Hidráulica básica para Bomberos

21/12/2012

HIDRAULICA BASICA PARA BOMBEROS

Nombre del Taller:

HIDRAULICA BASICA PARA
BOMBEROS
Nombre del Facilitador:

Lic. Quím. Mauro Balarezo
0416 497 7790 - maurofbalarezo@gmail.com
Duración: 4Horas

Mauro Balarezo 1

AGENDA
1. REPASO DE ALGEBRA.
2. PROPIEDADES DEL AGUA
3. VARIABLES USADAS.
4. PRINCIPIOS DE HIDRAULICA.
5. PERDIDA POR FRICCION.
6. PERDIDA POR ELEVACION.
7. PERDIDA POR EL SISTEMA
8. BOMBAS.
9. CALCULOS Y EJERCICIOS
10.ROCIADORES, INUNDACION, DILUVIO
Y ESPUMA.
Mauro Balarezo 2

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21/12/2012

INTRODUCCION

• EN LAS ACTIVIDADES BOMBERILES
APLICAMOS LA HIDRAULICA AL AGUA; SU
ALMACENAJE, USO Y FORMA DE LLEVARLA A
DONDE ES NECESARIA. ADEMAS PARA LA
GENERACION DE ESPUMA.
• CUANDO CONOCEMOS Y APLICAMOS LA
HIDRAULICA MEJORAMOS EL USO Y
APLICACIÓN DEL RECURSO AGUA, CON LO
CUAL CONTRIBUIMOS A REDUCIR COSTOS Y
EVITAR DESPERDICIOS.
Mauro Balarezo 3

INTRODUCCION
LAS SITUACIONES EN LAS QUE ESTA
INVOLUCRADA LA HIDRAULICA SON:
• DURACIÓN DEL AGUA
• RELACION MOTOR – BOMBA.
• TIPOS DE BOMBAS.
• SISTEMAS PRESURIZADOS (ROCIADORES)
• PERDIDA POR FRICCION.
• ALCANCE DE CHORROS.
• PRESION DE SALIDA EN LA BOMBA.
• ALTURA Y PERDIDA DE PRESION.
• FORMACION DE ESPUMAS
Mauro Balarezo
• DOSIFICACION DE ESPUMAS. 4

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CONCEPTO

LA HIDRAULICA ES UNA
CIENCIA QUE ESTUDIA EL
COMPORTAMIENTO DE LOS
LIQUIDOS Y ESPECIALMENTE
EL AGUA EN MOVIMIENTO O
EN REPOSO
Mauro Balarezo 5


1.- REPASO DE ALGEBRA.

Mauro Balarezo 6

3

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ALGEBRA

ARITMETICA BASICA
COEFICIENTES CON IGUAL SIGNO, SE SUMAN Y EL
RESULTADO CONSERVA EL SIGNO:

ab2 + ab2 + 7ab2 + 9ab2 + 21ab2 = (1+1+7+9+21)ab2
ab2 + ab2 + 7ab2 + 9ab2 + 21ab2 = +39 ab2

COEFICIENTES CON SIGNO DIFERENTE, SE RESTAN Y EL
RESULTADO CONSERVA EL SIGNO DEL MAS ALTO:

ab2 + ab2 - 7ab2 + 9ab2 - 21ab2 = (1+1-7+9-21)ab2
(11 – 28) ab2 = - 17 ab2

Mauro Balarezo 7

ALGEBRA

ARITMETICA BASICA
EL PRODUCTO DE DOS NUMEROS SE HALLA
MULTIPLICANDO SUS VALORES ABSOLUTOS, SI LOS
SIGNOS SON IGUALES EL RESULTADO SERA POSITIVO:
7 x 23 = (+7) x (+23) = + 161
-32 x -54 = (-32) x (-54) = + 1.728
EL PRODUCTO DE DOS NUMEROS SE HALLA
MULTIPLICANDO SUS VALORES ABSOLUTOS, SI LOS
SIGNOS SON SIFERENTES EL RESULTADO SERA
NEGATIVO:
7 x -23 = (+7) x (-23) = - 161
Mauro Balarezo 32 x -54 = (+32) x (-54) = - 1.728 8

