo, este

aumento conlleva a una pérdida de energía importante. 7ientras mayor sea el

diferencial de presión y menor el tiempo entre partidas de los motores, más

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peque"a resulta la capacidad del estanque de presión.-as bombas estarán

funcionando entre dos puntos de operación de presión y por consiguiente de

caudal, por lo que al no ser un punto #nico, no podrá estar permanentemente en

su punto óptimo de eficiencia.

El reglamento de 8nstalaciones anitarias obliga a que la capacidad de las bombassea un 1935 del gasto má&imo probable a la presión mínima requerida para el

sistema, a fin de asegurar abastecer la demanda má&ima al mismo tiempo que se

llena el estanque de presión.

2.1. L*/ **+&+'&/ & /(/'&- ;(,*+&<'(* /*+:

• U+ T-+=<& P,& -,!-*: :ue sirve para almacenar agua a presión.

• U+- B*$-: :ue es la que suministra la cantidad de agua que requiere un

sistema y la presión con la que traba!ara dicho sistema.

• U+ />('; & ,&/(?+: El cual es el cerebro que controla el arranque y

detención de la bomba en el sistema )idroneumático.

• U+ M-+?&',*: El cual nos indica la presión que e&iste en el sistema y por

medio de este podemos observar las condiciones en las que esta

traba!ando el sistema.

•

U+- /&,(& & A&/*,(*/: Para hacer las cone&iones de la bomba aldepósito subterráneo, para interconectar la bomba y el tanque y para

conectar la salida del tanque al sistema de alimentación.

2.2. L-/ )&+'-%-/ & */ '-+=<&/ ,& -,!-*/ /*+:

• ;o absorbe aire en el agua.

• <frecen un me!or desempe"o.

• =áciles de seleccionar e instalar.

• >ama"o peque"o.

• 7enos controles.

• ;o contamina el agua +dentro de la bolsa

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• ;o requiere compresor ni accesorio.

6. ESPECIFICACIONES DEL EDIFICIO

-a selección de la +s bomba +s y el tanque será para un edificio residencial

ubicado en la ciudad de 0#cuta% de ocho pisos, donde cada piso cuenta con

cuatro apartamentos. -a altura de cada piso será de 9,3 m y 2.93 m de espesor de

la placa. e tiene un parqueadero en el sótano, el cual va a tener una altura de ?m

y una portería en el primer piso.

El sistema hidroneumático se encuentra en el sótano, del cual parte la tubería de

distribución hacia cada piso, como se muestra en la fig. 9.

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4. PROCEDIMIENTO 7 C@LCULOS.

-os siguientes datos son tomados de @parámetros de selecciónA de Barnes de

0olombia .*. *;EC< *, por lo tanto se va a seguir el siguiente orden/

1. N<&,* & /&,)((*/• ótano/ 1 ba"o + sanitario y lavamanos D 9 servicios

1 llave +para limpieza D 1 servicio

T*'- & /&,)((*/ 6 /&,)((*/

• Portería/ 1 ba"o +sanitario, lavamanos y ducha D 4 servicios

1 llave +para !ardinería D 1 servicio

T*'- & /&,)((*/ 4 /&,)((*/

• *partamento/ 9 ba"os +1 sanitario, 9 ducha y 1 lavamanos D 6 servicios

9 llaves +cocina D 9 servicios 1 llave +lavadero D 1 servicio 9 llaves +lavadora D 9 servicios 1 llave +patio D 1 servicio

T*'- & /&,)((*/ 14 /&,)((*/ *, --,'-&+'*

T*'- & /&,)((*/ -,- & &(3((* 14 /&,).4 -'.9(/*/. 6 /&,). S?'-+* 4 /&,). P*,'&,- 511 /&,)((*/ &(3.

2. F-'*, & /&,)((*'e acuerdo a la tabla ; 1. 0*>*-<F< B*G;E *. *;EC< *F.S 0.25

6. C-<- ,&=<&,(* GPM: D n#mero de servicios total H =.: D 311 H 2.93: D 19I.I3 FP7

?. A'<,- 3/(- & /&,)((* / -'*+9.3 m cpiso H ( pisos J ? m sótano J +2.93 H 12 placas D 9( m

12



9( m H 1,?9 P8 D ?1.16 P8

5. P&,(-/ &+ '<$&,-/ -&/*,(*/)f D 2.42 H *ltura física de servicio más alto)f D 2.42 H ?1.16 P8

)f D 19.43? P8

". P,&/(?+ & ',-$-%* /&,)((* =<& / *+/<&'ucha D 13 P8.

#. P,&/(?+ & -,,-+=<& & - $*$-P arranque D *ltura física del servicio más alto J Perdidas J P traba!o.

