Bomba de mecate.ppt

LA BOMBA DE MECATE
Desarrollo e implementación en nicaragua
Ing. Miguel Ángel Balladares Altamirano
Consultor Nacional Desarrollo Sostenible y Salud Ambiental.
OPS/OMS, Nicaragua.

LA BOMBA DE MECATE
 Se utiliza en Nicaragua a nivel Nacional en el área rural
dispersa.
 Del modelo manual ya hay más de 50.000 instalado en
Nicaragua y miles en otros países de C.A.
 Más de 95% de estas bombas siguen funcionando
incluso después de muchos años.
 Es producida en 15 talleres locales, privados, y es tan
sencilla que el mismo usuario la repara.

LA BOMBA DE MECATE
 Fue introducida en Nicaragua en 1983.
 Las mejoras comenzaron en 1990. Se organizo un
proyecto en el programa de Ingeniería Ambiental de la
UNI con financiamiento del Gobierno de Holanda y de
UNICEFF y el apoyo de OPS.
 Actualmente cuenta con aceptación social y es la bomba
estándar nacional para proyectos de agua y saneamiento
en el medio rural disperso.
 ENACAL, FISE, UNICEFF, CARE, COSUDE, SNV, OPS
y muchas otras Instituciones Nacionales y privadas la
utilizan en sus proyectos de saneamiento en el medio
rural.

LA BOMBA DE MECATE
 Es de tecnología apropiada y de fácil operación y
mantenimiento.
 Alta eficiencia tanto en pozos poco profundos como en
pozos profundos.
 Se instala en pozos excavados y pozos perforados.
 Es de fabricación local y Bajo costo.
 Todos los materiales utilizados en su construcción y
mantenimiento están locamente disponibles.
 El costo de estos materiales es accesible a las familias pobres:
US 37.00 aproximadamente. Modelo con soportes de madera,
autoconstrucción.

LA BOMBA DE MECATE
 En 1994 esta tecnología fue evaluada por el
International Water and Sanitation Centre
(IRC, www.irc.nl).
 Por su potencial de mejorar el abastecimiento
en zonas rurales y generar ingresos La bomba
de Mecate ganó un 1er premio en el Foro
Mundial del Agua. (World Water Contest en
Kyoto, Marzo 2003. Bombas de Mecate SA,
Nicaragua www.worldwaterforum.org)

CAPACIDAD DE BOMBEO DE LA BOMBA DE MECATE SEGÚN
PROFUNIDAD
 La bomba de mecate tiene un alto rendimiento dado que suministra de 2 a
1 litros por segundo a una profundidad de 5 m y hasta 0.2 litros por
segundo a una profundidad de 40 m.
Profundidad Adulto Niño Tiempo de llenado para un
barril de 55 gal. (min).
Varas mts Gal/min l/seg. Gal/min l/seg. Adulto niño
5 4 22.0 1.38 12.0 0.76 2.5 4.60
10 8 11.0 0.69 6.0 0.38 5.0 9.17
15 12 7.0 0.44 4.0 0.25 7.8 13.75
20 16 5.0 0.32 3.1 0.20 11.0 17.74
25 20 4.0 0.25 2.5 0.16 14.0 22.00
30 24 3.5 0.22 2.1 0.13 16.0 26.19
40 32 2.7 0.17 1.5 0.09 21.0 36.67
50 40 2.2 0.14 1.2 0.08 25.0 45.83

LA BOMBA DE MECATE
 Tiene un mecanismo o sistema de polea
que actúa directamente sobre un mecate
con pistones plásticos que se desplazan
en una sola dirección. Cuando gira la
polea los pistones succionan el agua
hacia arriba y la conducen o elevan por
medio de un tuvo de PVC que realiza la
función de un cilindro.

BOMBA MANUAL DE MECATE.
Modelo AB, hecho de varillas
Con tapa de protección contra el sol.
Precio US$ 70-90.
(Taller Bombas de Mecate SA)
Modelo AH (para posos escavado a mano)
La estructura de este modelo está hecha de tubos
galvanizados.
Costo US$ 60.
(Producido por Amec Nicaragua)

BOMBA MANUAL DE MECATE.
Modelo AH con tubos galvanizado
(Nicaragua)
La estructura de este modelo está hecha de
tubos de ½ Pulgadas (garantiza menos
corrosión y es mas fuerte que la varilla
maciza). La manivela esta hecha de tubo
galvanizado de ¾ Pulgadas.

PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE
MECATE.
 La rueda.
 El mecate.
 Los pistones.
 El tubo de bombeo.
 La guía y piedra estabilizadora.
 Tubería de descarga o salida.

PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE.

La rueda:
 Constituye la pieza mas compleja puesto que contiene
todas las partes móviles y de mayor concentración de
fuerza, puede construirse de madera o de metal.
 Está formada por: La estructura de soporte, el eje con la
polea y la manivela, y el sistema de bloqueo.
 El eje. Es un tubo de hierro galvanizado de ø ½“ o de ø
¾“, forma una sola pieza con la manivela ubicada en
uno de sus extremos y la polea en el otro. Gira en dos
cojinetes partibles que se reemplazan con facilidad
permitiendo un rápido desarme.

La polea.
 Se hace de dos cejas de llanta que están unidas a presión
por el porta-polea que a su vez esta conectado al eje a
través de ¨rayos¨ cruzados como en una rueda de
bicicleta.
 Las dos cejas de llanta forman una ”V” y garantizan una
alta fricción entre el mecate y la polea.
 Diámetro de la polea. Generalmente se usan llantas de
20”, con diámetro efectivo de 540 mm.
 Se recomienda que las llantas sean de vehículo pesado
para obtener cejas de rigidez adecuada para que no se
deformen por el peso de la columna de agua que tramite
el mecate.

Protección de la polea.
 Está hecha de lámina galvanizada lisa y se fija a dos
varillas de hierro de Ø 2” que están soldadas a la
estructura de soporte de la bomba.
 Tiene dos funciones principales:
 Proteger al mecate, a los pistones, y otras partes de PVC, de los
rayos UV del sol.
 Protección sanitaria.
 Proteger de posible vandalismo.
 Existen muchas variantes.

Sistema de bloqueo.
 Evita que la polea y la manivela giren en sentido
opuesto al de bombeo protegiendo al usuario de golpes
de la manivela al momento de soltarla, cuando se
detiene el bombeo, por la caída brusca de la columna de
agua.
 Funciona como una palanca que deja pasar los pines
soldados en la polea en la dirección de bombeo pero no
en la otra.
 La palanca de bloqueo es revestida con trozos de
manguera o neumáticos para amortiguar los golpes de
los pines de la polea sobre ella y reducir el nivel ruido.

Sistema de bloqueo.

Estructura de soporte.
 Generalmente es una estructura metálica que está
integrada por dos triángulos formados por 2 varillas
inclinadas soldadas a una platina horizontal. Estos
triángulos están a su vez unidos por otras varillas
metálicas resultando una cercha triangular.
 Su función principal es soportar el peso de toda la
bomba.
 Se debe fijar a la tapa de concreto o madera a través de
pernos y tuercas ya que esto permite instalar y
desmontar fácilmente todo el sistema.
 La estructura se puede construir de otros materiales
como madera, bambú, etc.

PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE

Polea

El mecate.
 Es el corazón de la bomba, lleva
los pistones y su función es
extraer y soportar el peso de la
columna de agua que se forma
entre los pistones y la pared del
tubo de bombeo.
 Su diámetro varía entre 3 y 6 mm,
generalmente se usa de 5mm,
independientemente del diámetro
del tubo de bombeo y de la
profundidad, teniendo como límite
40 m.
 Esta hecho de polietileno y
con tres ramales.
 El mecate es el componente
que sufre más desgaste.

Los pistones.
 Son de forma cónica e
Inicialmente se construían de
hule de llantas usadas,
actualmente se hacen de
polietileno PE o de propileno
PP, inyectado.

Los pistones.
 El mejor resultado se logra al
hacerlos por inyección de
polietileno de alta densidad ya
que es posible controlar mejor
sus dimensiones en una
producción en serie. Se
pueden hacer con una
inyectora de plástico
motorizada o con una
inyectora manual que puede
hacerse por US$ 50.

PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE
MECATE
Los pistones.
 Se fijan al mecate entre
dos nudos simples o con
un pedazo de ramal
trenzado y quemado en
ambos extremos,
cuidando que las partes
cónicas queden en la
misma dirección y con el
extremo cónico orientado
en la dirección de flujo,
hacia arriba.

Los pistones.
 La distancia entre piston varía de 0.5 a 5 mts
dependiendo de su calidad.
Para un piston con un juego de 0.4 mm se
recomienda una separación de 2 mts. Si el
juego es mayor la separación debe ser mayor.

Los pistones.

La guía y piedra
estabilizadora.
 La guía tiene como
función guiar al
mecate y pistones en
su entrada a la tubería
de bombeo sin roce o
desgaste.
 La piedra
estabilizadora evita
que la guía y la
columna de bombeo
se mueva al momento
de operar la bomba.