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ALGEBRA

ARITMETICA BASICA
EL COCIENTE DE DOS NUMEROS SE HALLA DIVIDIENDO
SUS VALORES ABSOLUTOS, SI LOS SIGNOS SON
IGUALES EL RESULTADO SERA POSITIVO:
17 ÷ 23 = (+17) ÷ (+23) = + 0,74
-132 ÷ -54 = (-132) ÷ (-54) = + 2,4444
EL COCIENTE DE DOS NUMEROS SE HALLA DIVIDIENDO
SUS VALORES ABSOLUTOS, SI LOS SIGNOS SON
SIFERENTES EL RESULTADO SERA NEGATIVO:
17 x -23 = (+17) x (-23) = - 0,74
132 x -54 = (+132) x (-54) = - 2,4444
Mauro Balarezo 9

ALGEBRA

LAS MULTIPLICACIONES
PARA MULTIPLICAR POR POTENCIAS DE 10 (10, 100, 1.000,
10.000….) SOLO DEBEN AGREGARSE TANTOS CEROS
COMO LO INDIQUE LA POTENCIA DEL 10 A LA DERECHA
DEL NUMERO A MULTIPLICAR:
34 x 10 = 340
34 x 100 = 3.400
34 x 1.000 = 34.000
CUANDO LA POTENCIA DE 10 ES NEGATIVA (0,1; 0,01; 0,001:
0,0001…..) SE COLOCA UNA COMA A LA IZQUIERDA DEL
NUMERO A MULTIPLICAR, TANTAS VECES COMO SEA LA
POTENCIA NEGATIVA:
76 x 0,1 = 7,6
76 x 0,01 = 0,76
Mauro Balarezo 76 x 0,001 = 0,076 10

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ALGEBRA

LAS MULTIPLICACIONES
CUANDO SE ULTIPLICAN DOS NUMEROS EL RESULTADO
DEBE TENER POR LO MENOS LA MISMA CANTIDAD DE
CIFRAS QUE EL NUMERO MAS GRANDE:

12 x 3 = 36 (DOS CIFRAS)
93 x 3 = 279 (TRES CIFRAS)

AL MULTIPLICAR DOS NUMEROS LA ULTIMA CIFRA DEL
RESULTADO DEBE COINCIDIR CON LA ULTIMA CIFRA DE
MULTIPLICAR LAS UNIDADES:
12 x 3 = 36 (3 x 2 = 6)
93 x 3 = 279 (3 x 3 = 9)
25 x 46 = 1.150 ( 5 x 6 = 30 ULTIMA CIFRA 0)
Mauro Balarezo 11

ALGEBRA

LAS POTENCIAS DE 10
LAS POTENCIAS DE 10 (0,1. 0,01. 0,001. 10, 100, 1.000,
10.000….) PUEDEN EXPRESARSE usando las expresiones de
potencias de 10.
Un exponente positivo indica que el numero debe multiplicarse
por 10 las veces que lo indica el exponente.
El exponente negativo señala las veces que hay que multiplicar
por 0,1. Nombre Valor Nombre Valor
kilo 103 mili 10-3
mega 106 micro 10-6
giga 109 nano 10-9
tera 1012 pico 10-12
peta 1015 fempto 10-15
exa 1018 atto 10-18
zeta 1021 zecto 10-21
yota 1024 yocto 10-24
Mauro Balarezo 12

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2.- PROPIEDADES DEL
AGUA.

Mauro Balarezo 13

EL AGUA
PROPIEDADES QUIMICAS
Peso Molecular 18
Capacidad de disolver Excelente
Oxidante Fuerte
En presencia de Sales Forma Hidratos
Hidratación Minerales anhidros

Mauro Balarezo 14

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EL AGUA
PROPIEDADES FISICAS
Conductividad Térmica 0,98 W/m.ºK
Calor Especifico 4,169 Kj/kg.ºK
Capacidad Calorífica 1000 kcal/m3ºC
Calor de Vaporización 540 cal/g
Color, Olor y Sabor No tiene
Densidad 1 g/cm3
Capilaridad Moderada
Expansion en vapor 1:1700
Conductividad eléctrica 1 cal/g
Mauro Balarezo 15

