El documento analiza la selección de una bomba para el sistema de bombeo de agua de un edificio residencial. Se determina que una bomba periférica de 1/2 HP es la más adecuada debido a que puede elevar el agua a una altura mayor que la del edificio, garantizando buena presión. El motor recomendado es monofásico y sincrónico, con parámetros de alimentación de 110V, 0.33 kW de potencia y 3450 rpm.

1.
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada
(UNEFA) ­ Chuao
Selección de
motores
Para un sistema de bombeo de un edificio residencial
Integrantes:
Franyersson Velasquez. C.I: V25831465
Victor Leal. C.I: V25795053
Caracas, Mayo ­ 2017 Sección: 05IMEC­D01

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El sistema de bombeo de agua del edificio Residencias Ormar ha
fallado, los residentes del lugar llevan más de 2 dias con problemas en el
servicio. Luego de hacer un chequeo en el sistema, se ha determinado que
se ha quemado la bomba.
Los encargados del condominio han notificado que no es el primer
reemplazo de la bomba, por lo que exigen alguna mejora al sistema de
bombeo, tomando en cuenta el factor económico. El edificio cuenta con 12
pisos y mezzanina, con una altura aproximada a 29.9 m, el sistema de
distribución cuenta con una tubería principal vertical desde el tanque hasta el
último piso con las ramificaciones correspondientes a los departamentos.
Partiendo de esta problemática la solución más factible para el
problema es la adquisición de una nueva bomba, por lo que es necesario
realizar la correcta elección para la compra de la misma, tomando en cuenta
los factores estructurales del edificio como el número de pisos y la forma de
la tubería, para lograr una buena presión y que de esta manera se logre una
buena distribución del agua a través del edificio.
MARCO TEÓRICO
Motor eléctrico.
El motor eléctrico es un dispositivo que convierte la energía eléctrica
en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos
generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotativas compuestas
por un estator y un rotor .
Clasificación:
Motores de corriente continua.
Los motores de corriente continua se clasifican según la forma como
estén conectados, en:

3. Motor serie
Motor compound
Motor shunt
Motor eléctrico sin escobillas
Además de los anteriores, existen otros tipos que son utilizados en
electrónica:
Motor paso a paso
Servomotor
Motor sin núcleo
Motores de corriente alterna
Existen tres tipos, siendo el primero y el último los más utilizados:
● Motor universal, puede trabajar tanto en CA como en CC.
● Motor asíncrono
● Motor síncrono
Los motores síncronos son un tipo de motor de corriente alterna en el
que la rotación del eje está sincronizada con la frecuencia de la corriente de
alimentación; el período de rotación es exactamente igual a un número
entero de ciclos de CA. Su velocidad de giro es constante y depende de la
frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectado y por el
número de pares de polos del motor, siendo conocida esa velocidad como
"velocidad de sincronismo". Este tipo de motor contiene electromagnetos en
el estator del motor que crean un campo magnético que rota en el tiempo a
esta velocidad de sincronismo.
La expresión matemática que relaciona la velocidad de la máquina con
los parámetros mencionados es:
donde:

4. ● f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina ( Hz )
● P: Número de pares de polos que tiene la máquina
● p: Número de polos que tiene la máquina
● n: Velocidad de sincronismo de la máquina ( revoluciones por
minuto )
Bomba hidráulica.
La bomba es una máquina que absorbe energía mecánica que puede
provenir de un motor eléctrico, térmico, etc., y la transforma en energía que
la transfiere a un fluido como energía hidráulica la cual permite que el fluido
pueda ser transportado de un lugar a otro, a un mismo nivel y/o a diferentes
niveles y/o a diferentes velocidades.
Clasificación:
Se pueden considerar dos grandes grupos: Dinámicas (Centrífugas,
Periféricas y Especiales) y de Desplazamiento Positivo (Reciprocantes y
Rotatorias).
1) BOMBAS DINÁMICAS:
BOMBAS CENTRIFUGAS. Son aquellas en que el fluido ingresa a
ésta por el eje y sale siguiendo una trayectoria periférica por la tangente.
BOMBAS PERIFÉRICAS. Son también conocidas como bombas tipo
turbina, de vértice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el
líquido por medio de los álabes a velocidades muy altas, dentro del canal
anular donde gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos de energía.
No se debe confundir a las bombas tipo difusor de pozo profundo, llamadas
frecuentemente bombas turbinas aunque no se asemeja en nada a la bomba
periférica.
La verdadera bomba turbina es la usada en centrales hidroeléctricas
tipo embalse llamadas también de Acumulación y Bombeo, donde la bomba
consume potencia; en determinado momento, puede actuar también como
turbina para entregar potencia.

5.
2) BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO:
Estas bombas guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su
trayectoria, el cual siempre está contenido entre el elemento impulsor, que
puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la
carcasa o el cilindro. “El movimiento del desplazamiento positivo” consiste en
el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una
cámara. Por consiguiente, en una máquina de desplazamiento positivo, el
elemento que origina el intercambio de energía no tiene necesariamente
movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener movimiento rotatorio
(rotor).
Sin embargo, en las máquinas de desplazamiento positivo, tanto
reciprocantes como rotatorias, siempre hay una cámara que aumenta de
volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esto a éstas
máquinas también se les denomina Volumétricas.
BOMBAS RECIPROCANTES. Llamadas también alternativas, en
estas máquinas, el elemento que proporciona la energía al fluido lo hace en
forma lineal y alternativa. La característica de funcionamiento es sencilla.
BOMBA ROTATORIA. Llamadas también rotoestáticas, debido a que
son máquinas de desplazamiento positivo, provistas de movimiento rotatorio,
y son diferentes a las rotodinámicas. Estas bombas tienen muchas
aplicaciones según el elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma
constante, puede manejar líquidos que contengan aire o vapor. Su principal
aplicación es la de manejar líquidos altamente viscosos, lo que ninguna otra
bomba puede realizar y hasta puede carecer de válvula de admisión de
carga.
Potencia eléctrica.
La potencia se refiere a la velocidad de un cambio de energía
dentro de un sistema, o al tiempo que demora la concreción de un trabajo. En
este caso la potencia eléctrica P desarrollada en un cierto instante por un
dispositivo viene dada por la expresión:

