Se tiene una vivienda que tiene deficiencias en la presión de salida en varios puntos de agua, los dueños consultaron con un especialista y este recomendó colocar un equipo hidroneumático. Para seleccionarlo realizo un trabajo de campo con la finalidad de recolectar información que le sirva para tal fin, en una minuta anoto, para una vivienda Unifamiliar o para una familia de 4 personas debemos realizar una series de pasos los cuales me facilitaran el trabajo, estos comprende:
1. Dotación de agua.
Tenemos que saber cuánta agua se va a gastar en la vivienda, en este caso una vivienda de 2 habitaciones, 2 baños, lasa, comedor, cocina, lavandería, también se debe colocar una cantidad de puntos de aguas necesarios para labores de limpieza, la vivienda está dotada de áreas verdes y área de estacionamiento de vehículo.
Es importante realizar el estudio de dotaciones así sabremos dimensionar el tanque de almacenamiento de agua clara y también el hidroneumático que va a alimentar el sistema diseñado para abastecer la vivienda antes descrita, cada país tiene normativa que rige los valores numéricos en cuanto a dotaciones, para este caso estudiaremos con las siguientes tablas:
Si conocemos el área de terreno donde se va a construir la vivienda unifamiliar tendremos entonces el valor numérico de dotación, si la vivienda es Unifamiliar y tiene un área de terreno de 350m2 entonces el valor correspondiente que usaríamos es 1900 L/días. Estos datos vienen de la normativa para el diseño de instalaciones sanitarias.
2. Calculo del Caudal.
Con el valor d la dotación calculamos el caudal el cual de desarrolla con la siguiente expresión:
3. Calculo de tubería o caño de succión y Descarga:
Una vez obtenida el caudal es necesario dimensionar los caños o tuberías que alimentaran el hidroneumático, para ello se valió de la siguiente herramienta:
Material a utilizar en succión y descarga hasta hidroneumático acero galvanizado C=120, con un caudal calculado de 0,22 L/s
La tubería y accesorios a instalar en la succión y descarga del equipo de bombeo será tubería o caño de 3/4" y la perdida por cada metro será de 0,05m. Estos datos son importantes para seguir en el siguiente paso.
4. Calculamos de la carga de la bomba o Altura Dinámica Total (ADT)
ADT= Hs+Hs+Hfs+Hfd+7+14 donde
Hs altura de succión
Hs altura del edificio
Hfs perdidas pro fricción en la succión y la descarga.
Hfd sumatoria de las pérdidas desde la pza más desfavorecida al hidroneumático (se estima entre 20% y 30% de la altura dinámica total)
Presión mínima en la pza. Menos favorecida 7m.
Presión de arranque y parada de bomba 14m.
Material Acero Galvanizado: C=120.
Perdidas en la Succión:
Longitud de tubería de succión 1,6m
Válvula de retención 1pza perdida= 1,75m
Llave de compuerta 1pza perdida= 0,15m
Codo de 90°1pza perdida= 0,64m.
Tee normal 1pza perdida= 0,80m.
Total Hfds=1,6m+1,75m+0,15m+0,64m+0,80m = 4,84mx0,05m/m=0,24m.
Perdidas en la Descarga:
Longitud de tubería de descarga al hidro 1,2m
Válvula de retención 1pza perdida= 1,75m
Llave de compuerta 1pza perdida= 0,15m
Codo de 90°1pza perdida= 0,64m.
Tee normal 2pza perdida= 0,80mx2=1,6m
Total Hfdd=1,2m+1,75m+0,15m+0,64m+1,6m = 5,34mx0,05m/m=0,27m.
Hfdtotal=Hfds+Hfdd=0,24m+0,27m=0,51m se recomienda usar 3m.
ADT=1,6m+2,8m+3m+7+14=(28,4m)x(1,3)=36,92m (la sumatoria de los valores se incrementan un 30% para obtener la ADT)
Pmin=28,4m
Pmax=36,92m.
5. Potencia de la Bomba y de motor eléctrico (Hp)
La potencia de la bomba la obtenemos con la expresión:
Donde:
Q= Caudal de diseño.
H= ADT altura dinámica total máxima.
Hpb=0,18Hp.
Hpm=(1,44)(Hpb)=0,26Hp
En el mercado existen potencia de bombas comerciales comenzando con 0,5Hp, 3/4Hp, 1Hp, 1 1/2Hp, 2Hp para este caso usamos el valor comercial de 0,5Hp ahora bien se debe buscar en catálogo de fabricantes de equipos de bombeo centrífugo el siguiente punto de operación:
ADT=36,92 m.
Q=0,22 L/s
Existen fabricantes que trabajan con otro sistema de medidas, el más usado es GPM Galones por Minuto y la presión en PSI los valores antes descritos se deben transformar de acuerdo al catálogo del equipo que se quiera instalar.
Obtenidos los valores de presión mínima y máxima de funcionamiento se procede a dimensionar el tanque hidroneumático:
6. dimensionamiento del tanque:
Pmax=36,92m
Pmin=28,4m
Vamos a la siguiente tabla para obtener el factor multiplicador y calcular el volumen del tanque hidroneumático:
Para una presión de 38m y para 6 arranque de bomba en el día el factor multiplicado seria 560 por lo tanto el volumen será:
V=QxFm=0,22L/sx560s=123,5L
Los tanques al igual que las bombas vienen en medidas comerciales por lo que se recomienda un tanque de volumen comercial de 160L
Hay que acotar que este equipos es de capacidades y uso cotidiano, su dimensionamiento es sencillo y fácil de hacer para equipos de mayores capacidades es necesario realizar un método un poco más extenso pero de procedimiento practico para que todos aprendan a realizar el cálculo, ese procedimiento lo colocare más adelante