EL AGUA
PROPIEDADES FISICAS, Cambios de Estado
Calor lat.
Punto de Calor latente Punto de
Sustancia vaporización
fusión (ºC) fusión (kJ/kg) ebullición (ºC)
(kJ/kg)
Helio -268,9 21

Nitrógeno -209,9 25,5 -195,8 201

Alcohol etílico -114 104 78 854

Mercurio -39 11,8 357 272

Agua 0 333 100 2.255
Plata 96 88,3 2.193 2.335

Plomo 327 24,5 1.620 912

Oro 1.063 64,4 2.660 1.580

Mauro Balarezo 16

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EL AGUA
PROPIEDADES FISICAS

SOLIDO
Mauro Balarezo
GEL/LIQUIDO GAS / VAPOR 17

EL AGUA
PROPIEDADES FISICAS, Cambios de Estado :
Es la energía requerida por una sustancia para cambiar
de estado, de sólido a líquido (calor de fusión) o de
líquido a gaseoso (calor de vaporización).
El calor que se aplica a una sustancia cuando no cambia
de estado, aumenta la temperatura.
Cuando calentamos hielo, va ascendiendo su
temperatura hasta que llega a 0°C, aun cuando se le
siga aplicando calor, la temperatura no cambia hasta
que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el
calor se emplea en la fusión del hielo.
Una vez fundido el hielo la temperatura volverá a subir
hasta llegar a 100°C; desde ese momento se mantendrá
estable hasta que se evapore toda el agua.
Mauro Balarezo 18

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EL AGUA
PROPIEDADES FISICAS
CUANTO CALOR PUEDO ENFRIAR por la
evaporación del agua de un camión Bomba
de 4.500 lt ….??
Convertir 4.500 lt a m3:
4.500 lt .0,001 m3/lt = 0,45 m3
0,45 m3 . 10.000 kg/ m3 = 4.500 kg
Calor necesario para la evaporación:
2.255 kJ/kg . 4.500 kg = 10.147.500 kJ =
2,63 107 kcal. = 1,04 108 BTU
Mauro Balarezo 19

EL AGUA

PROPIEDADES FISICAS
Capacidad
Calor específico Densidad
Material calorífica
kcal/kg ºC kg/m³ kcal/kg ºC
Agua 1 1000 1000
Acero 0,12 7850 950
Ladrillo 0,20 2000 400
Madera de pino 0,6 640 384
Hormigón 0,16 2300 350
Mortero de yeso 0,2 1440 288
Poliestireno
0,4 25 10
expandido
Poliuretano
0,38 24 9
expandido
Fibra de vidrio 0,19 15 2,8
Aire 0,24 1,2 0,29
Mauro Balarezo 20

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EL AGUA
ALGUNAS PROPIEDADES
CUANTO CALOR PUEDE ABSORVER el agua
del camión Bomba de 4.500 lt….???
Convertimos los litros a m3 y a kg:
4.500 lt .0,0001 = 0,45 m3 = 4.500 kg
Calculamos diferencia entre Temperatura de
evaporación del agua y la temperatura ambiente:
T = 100 ºC – 35 ºC = 65 ºC
Aplicamos la formula Q = m. T. C
Q = Calor (calorias)
m = moles
C = Capacidad Calorífica
Mauro Balarezo 21

EL AGUA
ALGUNAS PROPIEDADES
CUANTO CALOR PUEDE ABSORVER el agua
del camión Bomba de 4.500 lt….???
Calculamos m (en moles):
4.500 kg/ 18 = 250 moles
Calculamos Q:
Q = m. T. C
Q = 4.500 kg . 65 ºC . 1.000 kcal/kg ºC
Q = 2.925.000.000 kcal = 1,1 1010 BTU
CALOR TOTAL DE ENFRIAMIENTO Y VAPORIZACION:
QT = 2,63 108 kcal + 2.925.000.000 kcal
QT = 5,55 108 kcal = 22 108 BTU
Mauro Balarezo 22