La guía. En Nicaragua se tiene experiencia con seis tipos de guías:
 Arcilla esmaltada hueca.
 Arcilla esmaltada sólida.
 Madera con aislador energía eléctrica .
 Madera con botella de vidrio.
 Concreto con aislador de energía eléctrica o pieza esmaltada.
 Concreto con botella de vidrio.
 Cuando la guía es de cerámica o madera se fija al tubo de bombeo
con hules y la conexión con la piedra estabiizadra se hace con
alambre galvanizado.
 Cuando la guía es de concreto tiene empotrado el aislador y dos
trozos de tubería de PVC que se conectan al tubo de salida. El peso
adicional hace innecesario el uso de la piedra estabilizadora.
Estas son ventajas considerable sobre los otros tipos de guías para
bombas de mecate.

La guía de madera con botella de vidrio.

La guía de concreto con aislador de energía eléctrica
o pieza esmaltada.

El tubo de bombeo.
 Es fabricado con tubos de PVC que se unen, con
pegamento para PVC, con la campana hacia abajo para
minimizar la fricción con los pistones que se desplazan
hacia arriba.
 Su extremo inferior se fija a la
guía, con pegamento para PVC, a
través del niple correspondiente.
 El extremo superior se fija a la
estructura de soporte de la rueda
o a la tapa de pozo. Este punto de
anclaje soporta el peso de la
columna de tubería y de la guía.

El tubo de bombeo.
 Al extremo superior del tubo de bombeo se le aumenta
el diámetro mediante un reductor.
 EL objetivo de esta ampliaciacion es reducir la velocidad
ascendente del agua evitando su desborde y facilitar su
salida por la tubería de descarga.

 Selección de diámetros de polea, tubo de bombeo y descarga
Profundidad Tubería de
bombeo
Tubería de
descarga
Tubo de retorno
insert. en tapa
Diámetro de
polea
Varas mts Pulg. mm Pulg. mm Pulg. mm Pulg. mm
0 – 7.5 0 - 6 1 ½” 38.10 2” 50.80 2” 50.8 20” 508.0
7.5 – 12.5 6 - 10 1” 25.40 1 ¼” 31.75 1½” 38.10 20” 508.0
12.5 – 25.0 10 - 20 ¾” 19.05 1” 25.40 1½” 38.10 20” 508.0
25.0 – 37.5 20 - 30 ½” 12.70 ¾” 19.05 1½” 38.10 20” 508.0
37.5 – 50.0 30 - 40 ½” 12.70 ¾” 19.05 1½” 38.10 12” 304.8

La tubería de descarga.
 Sirve para desviar el agua bombeada del tubo de subida
al balde del usuario.
 Se ensambla con una tee, un pedazo de tubo horizontal
con un codo al final. No es indispensable.
 Incluye un pedazo de tubo vertical par evitar que el agua
se desborde.
 Se fija a la tapadera mediante dos esperas de hierro
soldadas a la estructura de soporte de la rueda.
 La tee no se fija con pegamento al tubo de subida para
facilitar labores de mantenimiento.

 La tubería de descarga.
Modelo AH
Montado en tapa de concreto.
(en 2 partes para fácil acceso).

POZOS EXCAVADOS A
MANO
EQUIPADOS CON BOMBA
DE MECATE

LA BOMBA MANUAL DE MECATE
Parámetros ergonómicos.
 El factor determinante en el bombeo manual es la energía humana
disponible es decir la potencia con la cual el usuario da vuelta a la manivela.
 En un periodo de 1 a 5 minutos un niño puede desarrollar aproximadamente
40 wats, y un hombre adulto puede desarrollar hasta150 wats.
 Para desarrollar el máximo de potencia, la fuerza máxima sobre la manivela
es de 50 a 120 newtons y la velocidad giratoria de la manivela es de 0.7 a 1
revoluciones por segundo.
 Para el accionamiento de la bomba, la altura ideal del eje coincide con una
altura un poco por encima del codo promedio de la usuaria. Con esta altura
se tiene un mínimo de movimiento inútil del resto del cuerpo. Para mujeres
latino-americanas, la altura ideal del eje varia de 1a 1.2 mts.
 También para evitar movimientos inútiles el largo de la manivela debe de ser
igual a la distancia del codo al centro de la mano cerrada: De 0.27 a 0.33
mts para mujeres latino-americanas.

