6.a. sitema de bombeo y linea de impulsion

1. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
1
INTRODUCCIÓN
Cada vez son más frecuentes los sistemas de abastecimiento
que disponen, en algún componente del sistema, de uno o
varios sistemas de bombeo.
El tema es sumamente amplio; un sistema de bombeo
incluye: la estación de bombeo; la línea de impulsión y los
tanques inferior y superior; y todo el equipamiento eléctrico,
instrumentación y telecomunicaciones.
Todo proyecto debe basarse en catálogos e información del
fabricante.

2. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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MAGNITUDES
Conceptos principales:
Capacidad;
Altura
 Rendimiento y potencia
Curva característica de una bomba.
Capacidad:
Caudal bombeado por unidad de tiempo; l/s.
Altura:
En un sistema de bombeo, es la altura a la que puede
elevar un líquido, se mide en metros de columna del
líquido bombeado.

3. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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MAGNITUDES
Altura geométrica de aspiración.
Es la diferencia de cotas entre el nivel del líquido en la aspiración
y el eje del rodete de la bomba.
Positiva, cuando el líquido esta por sobre el nivel del rodete;
Negativa, cuando esta por debajo.
Altura geométrica de elevación.
Es la diferencia de cotas entre el nivel del líquido en la descarga y
el eje del rodete de la bomba.
Altura geométrica total:
Es la diferencia entre las cotas de los niveles del líquido en la
descarga y la aspiración;

4. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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MAGNITUDES
Pérdidas por rozamiento.
La carga que debe suministrarse al sistema para vencer la fricción del flujo
de agua a través de la tuberías.
Altura de velocidad.
Es la energía cinética contenida en el líquido, es igual a V
2
/2g
Pérdidas de carga singulares/locales.
Es la carga que debe suministrarse para vencer la resistencia o pérdidas
que se producen en piezas especiales y válvulas. Se estiman como una
fracción de la altura de velocidad; k V
2
/2g.
Altura manométrica total.
Es aquella contra la que trabaja la bomba durante su funcionamiento.
Es la suma de todas las alturas, pérdidas por rozamiento, altura de
velocidad y pérdidas locales.

5. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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6. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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7. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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MAGNITUDES
Rendimiento y potencia.
El rendimiento de las bombas suele variar dentro de un intervalo
comprendido entre el 60 y un 85% (Metcalf).
Las pérdidas en el interior de la bomba pueden ser volumétricas
(fugas) y mecánicas (fricciones).
La potencia de una bomba está dada por : QH/75n
ɤ
Curva característica de una bomba.
La altura a la que la bomba puede impulsar los diversos caudales a
velocidad constante se establece en ensayos de los fabricantes.
Actuando sobre la válvula de descarga de la bomba, se va midiendo la
altura correspondiente; simultáneamente se mide el rendimiento y la
potencia absorvida, todo lo cual se presenta en el mismo gráfico. Estas
gráficas se denomina curvas características de la bomba

8. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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MAGNITUDES
Tomado de Metcalf & Eddy.

9. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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EQUIPO DE BOMBEO
BOMBAS:
Una máquina que hidráulica que transmite al líquido la
energía suficiente para garantizar un flujo, mediante la
transformación de la energía (generalmente mecánica).
La transmisión de energía se manifiesta en forma de
incremento de presión, para mover el agua a un punto más
elevado.
Existen diferentes tipos de bombas; se pueden clasificar
desde diferentes puntos de vista. Desde el punto de vista
operativo, se clasifican en (Fernández) bombas de émbolo;
centrífugas y especiales.

10. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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EQUIPO DE BOMBEO
Bombas de émbolo:
El fluido es desplazado mediante un pistón que se mueve en el
interior de una cavidad cilíndrica mediante la acción manual,
del viento o un motor, ejerciendo una fuerza directamente
sobre el fluido.
Son adecuadas para caudales pequeños.
Bombas centrífugas:
Las bombas más utilizadas en sistemas de agua son la
centrífugas. El elemento transmisor de energía es el rodete,
que transmite la energía mecánica (del motor) al fluido en
forma de energía cinética (de velocidad), que se convierte
dentro de la bomba en presión.

11. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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EQUIPO DE BOMBEO

12. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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EQUIPO DE BOMBEO
Fuente: www.monografías.com

13. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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DESARROLLO DEL PROYECTO
ELEMENTOS NECESARIOS
1.CONCEPCIÓN BÁSICA DEL SISTEMA DE
ABASTECIMIENTO;
2.DEFINICIÓN DE ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN;
3.LOCALIZACIÓN Y DEFINICIÓN DEL ÁREA REQUERIDA
1.TOPOGRAFÍA;
2.LEVANTAMIENTOS PREDIALES DEL ÁREA.
3.ESTUDIOS GEOTÉCNICOS.
4.COTAS DE NIVELES DE AGUA (ALTURA DE BOMBEO).
5.DISPONIBILIDAD DE ENERGÍA.

14. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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DESARROLLO DEL PROYECTO
ACTIVIDADES NECESARIAS
1.DETERMINACIÓN DE CAUDALES DE DISEÑO,
CONSIDERANDO LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN DEL
SISTEMA; CAUDAL MÁXIMO, CAUDAL MÍNIMO (ACTUALES Y
FUTUROS).
No es práctico mantener períodos de bombeo de 24
horas, se debe incrementar el caudal en función de las
horas de bombeo, hay que buscar el de mínimo costo.
Qb = QMD x 24/N N = número de horas de
bombeo.

15. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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DESARROLLO DEL PROYECTO
ACTIVIDADES NECESARIAS
2.UBICACIÓN Y DISPOSICIÓN DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO.
En lugares limpios, secos, iluminados, ventilados,
drenados.
Espacio apropiado para desarmar la bomba;
Bases de concreto semienterradas; la ubicación de
los pernos están dados por el fabricante;
La operación no debe causar molestias a los
vecinos;

16. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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DESARROLLO DEL PROYECTO
ACTIVIDADES NECESARIAS
3.DEFINICIÓN DEL TRAZADO DE LAS TUBERÍAS –SUCCIÓN E
IMPULSIÓN;
4.DEFINICIÓN DEL NÚMERO DE BOMBAS
•Normalmente son dos, de la misma capacidad, que
deben trabajar alternadamente.
•Potencia de la bomba:
HP = g Q H / ( 75 e )
3.DIMENSIONAMIENTO DE LA TUBERÍA DE SUCCIÓN E
IMPULSIÓN:

17. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN.
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LÍNEAS DE IMPULSIÓN - BOMBEO
Para instalaciones que no operan de manera continua:
Se obtiene en primer lugar un rango de diámetros, de los
cuales se escogerá el óptimo-desde el punto de vista
económico.
Fórmula de Bresse: D = 1,3 l
1/4
Q
1/2

l = N/24;
N = Número de horas de bombeo por día.
Q = caudal en m3/s.
Velocidad en el rango entre 1,0 a 3,0 m/s. (López Cualla)
Con esto se calcula un diámetro D como una primera
aproximación, luego se estudia para los diámetros más
próximos, superior e inferior (rango de valores)

18. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN.
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LÍNEAS DE IMPULSIÓN - BOMBEO
Se calcula la altura manométrica para cada diámetro.
Pérdidas en la tubería y pérdidas en los accesorios.
Se calcula las potencias de las bombas requeridas; en
función del caudal y de la altura manométrica;
Se calculan los consumos de energía;
Costos anuales de amortización e intereses,
Costos de operación
Comparando, se obtiene el diámetro de la tubería que
será la más económica.

19. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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DESARROLLO DEL PROYECTO
Tubería de succión:
El diámetro de la tubería de succión nunca debe ser menor al
diámetro de la tubería de impulsión ni menor al diámetro del
orificio de entrada a la bomba.
Las velocidades, según la Norma Brasileña NBR 12214/1992
define los siguientes límites:
Velocidad máxima de succión.
D nominal velocidad (m/s) (López Cualla)
50 MM 0,70 M/S 0,75
75 0,80 1,00
100 0,90 1,30
150 1,00 1,60
200 1,10 1,60

20. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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DESARROLLO DEL PROYECTO
Velocidad mínima de succión:
Tipo de material transportadoVelocidad
MATERIA ORGÁNICA 0,30 M/S
SUSPENSIONES ARCILLOSAS 0,30
SUSPENSIONES ARENOSAS 0,45
López Cualla señala un valor de 0,45 m/s.
Hay que diseñar la tubería lo más recta posible, evitando
codos, uniones, tes, reduciendo las pérdidas.
En el caso de que la tubería de succión sea mayor al
diámetro de entrada a la bomba, se debe colocar una
reducción excéntrica.

21. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN.
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PÉRDIDAS DE CARGA POR ACCESORIOS

Pérdidas por entrada; por ampliación, k depende de la relación entre las áreas de
ampliación antes y después y de rapidez de la ampliación(del ángulo β) ;perdida por
reducción, k depende de la relación de los diámetros; por cambio de dirección gradual, k
depende de la relación r/d; por cambio brusco de dirección; pérdidas por obstrucción,
depende del tipo y de la abertura dejada; pérdida por bifurcación, k depende del ángulo y
si es entrada o salida; y pérdida por salida.( Ref. Bombas para agua potable, OMS/OPS)

22. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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DESARROLLO DEL PROYECTO
Cavitación:
Se presenta cuando la presión en la succión está cercana a la presión de
vapor, se crean burbujas de aire, que al entrar en zonas de mayor presión se
rompen de manera abrupta.
Magnitudes relacionadas con la succión:
1.Presión barométrica: pa
2.Presión de vapor de agua; temperatura; pv
3.Altura geométrica de succión: Hg
4.Pérdidas de carga (en las piezas y en la tubería)- Hf s
El parámetro de control de la cavitación se denomina NPSH «Net Positive
Suction Head» requerida y disponible. La requerida corresponde a la diseño
de la bomba, es una característica propia de cada bomba, variable con el
caudal de bombeo; la disponible es función del diseño de bombeo, y
corresponde a:
NPSHd = (pa – pv) – Hman Succión ( desnivel + perdidas + altura de velocidad)
(pa – pv) = en función del lugar (altura y temperatura del agua)

23. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN
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DESARROLLO DEL PROYECTO
A nivel del mar la altura máxima de succión es de 760 mm de Hg que
equivale a 10,33 m; el valor se corrige en función de la elevación, a razón
de 1,2 m/ 1000 m.
A 2600 msnm, pa= ¿?
Presión de vapor:
varía en función de la temperatura del agua.
Para evitar el riesgo de cavitación, se debe cumplir que NPSHd sea
superior a la NPSH.
Según López Cualla, debe ser mayor en por lo menos un 20%; y en todo
caso se debe cumplir que
NPSHd – NPSHr mayor a 0,50 m

24. ABASTECIMIENTO DE AGUA
SISTEMAS DE BOMBEO Y LÍNEAS DE IMPULSIÓN.
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DESARROLLO DEL PROYECTO.
Tipos y selección de válvulas.
Válvulas de control de caudal (de compuerta, mariposa);
Válvulas de purga (no es muy frecuente, sólo si la línea
es muy larga); Válvulas de retención (para impedir que el
flujo en la tubería pueda ser en los dos sentidos), a
colocarse antes de la bomba –evitar el golpe de ariete
sobre la bomba-; otra válvula, en la tubería de succión,
para evitar la pérdida de agua; válvulas de alivio;
válvulas de aire de simple y doble acción.