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EL AGUA
ALGUNAS PROPIEDADES
Vapor de Agua a 100 ºC 1 lt = 1kg
Peso Molecular PM 18
Temperatura (100 ºC) 373ºK
LEY DE LOS GASES IDEALES
PV = nRT
P = Presión atm.
V = Volumen L
n = Nº de moles (gr/PM)
R =0,0820562 atm L mol-1 K-1
Mauro Balarezo
T = Temperatura ºK 23

EL AGUA
ALGUNAS PROPIEDADES
Vapor de Agua a 100 ºC 1 lt = 1kg = 1.709,79 L
LEY DE LOS GASES IDEALES
PV = nRT
V = nRT/P
V = ((1.000/18)moles.0,0821 atm L mol-1 K-1 .373ºK)/1 atm
V = (55,56 moles. 0,0821 atm L mol-1 K-1 .373ºK)/1 atm

V = 1.709,79 L
Vapor de Agua a 400 ºC 1 lt = 1kg = 3084,96 lt
4.500 lt = 4.500 kg = 13.882.320 lt
Mauro Balarezo 24

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EL AGUA
EL AGUA
ALGUNAS PROPIEDADES (RESUMEN)
CON EL AGUA DE UN CAMION DE
BOMBEROS DE 4.500 lt PODEMOS:

ABSORBER O ENFRIAR 5,55 108 kcal =

2,2 109 BTU.

GENERAR 13.882.320 LITROS DE VAPOR
DE AGUA.
Mauro Balarezo 25


3.- VARIABLES USADAS.

Mauro Balarezo 26

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VARIABLES

EL VOLUMEN
ES LA CAPACIDAD QUE TIENE UN
RECIPIENTE PARA CONTENER LIQUIDOS
(AGUA, AGENTE ESPUMANTE), YA SEA EN
REPOSO, COMO TANQUES DE CAMIONES
BOMBA O CISTERNAS, O EN MOVIMIENTO
CUANDO FLUYE POR LAS MANGUERAS
CONTRA INCENDIO.
Mauro Balarezo 27

VARIABLES

EL VOLUMEN
SE EXPRESA EN LITROS, METROS CUBICOS,
GALONES, BARRILES.
SE CALCULAN USANDO ECUACIONES:

CILINDROS = л.r2. h

TANQUES RECTANGULARES, ORTOEDROS;
axbxc

Mauro Balarezo 28

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VARIABLES
EL VOLUMEN
CUAL ES EL VOLUMEN DE AGUA DENTRO DE
UN PAÑO DE MANGUERA?

VOLUMEN = л.r2. h
r=?
h=?

Mauro Balarezo 29

VARIABLES
EL VOLUMEN
CUAL ES EL VOLUMEN DE AGUA DENTRO DE
UN PAÑO DE MANGUERA?
VOLUMEN = л.r2.h
Paño de 1 ½´ diámetro de 3,8 cm, r = 1,91 cm
Paño de 2 ½ ´ diámetro de 6,35 cm r = 3,18 cm
Longitud de cada paño de manguera: 15 mt.
V 1 1/2= 3,1416 . (1,91)2 cm. 1.500 cm
V 1 1/2 = 17.191,31 cm3
V 1 1/2 = 17, 19 litros
Mauro Balarezo 30

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VARIABLES

EL VOLUMEN
1. Cual es la capacidad de un paño de 2 ½ "?

2. Cuanta agua necesitamos para un tendido
de dos (2) líneas:
• 3 paños de 2 ½ " y 2 paños de 1 ½ "
• 2 paños de 2 ½ " y 4 paños de 1 ½ "

Mauro Balarezo 31

HIDRAULICA PARA
BOMBEROS VARIABLES

LA PRESION
ES UNA FUERZA QUE SE EJERCE CONTRA
UN CUERPO O MATERIA QUE SE OPONE A
ELLA, O TAMBIEN ES UN EMPUJE
DISTRIBUIDO SOBRE UNA SUPERFICIE.
TIENDE A COMPRIMIR UN CUERPO
CUANDO SE LE APLICA:
P = FUERZA / SUPERFICIE
Mauro Balarezo 32