LA BOMBA MANUAL DE MECATE
Este niño no puede dar
vuelta la manivela por
ausencia de una
plataforma
Parámetros ergonómicos.
A fin de generar la máxima potencia de bombeo, la altura del eje
debe ser unos pocos cm superior al ombligo de la persona que
bombea. Esto hace que frecuentemente se requiera una
plataforma auxiliar. Hay que asegurarse que esto sea hecho en el
momento de la instalación ya que la experiencia indica que esto
es luego

POZOS EXCAVADOS A MANO (PEM)
Esta opción resulta ser una solución tecnológica bastante
apropiada para el suministro de agua en el medio rural
disperso. Para garantizar la durabilidad del sistema se
deberá cumplir con los siguientes criterios:
 Todo PEM debe ser sometido a una prueba de
rendimiento.
 Serán considerados solamente aquellos PEM, cuyo nivel
estático se encuentre como mínimo 2 m por encima del
fondo del pozo; esta medida deberá realizarse al final del
periodo seco de la zona.

PARTES DE LOS POZOS EXCAVADOS A MANO
(PEM)
 Delantal de concreto.
 Brocal.
 Fosa.
 Cerco de protección.
 Bomba de mano.

PARTES DE LOS POZOS EXCAVADOS A MANO (PEM)
Bomba de mecate con estructura de soporte metálica.
Proyecto PRASNIC

Tapadera de concreto
para bombas de mecate
con soporte metálico

Construcción de tapadera

Bomba de mecate con soportes y
rueda de madera.
Proyecto PASOC: SNV

Bomba de mecate con soportes y rueda de madera.
Tapadera de concreto
Proyecto PASOC: SNV.

Orificio de inspección y
su tapa
Proyecto PASOC: SNV

Elevación
frontal de
conjunto
Proyecto PASOC: SNV

Elevación lateral conjunto
Proyecto PASOC: SNV

POZOS PERFORADOS
EQUIPADOS CON
BOMBA DE MECATE

BOMBA DE MECATE PARA POZOS PERFORADOS.
 Es sencillo adaptar la bomba de mecate para instalarla
en un pozo perforado.
 Funcionan en pozos perforados con un diámetro mínimo
de 4“ y alcanzan un desnivel de bombeo de 40 mts.
 La diferencia principal con una bomba de mecate sobre
pozo excavado se debe al pequeño diámetro de un pozo
perforado de 4 “ a 12 “.
 Los pozos perforados no tienen brocal y la estructura de
soporte debe ser mas alta que en la bomba normal y de
varillas de ø ¾ “ en ves de 5/8 “.
 Se le puede agregar otra manivela.

 El mecate al dejar la polea es conducido por una guía externa,
similar a la guía de abajo, hacia adentro del pozo.
 Dependiendo de la forma del tubo de revestimiento del pozo y del
pedestal (si hay), el soporte de la guía puede ser soldado a la
tapadera metálica del pozo o a la estructura de soporte.
 El mecate baja en el pozo por el tubo protector que tiene como
función proteger el mecate y los pistones del roce con el tubo de
revestimiento de acero y la pared del pozo.
 La guía se ubica a unos 10 mts debajo del nivel estático mínimo,
dependiendo del abatimiento del pozo.
 Toda la tubería con la guía y la piedra estabilizadora cuelga de la
tapadera metálica mediante una brida cubierta de neumáticos que
prensa os tubos.
 El peso de la columna de agua siempre cuelga del mecate.

AMEC

Proyectos privados: AMEC.

Proyecto PRASNIC

Proyectos FISE
Bomba con doble tapa.

Bomba de mecate: Modelos especiales
 Bomba sobre poste.
Modelo AH
Con descarga elevada (6 m.).
AMEC

Modelo montado en pozo excavado
Bici bomba
AMEC
La bomba de mecate impulsada a pedal es
"manejada" como una bicicleta, con la
ventaja que el esfuerzo de bombeo puede
sostenerse durante un tiempo más largo.
Su rendimiento es 50% más alto que el
modelo de bomba manual, sus costos son
30% más alto. Pueden montarse ya sea al
nivel del suelo o encima del brocal (muro)
de un pozo excavado.

Bici bomba
Bicibomba combinado con
manivela, usada para riego.
Capacidad de bombeo 60
litros/minuto. (pozo de 10 m.)
Modelo con descargue a 2 m. de altura.
AMEC

Caballo (Bometran)
La Bometran combina la Bomba de mecate con
una transmisión angular. *
La capacidad de bombeo es 4 veces superior al
de la bomba manual. Similar a los otros modelos
la Bometran puede producirse localmente. El
mantenimiento consiste en limpiar los dientes de
transmisión y lubricar los cojinetes regularmente.
Bomba de mecate accionado con tracción
animal, Instalada sobre el brocal de un pozo
excavado de 23 m. Capacidad de bombeo:
120 litros/minuto. (pozo de 10 m.)
AMEC

