La ciencia detrás de la elección de la bomba de agua idónea

La ciencia detrás de la elección de la bomba de agua idónea

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Es muy probable que le haya pasado que va a su ferretería o tienda de herramientas local, y aunque sabe muy bien qué herramienta va a comprar, una vez que la lleva a su hogar o sitio de trabajo se haya dado cuenta que no tiene o cuenta con el rendimiento que esperaba desde un principio. Esto es un problema muy común, pues la gama de herramientas que existe hoy en día es bastante amplia. Entonces la pregunta queda, de ¿qué cómo hago si quiero comprar una herramienta y no sé por qué tipo de rendimiento me puedo guiar aparte del que dice a plena vista en la caja o dice el vendedor? Pues la respuesta simple: averígüelo usted mismo.

Si quiere comprar una bomba de agua, se encontrará con muchas especificaciones de donde escoger y que muy probablemente tendrá que leer varias veces para poder hacerse una idea de qué tipo de rendimiento le traerá dicha bomba de agua. Si está un poco enredado con todo este asunto pues a continuación le hablaremos de qué tipos de aspectos técnicos quizás quiera tener en cuenta a la hora de elegir una, así que le daremos una pequeña clase de matemáticas y física para que así pueda deducir y calcular el rendimiento de una bomba de agua para que pueda satisfacer nuestras expectativas de principio a fin.

Para empezar hay que hablar acerca del caudal, el cual es la cantidad de fluido o líquido requerido en un tiempo determinado, normalmente se calcula en litros por minuto, litros por hora y metros cúbicos por hora. También es importante destacar que el caudal, en las ecuaciones matemáticas que se les presentaran más adelante, se representa a través de la letra Q.

Para seguir un poco con las representaciones en letras de varios datos antes de hacer usted mismo sus simples ecuaciones acerca del rendimiento de su bomba de agua, querrá tener en cuenta la altura manométrica, que es representada como Hm, la cual es el cálculo que se quiere hacer para tener en claro la elevación que harán los líquidos que pasen por la bomba para llegar de un punto a otro. Esto se calcula de una manera fácil, sumando la altura de aspiración, que se representa como Ha, con la altura de impulsión, la cual se representa como Hi, más las pérdidas de carga, representado como ∆H. Entonces se puede decir que para calcular la altura manométrica se usa una ecuación así:

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Hm= (Ha+Hi)+ ∆H

La cual es la misma fórmula que:

Hm=Hg+∆H

Hg siendo la altura geométrica, esta siendo la suma de altura de impulsión y la altura de aspiración. Se tiene que tener en cuenta también que la Hg puede ser positiva o negativa.

En cuanto a pérdidas de carga, suceden cuando el fluido viaja a través de un tubo de PVC o polietileno, y tiene que girar. Un ejemplo claro de esto es cuando el fluido tiene que viajar a través de un codo de 90° grados, los cuales a partir de esto, se convierten un obstáculo de 5 metros lineales; o cuando el liquido de encuentra con una válvula, deteniéndose o teniendo un paso, de tal manera que se convierte en 10 metros lineales. Si el caudal es menor, se genera más pérdida de carga si es que la tubería tiene muchos giros, porque el agua pasa muy suavemente y se encuentra con mucha resistencia. Si el causal es mucho mayor, es posible que se encuentre con muy poca pérdidas de carga, teniendo en cuenta si es que la tubería es de mayor diámetro, la pérdida de carga sería incluso insignificante. Puede encontrar tablas de perdidas por internet o por libros los cuales lo ayudaran a entenderlas mejor.

Entonces hagamos unos pequeños cálculos para saber cual bomba de agua es la más adecuada. Para esto utilizaremos un pequeño ejemplo rápido: necesitamos sacar fluido de un pozo, y pasarla a través de varias tuberías para dejarlo en un depósito. Tenga esta imagen como ejemplo:

Así que empecemos con unos datos generales:

  • Caudal a Obtener: 8000 l/h
  • Altura Geométrica Hg = Hi+Ha = 32 m
  • Total Tubería = 62 m
  • Diámetro Tubería = 50 mm

Características Aspiración:

  • (Ha) = 4 m
  • Longitud Tubería = 10 m
  • Número de válvulas de Pie = 1
  • Número de codos a 90 = 1

Características Elevación (impulsión):

  • Altura Impulsión (Hi) = 28
  • Longitud Tubería = 52 m
  • Número de válvulas de Paso = 1
  • Número de válvulas de Retención = 1
  • Número de codos a 90 = 2

Cálculo Pérdida de Carga Aspiración:

  • Longitud Tubería = 10 m
  • Pérdidas: 10 m  por la válvula de Pie (siendo este el cálculo Estándar por cada Válvula, la que   sea)
    5 m (Cálculo Estándar por cada codo de 90)
  • Pérdida total = 10 + 10 + 5 = 25 m

Teniendo en cuenta de que buscamos un caudal unos 8000 l/h que mencionamos al principio en los datos generales. Entonces teniendo en cuenta los datos que presentamos al principio de que la tubería tiene un diámetro de 50 mm, y un largo de tubería de 52 m, esto no es da un valor de perdida según la tabla, de 2,7 m.

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Luego,

2,7 * 25 / 100 = 0,67 m.c.a (Metros Columna Agua)

Cálculo Pérdida de Carga Aspiración

  • Longitud Tubería = 52 m
  • Pérdidas: 10 m por Válvula de Paso
    10 m por Válvula de Retención
    10 m por 2 Codos a 90 (5 m + 5 m)
  • Pérdida Total = 52 +10 + 10 +10 = 82 m

Utilizamos la medida de la tabla = 2,7

Luego,

2,7 * 82 / 100 = 2,2 m.c.a

Teniendo así el cálculo total:

HM = (Ha + Hi) + (ΔHa + ΔHi)

Hm = (4 + 28) + (0,67 + 2,2)

Hm = 34,8 m.c.a

Así que a raíz de eso, y sabiendo cuantos l/h necesitará tu casa o lugar en donde se vaya a usar, sabrá qué cálculos hacer para poder seleccionar una bomba en especifico.

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