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VARIABLES
LA PRESION
ES LA FUERZA QUE SE APLICA SOBRE UNA
SUPERFICIE, EN HIDRAULICA ES LA FUERZA
QUE EJERCE UN FLUIDO:
• SOBRE LAS SUPERFICIES DONDE CHOCA.
• EN UN TANQUE SOBRE LAS PAREDES Y EL
FONDO.
• EN LAS MANGUERAS SOBRE EL MATERIAL
QUE CONSTITUYEN LA MANGUERA
• A LA SALIDA DEL PITON.
Mauro Balarezo 33

VARIABLES
1 Kg/cm2 Equivale a
1 bar Equivale a
0,98067 bar (* 1) 0,9869 atm (* 1)
0,9678 atm (* 1)
1,0197 kp/cm2(* 1)
100 kPa
10 mca 100 kPa
6,98 psi (* 7)
10,19 mca (* 10)
736 mm de Hg
1 atm Equivale a 750,06 mm de Hg
1,0132 bar (* 1) *Entre paréntesis
1,0332 kp/cm2(* 1) valor que es
100 kPa usado
habitualmente
10,33 mca (* 10)
760 mm de Hg
Entre paréntesis valor que
Mauro Balarezo
es usado habitualmente 34

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VARIABLES

LA PRESION
EJERCICIO:

SI LA FUERZA QUE SE APLICA SOBRE UN

PITON DE 10 PULGADAS CUADRADAS (0,01

m2) ES DE 1250 LIBRAS (5560,28 N), CUAL ES

EL VALOR DE LA PRESION?

Mauro Balarezo 35

VARIABLES

LA PRESION
SOLUCION:
PRESION = FUERZA (F) / SUPERFICIE (S)
P= ?
F= 1250 LIBRAS, lb (5560,28 N)
S= 10 PULGADAS CUADRADAS, sq.in. (0,01 m2)
P= 1250 lb / 10 sq. in.
P= 125 lb/sq. In. = 125 PSI
Mauro Balarezo 36

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VARIABLES
LA PRESION (TIPOS)
1. Presión Atmosférica.
2. Presión Manométrica (Principio de
Pascal)
3. Presión de Vacío
4. Presión Absoluta
5. Medición de Presiones

Mauro Balarezo 37

VARIABLES
LA PRESION
SE EXPRESA EN LIBRAS POR PULGADA
CUADRADA, BAR, ATMOSFERAS, PASCAL.
SE CALCULA DIVIDIENDO LA FUERZA
EJERCIDA SOBRE LA SUPERFICIE DONDE SE
EJERCE
P= FUERZA / SUPERFICIE

Mauro Balarezo 38

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21/12/2012

VARIABLES

EL FLUJO O CAUDAL
CANTIDAD DE AGUA O DE OTRO LIQUIDO
QUE SALE POR UN ORIFICIO EN UNA
UNIDAD DE TIEMPO.
EN CONTROL DE INCENDIOS, ES LA
CANTIDAD DE AGUA QUE SALE POR LA
BOMBA Y LA CANTIDAD QUE SALE POR EL
PITON EN UNA UNIDAD DE TIEMPO.
Mauro Balarezo 39

VARIABLES

EL FLUJO O CAUDAL
EXPRESADO EN GALONES POR MINUTO

(GPM) O LITROS POR MINUTO (LTM).

SE CALCULA DVIDIENDO EL VOLUMEN DE

AGUA QUE SALE POR UNIDAD DE TIEMPO

CAUDAL = VOLUMEN / TIEMPO

Mauro Balarezo 40

20

21/12/2012

VARIABLES

MEDIDAS DEL CAUDAL
TUBO PITOT
Es un instrumento para la medir la presión en
caudales de agua u otros fluidos.

Mauro Balarezo 41

VARIABLES
MEDIDAS DEL CAUDAL
EFECTO VENTURI: Consiste en que un fluido en
movimiento dentro de un conducto cerrado
disminuye su presión al aumentar la velocidad
después de pasar por una zona de sección
menor. Si en este punto del conducto se
introduce el extremo de otro conducto, se
produce una aspiración del fluido contenido en
este segundo conducto.