Bomba de mecate: Con motor
Bomelec
Bomba de mecate con motor
eléctrico, pozo 34 m.
Las Bombas de mecate pueden
ser impulsadas por motores
eléctricos, diesel o a gasolina.
Similar a la Bomba de mecate
manual, el nivel de la descarga
de agua puede ser 1 a 5 metros
sobre el nivel del suelo si se ha
combinado con un poste y
polea.
El modelo nuevo (Bomegas 2 ,
puede elevar directamente sin
poste adicional. El caudal es de
60-180 litros/minuto, pozo de 10
metros, dependiendo de la
potencia del motor y la
transmisión).
AMEC

Bomba de mecate: Con motor
Bomegas 2
Bomba de mecate con
motor de gasolina de 1
HP pozo 22 m. Usado
para regar 0.5 a 1 Ha.
AMEC

Viento: Aero generadores
La Aerobomba de mecate
 combina la Bomba de mecate con un nuevo molino
de viento, en parte basado en una moderna
Aerobomba (molino de viento para el bombeo de
agua) Holandesa (CWD 2000) **. Hay 2 modelos de
aerobombas de mecate.
 El modelo 270 - Este funciona sólo con vientos que
cambian de dirección dentro de 270 grados. Por
ejemplo vientos estaciónales.
 El modelo 360 - Este modelo es para todas las
direcciones del viento (está en periodo de pruebas).

La Aerobomba de mecate
Modelo 270 en Santa
Rita, Nicaragua Usada
para riego.
Torre de 10 metros
Rotor de 3.6 m tanque
de agua 50m3.
Capacidad de bombeo
de 20-40 m3/día. (pozo
de 10 metros)
Modelo 10-270
Con tanque elevado, para uso
doméstico.

Irrigación de bajo costo
La bomba de mecate puede ser combinada con sistema de
irrigación que no requieran grandes caudales tal como los
sistemas de goto. Esta tecnología es basada en un kit con un
barril promovida por IDE (Interantional Development Enterprises).
Ver el sitio www.ideorg.org .
El sistema "Gota-Nic" está siendo testeado en Nicaragua por
CESADE, FAO y AMEC. Sistema de irrigación por goteo para 1000
plantas Gota-Nic, US$ 100.

Metodologías de implementación.
La autoconstrucción.
 Los beneficiarios construyen su propia bomba con los recursos que
están a su disposición y en algunos casos con apoyo institucional.
 Esto concuerda con la realidad de muchos campesinos que además
de agricultores son albañiles, carpinteros, etc. Muchas veces, en el
campo, no hay dinero para comprar una bomba pero si hay
herramientas y materiales para su construcción.
 Las bombas construidas bajo esta modalidad son rusticas y sencillas
pero representan el producto del esfuerzo de sus usuarios.
 La ventaja de esta metodología es que el usuario maneja a fondo su
tecnología y en cualquier momento es capaz de repararla. Podemos
hablar de una tecnología popular.
 Una desventaja es que no todas las personas tienen la agilidad para
construir su propia bomba y las limitaciones técnicas que impiden
construir bombas para profundidades mayores.
 Otro problema es la falta de una red de distribución de materiales
fuera de la cabeceras municipales.

La venta a través de microempresas.
 Surge cuando un campesino ágil que a partir de haber participado en la
construcción de alguna bomba, empieza a construir e instalar bombas
para los deas pobladores. Desarrolla esta actividad sin abandonar su
trabajo original.
 Existen iniciativas mas amplias, donde trabajan varias personas a
tiempo completo dentro de una estructura empresarial.
 En ambos casos se demuestra que la bomba es viable por mecanismos
de mercado libre. Los fabricantes/instaladores y los clientes tienen
interés en la bomba. Esta es la mejor garantía para la subsistencia de la
tecnología sin ninguna interferencia externa.
 La ventaja de esta metodología es la mayor agilidad y flexibilidad en sus
procedimientos y la gran cantidad de experiencias acumuladas por esas
microempresas lo que posibilita la innovación en la bomba y en su
producción e instalación.
 Esta metologia tiene gran impacto en los pozos privados principalmente
aquellos ligados a una actividad económica com riego, ganado, etc

Proyectos Institucionales.
 Son proyectos con fuente de financiamiento externo
que trabajan con un paquete integrado de suministro
de agua potable, saneamiento básico, educación
sanitaria y muchos otros elementos.
 Dentro de este esquema de trabajo la
implementación de la bomba de mecate es solo un
elemento mas.
 Generalmente se trabaja en pozos comunales, y el
énfasis se da mas en la fuerza de la bomba que en
su costo.
 Recibe mucha atención la calidad del agua.

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