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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
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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
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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.
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$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
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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
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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
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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
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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.
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ANE8O A
ANE8O B
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BIBLIOGRAFIAGRAFIA.• http/.barnes.com.coinde&.phpQ
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