Mauro Balarezo 42

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21/12/2012

VARIABLES
MEDIDAS DEL CAUDAL
EFECTO VENTURI
APLICACIONES:
Manguera EDUCTOR Manguera

Agua Agua/Agente
Espumante

Agente
Espumante

Succión

Mauro Balarezo 43

VARIABLES

EL FLUJO O CAUDAL
1. En cuanto tiempo se descarga un camión
de bomberos con capacidad de 5.000 lt. de
agua si la descarga de la bomba es de 500
GPM. (1 gal. = 3,78 lt.)
2. Cual debe ser el caudal de descarga de la
bomba para que el agua del tanque dure 9
minutos.
Mauro Balarezo 44

22

21/12/2012

VARIABLES
EXISTEN DOS TIPOS DE FLUJOS :
FLUJO LAMINAR:
Es aquel en que sus partículas se deslizan unas
sobre otras en forma de láminas formando un
perfil de velocidades simétrico y en forma de
parábola.

Mauro Balarezo 45

VARIABLES
EXISTEN DOS TIPOS DE FLUJOS :
FLUJO TURBULENTO:
Es aquel cuyas partículas se deslizan en forma
desordenada.

Mauro Balarezo 46

23

21/12/2012


4.- PRINCIPIOS DE
HIDRAULICA.

Mauro Balarezo 47

PRINCIPIOS DE HIDRAULICA

El principio de Arquímedes es un
principio físico que afirma que “un
cuerpo total o parcialmente sumergido
en un fluido estático, será empujado
con una fuerza vertical ascendente
igual al peso del volumen de fluido
desplazado por dicho cuerpo”.

Mauro Balarezo 48

24

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Mauro Balarezo 49


PASCAL
“Un cambio de presión aplicado a un
fluido en reposo dentro de un recipiente
se transmite sin alteración a través de
todo el fluido. Es igual en todas las
direcciones y actúa mediante fuerzas
perpendiculares a las paredes que lo
contienen”.
Mauro Balarezo 50

25

21/12/2012


PASCAL
LA PRESIÓN ES UNA
FUERZA QUE EJERCE EL
AGUA (U OTRO FLUIDO) EN
FORMA PERPENDICULAR A
LA SUPERFICIE QUE LA
CONTIENE.
Mauro Balarezo 51


LA PRESIÓN DEL AGUA (U OTRO
FLUIDO) EN CUALQUIER PUNTO TIENE
EL MISMO VALOR EN TODAS
DIRECCIONES.

Mauro Balarezo 52

26

21/12/2012


LA PRESIÓN EJERCIDA
SOBRE EL AGUA (U OTRO
FLUIDO) CONTENIDA EN
UN RECIPIENTE SE
TRANSMITE EN FORMA
CONSTANTE EN TODAS
DIRECCIONES.

Mauro Balarezo 53


VASOS COMUNICANTES
Si se tienen dos recipientes comunicados
y se vierte un líquido en uno de ellos en
éste se distribuirá entre ambos de tal
modo que, independientemente de sus
capacidades, el nivel de líquido en uno y
otro recipiente sea el mismo.
Es consecuencia del Principio de Pascal.
Mauro Balarezo 54

27

21/12/2012


VASOS COMUNICANTES
Si tenemos que p = f / S y según el principio de
Pascal, p' = f '/ S‘, y dado que p y p´ son iguales,
tenemos que
p = p'; f / S = f' / S'
de donde se deduce que la presión f´ desarrollada en
otro lugar del líquido, depende de la superficie S´.
Siendo directamente proporcional a ella.
La presión ejercida en el vaso de la izquierda se
multiplica por cuatro en el vaso de la derecha.
Mauro Balarezo 55


VASOS COMUNICANTES

Mauro Balarezo 56

28

21/12/2012

VASOS COMUNICANTES
Ejemplos

Mauro Balarezo 57


El principio de Bernoulli, describe el
comportamiento de un fluido
moviéndose a lo largo de una línea.
Fue expuesto por Daniel Bernoulli en
su obra Hidrodinámica (1738)

APLICA AL MOVIMIENTO DEL AGUA
POR LAS MANGUERAS
Mauro Balarezo 58

29

21/12/2012

En un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en
régimen de circulación por un conducto cerrado, la
energía que posee el fluido permanece constante a
lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en
cualquier momento consta de tres componentes:
• Cinético: es la energía debida a la velocidad que
posea el fluido.
• Potencial gravitacional: es la energía debido a la
altitud que un fluido posea.
• Energía de flujo: es la energía que un fluido
contiene debido a la presión que posee.
Mauro Balarezo 59

LA PRESIÓN DEL AGUA (U OTRO
FLUIDO) SOBRE EL FONDO DE UN
RECIPIENTE ES PROPORCIONAL A
SU ALTURA.

