ADUCCION POR BOMBEO

1. Ing. Greilyn Castillo. 2011
ADUCCIÓN
POR
BOMBE
O

2. Ing. Greilyn Castillo. 2011
ADUCCIÓN POR BOMBEO
Utilizan la energía externa incorporada por algún dispositivo para
vencer los desniveles existentes entre el punto de salida y
llegada para transportar el líquido. Mediante el empleo de equipos
de bombeo.

3. CRITERIOS PARA EL DISEÑO
1.- Carga disponible o diferencia de elevación.
2.- Capacidad para transportar el gasto máximo diario.
3.- El tipo de tubería deberá soportar las presiones máximas de diseño.
4.- Deberá establecerse periodos de bombeo inferiores a 24 horas.
5.- Incorporar las estructuras adicionales necesarias.
6.- La tubería de succión y sus accesorios (anterior a la bomba). Usar el
diámetro comercial inmediatamente superior al de la tubería de
impulsión.
ADUCCIÓN POR BOMBEO

4. Ing. Greilyn Castillo. 2011
ELEMENTOS DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO
1. La tubería de succión y sus accesorios (anterior a la bomba). Usar el
diámetro comercial inmediatamente superior al de la tubería de impulsión.
2. La bomba (generalmente centrifuga; se debe disponer siempre de una bomba
de reserva).
3. La tubería de impulsión y sus respectivos accesorios (posterior a la bomba).
TUBERÍA DE IMPULSIÓN
Velocidad máxima 1.5 m/s
Conducción bastante larga

5. Ing. Greilyn Castillo. 2011
ΔH
La diferencia de
elevación es
carga a vencer Se incrementa
Selección de
diámetros
menores ocasiona
Mayores costos de
equipos y de
energía
Dos alternativas
Diámetros pequeños y equipos de
bombeo grandes
Diámetros grandes y equipos de
bombeo de baja potencia
Costo tuberías < costos de equipos de bombeo Costo tuberías > costos de equipos de bombeo
Análisis
económico

6. Ing. Greilyn Castillo. 2011
CRITERIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO
GASTOS DE DISEÑO
Qmd
Consumo máximo diario
No resulta práctico ni aconsejable
mantener períodos de bombeo de 24
horas diarias
Se incrementa el gasto de bombeo
N
QmdQb
24

Donde:
N = N horas de bombeo
No mayor a 16 horas.

7. Ing. Greilyn Castillo. 2011
SELECCIÓN DEL DIÁMETRO
Fórmula de Bresse
-Para instalaciones operadas de manera continua, N=24 horas:
QKD 4
QD 41
3.1 
D = Diámetro en m.
Q = Gasto en m3
/s.
K4 = 0.7 a 1.6 → K4=1.2
-Para instalaciones no operadas de manera continua, N<24 horas:
D = Diámetro en m.
Q = Gasto en m3
/s.
N = Número de horas de bombeo
24
N


8. Ing. Greilyn Castillo. 2011
SELECCIÓN DEL DIÁMETRO
Fórmula de Bresse

9. Ing. Greilyn Castillo. 2011
ABACO DE SELECCIÓN DE DIAMETROS ELABORADO POR S. AROCHA
SELECCIÓN DEL DIÁMETRO

10. Ing. Greilyn Castillo. 2011
DIAMETRO Vmax (m/s) Qmax
(lts/seg)mm Pulg.
75 3 0.70 3.05
100 4 0.75 5.89
150 6 0.80 14.14
200 8 0.90 28.27
250 10 1.00 49.09
300 12 1.10 77.75
350 14 1.20 115.45
400 16 1.25 157.10
450 18 1.30 206.78
500 20 1.40 274.90
600 24 1.60 452.39
750 30 1.60 729.60
TABLA DE VELOCIDADES ECONOMICAS
SELECCIÓN DEL DIÁMETRO

11. Ing. Greilyn Castillo. 2011
SELECCIÓN DEL DIÁMETRO
1. Se supone una pérdida de carga cuyo valor sea similar al 20% de la ΔH
entre el punto inicial y pto. final de la aducción.
2. Se determinan los diámetros usando Hazen - Williams.
3. Se efectúa un análisis económico entre las combinaciones de diámetros y
bombas, seleccionando aquella que resulte la mas económica (Costos de
inversión y costos de operación y mantenimiento).
Fórmula de Hazen Williams

12. GOLPE DE ARIETE
Se denomina golpe de ariete al choque violento que se produce sobre
las paredes de un conducto forzado cuando el movimiento del
líquido es modificado bruscamente. En otras palabras, consiste en la
sobrepresión que las tuberías reciben al cerrarse o abrirse
bruscamente una válvula o al ponerse en marcha o detenerse una
máquina hidráulica.
El golpe de ariete es un fenómeno transitorio, en el que el flujo es
variado y no permanente.
El golpe de ariete puede ser positivo o negativo de acuerdo a la forma
en que se produzca. Cuando se cierra súbitamente una válvula se
presenta un golpe de ariete positivo o sobrepresión. El golpe de
ariete negativo o subpresión ocurre al efectuarse la apertura brusca
de una válvula.