P arranque D +?1.16 J 19.43? J13 P8P arranque D K6.34? P8 D K( P8

. P,&/(?+ & --!-*. LPD 92 P8 P<== D P arranque J LPP<== D +K( J92 P8 D 6( P8

9. C-<- & -- $*$-e seleccionan las bombas que sean necesarias para la demanda de

caudal del edificio.eg#n tabla ;9. 0*>*-<F< B*G;E .*., *;EC< */ -a sugerencia de

fraccionamiento para el sistema en estudio es de/42 I2 Por lo cual se utilizaran dos bombas.

10.S&&(?+ & - $*$- &,.

El caudal que mane!ara la bomba líder será/: B<7B* -8'EG D 0audal requerido H 2.I2: B<7B* -8'EG D 19I.I3 FP7 H 2.I2: B<7B* -8'EG D 6(.?93 FP7) D 6( P8 D K4.4( mca D K?mca

13



El modelo de la bomba será :E 1.3 122.

:ue corresponde a la curva numero 4

11.D&'&,(+-(?+ & '--* & '-+=<&.eg#n grafico ; 1. *;EC< B.

Para Q BOMBA LIDER 9.425 GPM P -,,-+=<& "9 PSI.

El volumen del tanque )8MPGE seg#n catalogo B*G;E .*. grafico ;o

1, será de 1222 -ts.

0omercialmente para tanque presurizado de membrana, la capacidad má&ima es

de 322 lts, por lo que utilizaremos 9 tanques.

5. COSTOS

14



T<$&,- -&/*,(*/ & (/',($<(?+

e seleccionó una tubería pvc para mane!o de agua potable de 9A para la

distribución del tanque hacia los pisos. En este estudio del presupuesto no se

toma en cuenta la tubería y los accesorios utilizados dentro de la edificación, tansolo la tubería y accesorios e&ternos.

C-+'(- &',*/ D&/,((?+ V-*, & ',-* & " V-*, '*'- *+ IVA4K >ubería pvc I6,(13 ?I4,?(2

C-+'(- V-*, <+('-,(* V-*, '*'- *+ IVA19 >ee 9A 11,9?2 14?,662

VALOR TOTAL "0K6#0

Precios suministrados por la empresa 0E->* .*. +>ubos y *ccesoriosede Bogotá, 0olombia.

S(/'&- ;(,*+&<'(*.

C-+'(- D&/,((?+ V-*, <+('-,(* V-*, '*'- *+ IVA9 Bomba 1,(K2,222 4,(92,222

9 >anques 322 lts 9,3K4,222 3,19K,222

9 Presostato 33,222 112,222

4 7anómetro (2,222 9I2,222

9 =lotador eléctrico 33,222 112,2221 >ablero de control con

sistema de alternación

9,?22,222 9,?22,222

19 metros >ubería de acero

galvanizado para agua

de 1 N @

6?,(I2 por K

metros

1K(,(?

VALOR TOTAL 1210"K000

Oalores suministrados por la empresa Barnes 0olombia .*.ede Bogotá, 0olombia.

E )-*, '*'- & - '<$&,- -&/*,(*/ %<+'* *+ & /(/'&- ;(,*+&<'(*/&, & 12#14K6#0

CONCLUSIONES

15



El conocimiento acerca de la implementación de sistemas hidroneumáticos

en general es necesario, ya que hoy en día, es una opción más que !ustificada y viable por la cantidad de venta!as ante los sistemastradicionales, como lo son/ la presión constante, no permiten laacumulación de suciedad en las tuberías, entre otras. *demás de losbeneficios que conlleva su instalación, como su ba!o mantenimiento, el usode poca tubería e implementos e&tras, el me!or funcionamiento de aparatosde uso doméstico, etc.

0onocer el caudal de dise"o determinará el buen o mal funcionamiento del

sistema hidroneumático que se instale, así como la elección del tanquepresurizado a utilizar, ya que de él depende que la presión se mantengaconstante por toda la tubería.

El uso de sistemas hidroneumáticos en los diferentes tipos de

construcciones ayudan a me!orar el funcionamiento de los diferentesservicios que se tienen en estas.

El espacio a utilizar es esencial para hacer válidas muchas de las venta!as

de los sistemas hidroneumáticos sobre otros métodos de distribución deagua, ya que son versátiles y se adaptan a cualquier lugar y espaciodisponible, al utilizarse un tanque vertical el espacio utilizado será mínimo.

-a capacidad eléctrica de estos equipos se adapta a las condiciones

eléctricas de una residencia.

ANE8OS.

16



ANE8O A

ANE8O B

17



BIBLIOGRAFIAGRAFIA.• http/.barnes.com.coinde&.phpQ

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18

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/maquinashidraulicas/hidroneumaticos/paginas/hidroneumaticos.htm


http://www.tecsaalcaraz.com.mx/acero_al_carbon.html

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