300 mt

30 mt
3 mt
4,34 psi 43,4 psi 434 psi
Mauro Balarezo 60

30

21/12/2012


LA PRESIÓN DEL AGUA en la línea de
mangueras hasta un tercer piso? Si cada piso
tiene una altura de 3 mt..

30 mt
3 mt
4,34 psi 43,4 psi
Mauro Balarezo 61


CUANDO EN UN FLUIDO
HAY UN AUMENTO DE
PRESION, ESTE
AUMENTO SE SIENTE EN
CUALQUIER PUNTO DEL
RESTO DEL FLUIOD

Mauro Balarezo 62

31

21/12/2012


LA PRESIÓN DEL FLUIDO SOBRE EL
FONDO DE UN RECIPIENTE ES
PROPORCIONAL Y DEPENDE DE SU
DENSIDAD.

Mercurio Formol

Mauro Balarezo 63


LA PRESIÓN DEL AGUA (U OTRO FLUIDO)
SOBRE EL FONDO DE UN RECIPIENTE NO
DEPENDE DE LA FROMA DEL RECIPIENTE,
SINO DE LA ZONA DE PRESION.

Mauro Balarezo 64

32

21/12/2012


5.- PERDIDA DE CARGA.

Mauro Balarezo 65

PERDIDA
DE PRESION

LAS PERDIDAS DE CARGA MAS
IMPORTANTES SON:

1. POR FRICCION
2. POR ELEVACION
3. POR EL SISTEMA Y SUS
COMPONENTES

PP = PF ± PE + PS

Mauro Balarezo 66

33

21/12/2012

PERDIDA POR
FRICCION

PERDIDA POR FRICCION (PF):
La perdida de carga a lo largo de una línea de
mangueras como consecuencia de la disipación de
energía por efecto del roce entre las laminas de
liquido y sobre todo entre este y las paredes de los
paños de mangueras.
EN MANGUERAS FORRADAS CON GOMA
ES LA RESISTENCIA QUE SE OPONE AL PASO
DEL AGUA POR FRICCION CON LA
SUPERFICIE INTERNA DE LOS PAÑOS DE
MANGUERA.
Mauro Balarezo 67

PERDIDA POR
FRICCION

• Depende:
– Viscosidad de Agua.
– Paredes de los paños de manguera.
– Homogeneidad del conducto
– Velocidad de circulación del agua.

Mauro Balarezo 68

34

21/12/2012

PERDIDA POR
FRICCION

PERDIDA POR FRICCION
Depende de la longitud de la línea de mangueras

PF = C·Q²·L
Donde:
C = Constante
Q = Caudal en Gal/min
L =Longitud en metros
Valores de la Constante C:
1 ½ " – 0,006107
2 ½ " – 0,00788
3 " – 0,03152
4 " – 0, 4728
Mauro Balarezo 69

PERDIDA POR
FRICCION

2 1/2

1 1/2

Mauro Balarezo 70

35

21/12/2012

PERDIDA POR
FRICCION
PSI POR 30 M DE MANGUERAS
CAUDAL GAL./MIN CAUDAL L/MIN 1 ½” 2½“
40 151,42 3,10 0,26
45 170,34 3,83 0,32
50 189,27 4,68 0,39
60 227,12 6,55 0,54
70 264,98 8,75 0,72
80 302,83 11,25 0,93
90 340,69 13,90 1,15
100 378,54 16,75 1,39
125 473,18 25,30 2,10
150 567,81 36,05 3,49
175 662,45 47,25 3,92
200 757,08 61,00 5,05
225 851,72 6,25
250 946,35 7,60
275 1.040,99 9,05
300 1.135,62 10,60
325 1.230,26 12,30
350 1.324,89 14,10
375 1.419,53 16,05
400 1.514,16 18,10
450 1.703,44 22,45
500 1.892,71 27,25
600 2.271,25 38,25
700 2.649,79 51,00
Mauro Balarezo 800 3.028,33 65,50 71