13. Los siguientes son algunos casos en que se puede presentar
golpe de ariete:
1-. Cambios en la abertura de la válvula, accidental o planeado.
2-. Arranque o parada de bombas.
3-. Cambios en la demanda de potencia de turbinas.
4-. Vibración de impulsores en bombas, ventiladores o turbinas.
5-. Vibración de accesorios deformables tales como válvulas.
6-. Cambios de elevación del embalse.
7-. Ondas en el embalse.
8-. Variaciones en la apertura o cierre del gobernador o
regulador de una turbina causadas por cambios en la carga
de los sistemas eléctricos.
GOLPE DE ARIETE

14. GOLPE DE ARIETE
Formulas para la Presión Máxima
El estudio de este fenómeno fue hecho en primer lugar por Joukowski, y la
solución completa la aporto Allievi.
El calculo de la sobre presión depende del tiempo de cierre.
• Instantáneo: tC=0. Es un Caso teórico, imposible.
• Rápido: 0<tC<2tO. Aquí la presión máxima es la misma que en el cierre
instantáneo, pero la curva de presiones en la tubería es distinta.
• Lento: tC>2tO. La presión máxima es menor, y es el caso mas frecuente.
e
D
E
k
k
c
.1


Donde:
D = Diámetro del tubo.
e = Espesor de la pared del tubo.
k = Módulo de compresibilidad del fluido. (2.19
Gpa)
Ρ = Densidad del fluido.
E = Módulo de elasticidad del material de la
tubería.

15. GOLPE DE ARIETE
g
vc
P
.

Sobre presión por cierre instantáneo
TIEMPOS DE CERRADO
ònsobrepresiMaxima
2
C
L
T 
Tg
vL
P
.
..2

Sobre presión por cierre Lento
MATERIAL E (Gpa)
ACERO 200
H.F. 120
CONCRETO 30
A.C.P. 23
PLÁSTICAS 0.8
lenta.Maniobra
2
C
L
T 
(Ecuación de Michaud)

16. Ing. Greilyn Castillo. 2011
DISPOSITIVOS ESPECIALES
1. Ventosas de doble admisión.
2. Descargas.
3. Válvulas de alivio.
4. Chimeneas de equilibrio.
5. Cámaras de aire.
6. Válvulas de cierre lento.
Se usan para
disminuir la presión
por Golpe de ariete

17. Ing. Greilyn Castillo. 2011
DISPOSITIVOS ESPECIALES
VÁLVULAS DE ALIVIO
-Se instalan generalmente en derivación con salida a descarga libre en el sitio
de la estación de bombeo.
-Posee en su interior un resorte que al aumentar la presión de entrada la fuerza
vence la resistencia del resorte y se permite el escape de cierta cantidad de
agua.
-Dispone de un tornillo graduado.
-Tiene como desventaja que permite la pérdida de agua y están sujetas a daños.

18. Ing. Greilyn Castillo. 2011
DISPOSITIVOS ESPECIALES
CHIMENEA DE
EQUILIBRIO
-Elementos mas seguros de los utilizados contra
el golpe de ariete. No están expuestos a fallas
mecánicas.
-Su limitación la determina la topografía, no se
debe colocar muy cerca de la estación de
bombeo, ya que la altura de la chimenea debe
ser superior a la piezométrica.

19. Ing. Greilyn Castillo. 2011
DISPOSITIVOS ESPECIALES
CÁMARAS DE AIRE
-Dispositivo instalado en la estación de bombeo, consta de un compartimiento
que contiene agua en compresión con una columna de aire.
-Al interrumpirse el bombeo la presión en la tubería disminuye y el aire contenido
en la cámara presiona el agua y ésta entra en la tubería con lo que decrece
gradualmente el ritmo de la caída de presión.
-Cuando se llena la tubería el agua penetra en la cámara y vuelve a comprimirse
el aire.
-Tiene como desventaja que debe suplirse el aire por las pérdidas que sufre al
disolverse en el agua.

20. Ing. Greilyn Castillo. 2011
DISPOSITIVOS ESPECIALES
VÁLVULAS DE
CIERRE LENTO
-Se usan para aumentar el tiempo de cierre y la disminución del exceso de
presión por efectos de la onda de regresamiento.