6. P(t)=I(t)V(t),
Donde:
P(t) es la potencia instantánea, medida en vatios (julios/segundos).
I(t) es la corriente que circula por él, medida en amperios.
V(t) es la diferencia de potencial (caída de voltaje) a través del componente,
medida en voltios.
SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Partiendo de esta problemática la solución más factible para el
problema es la adquisición de una nueva bomba, por lo que es necesario
realizar la correcta elección para la compra de la misma, tomando en cuenta
los factores estructurales del edificio como el número de pisos y la forma de
la tubería, para lograr una buena presión y que de esta manera se logre una
buena distribución del agua a través del edificio.
De acuerdo a las investigación previamente realizada y las
especificaciones del edificio, es recomendable recurrir al reemplazo de la
bomba por una bomba de tipo periférica debido a que la misma genera gran
presión y dependiendo del modelo alcanza desde los 30 a 60 m de altura.
Esta característica favorece a la elección debido a que se puede seleccionar
basado en la potencia entregada por la bomba, la cual nos permita elevar el
agua de 35 a 40 m, esto con el fin de garantizar una buena presión de salida
a los pisos superiores, tomando en cuenta que de la tubería principal, de
derivan otra serie de tuberías más pequeñas que surten a los apartamentos
individualmente, por lo que, a los 29,9 m de tubería vertical se le deben
agregar la medición de dicha tubería o ramas, por lo que es ideal que la
potencia máxima que pueda entregar la bomba, sea capaz de elevar el agua
a una altura considerablemente mayor a la del edificio. Actualmente la bomba
que está al alcance del cliente, con esta capacidad tiene un alcance máx de
35 m de altura, se considera que será suficiente pero requerirá un
mantenimiento en lapsos cortos de tiempo para poder garantizar el buen
funcionamiento y extender la vida útil de la misma, ya que esta se encontrara
trabajando en su máxima capacidad constantemente.

7. Modelo de Bomba.
La bomba a utilizar de acuerdo con las especificaciones estructurales
del edificio es una bomba periférica de ½ HP. El fabricante es la empresa
internacional Wequp la cual cuenta con una gama de productos eléctricos,
metalúrgicos, entre otros.

8. Parámetros de Alimentación del Motor.
Q.motores = 1
V = 110v
P = 0,33kW
f = 60Hz
r.p.m = 3450 1/min
Tipo de Motor:
Monofásico.
Sincrono.
Control eléctrico.
Apegándose a las demandas del
cliente de mejorar el sistema de bombeo del
edificio, se tomo la decisión de invertir en un control
eléctrico de calidad que permita la mayor
protección para la bomba, evitando así el
prematuro cambio de la misma.

9. El sistema de control de la bomba consta de un transformador, un relé
térmico de sobrecarga y dos interruptores de nivel. La conexión del circuito
va de la línea AC al transformador, que luego se conecta al par de
interruptores de nivel conectados en serie con el alimentador del relé de
sobrecarga, pasando las líneas de alimentación del motor a través del relé,
generando de este modo un sistema de protección tanto de sobrecarga
eléctrica como del nivel del agua, ya que que si la bomba hidráulica trabaja
sin el líquido el motor de la misma se recalienta y se quema. Asegurando que
la vida útil del equipo sea consumida completamente.

10. CÁLCULOS
Datos:
V = 110v
P = 0,33kW
f = 60Hz
r.p.m = 3450 1/min
Pent ficiencia H = 746
V ent . Ient . Eficiencia
= 746
P ent.Eficiencia
⇒ E = P ent
HP .746
= P ent
P sal
ent ent, entP = V I
746W HP , 3kW x = 1 ⇒ 0 3 = , 42359249HPx = 746W
0,33.10 W. 1HP
3
= 0 4
Psal H = 5252
Torque. V elocidad.
orque , 7341 NmT = V elocidad
(5252)(HP )
= 3450Rpm
(5252)(0,442359249 HP )
= 0 6
COSTOS
Presupuesto 14/05/17
Bomba De Agua De 1/2 Hp Periferica Marca Wequp………………170.000.Bs
Relé Térmico De Sobrecarga…………………………………………...34.000.Bs
Cable Thhn Nro. 8 Rollos De 10mts…………………………………...12.000.Bs
Interruptores de nivel marca Kobold……………………………………90.000:Bs
Transformador eléctrico de 24v…………………………………………40.000.Bs
Total……………………………………………………………………...346.000.Bs

11. CONCLUSIÓN
Observando el costo y el nivel de eficiencia de la bomba, el equipo de
trabajo considera de que la adquisición de esta bomba, es lo más
recomendable, pues cumple con los estándares de trabajo que necesitamos
y lo hace a un bajo costo. garantizando de esta manera la resolución del
problema con una buena calidad y eficiencia.