PERDIDA POR
FRICCION

• Si tenemos una línea de mangueras con 60 m
de 2 ½”, 120 m de 1 ½”. Por la que circula un
caudal de 150 l/min y la diferencia de altura de
la bomba al Pitón es de 30 m. Vamos a
calcular cual sería la presión en la bomba (PB)
para tener en el Pitón (PL) 65 libras (psi).
PL= 65 libras (psi)
120 m de 1 ½”
PB=? 60m de 2 ½” 30

Mauro Balarezo 72

36

21/12/2012


6.- PERDIDA POR
ELEVACION.

Mauro Balarezo 73

PERDIDA POR
ELEVACION

PERDIDA POR ELEVACION (PE)
EN MANGUERAS FORRADAS CON GOMA

4 PSI por cada 3 MT. de diferencia
Y el descenso?

SE SUMA CUANDO EL PITONERO ESTA POR
ENCIMA DEL NIVEL DEL CAMION BOMBA

SE RESTA CUANDO EL PITONERO ESTA POR
DEAJO DEL NIVEL DEL CAMION BOMBA
Mauro Balarezo 74

37

21/12/2012

PERDIDA POR
ELEVACION

PERDIDA POR ELEVACION (PE)
Perdida por
Elevación en m
Elevación (PSI)
0 0
3 4
6 9
9 13
12 17
15 22
30 43
61 87
Mauro Balarezo 75


7.- PERDIDA POR EL
SISTEMA.

Mauro Balarezo 76

38

21/12/2012

PERDIDA POR
SISTEMA

PERDIDA POR EL SISTEMA (PS)

CORRESPONDE A PERDIDA ACUMULADA DE
CARGA EN
• LAS BOMBAS,
• PLIEGUES DE PAÑOS DE MANGUERA,
BIFURCADORAS,
• ACCESORIOS,
• DOBLECES Y TURBULENCIAS
• REDUCCIONES.
Mauro Balarezo 77

PERDIDA POR
SISTEMA

PERDIDA POR EL SISTEMA (PS)
MEDIDAS
ACCESORIOS
1-1/2" 2-1/2"
90°Codo estandard 4 6.2
90°Codo largo 2.7 5.1
45°Codo estandard 2.1 3.3
45°Codo largo 3.5 5.4
Square Elbow 7.6 11.7
“T” 2.7 5.1
“T” larga 8.1 14.3
Valvula de compuerta 1.7 2.7

Mauro Balarezo 78

39

21/12/2012

PERDIDA

PRESION EN LA BOMBA (PB)
AJUSTA LA PRESION EN LA BOMBA PARA
QUE LA PRESION DE SALIDA EN EL PITON
SEA LA DESEADA.
PB = PP + PF ± PE + PS
PP = PRESION EN LA SALIDA DEL PITON
PF = PERDIDA POR FRICCION
PE = PRESION DE ELEVACION (ALTURA)
PS = PERDIDA POR EL SISTEMA
(CONEXIONES, BIFURCADORES, ETC.)
Mauro Balarezo 79

PERDIDA

SEA LA DESEADA.
Cuanto debe ser la presión en la bomba para que el
pitonero tenga 80 psi, en una línea de 3 paños de
mangueras de 1 1/2 “ y a una altura de 5 mt. Y con un
caudal de 100 gal/min

Mauro Balarezo 80

40

21/12/2012

PERDIDA

AJUSTA LA PRESION EN LA BOMBA PARA QUE
LA PRESION DE SALIDA EN EL PITON SEA LA
DESEADA.
mangueras de 1 1/2 “ y a una altura de 5 mt.
K = h.2.g/V2 = (5 mt.2. 9,78 mt/seg2) / 1002 mt2/seg2 = 97,8/ 10.000
K= 0,00978

PS = Nº Conexiones . PS = 8 . 0,00981 = 0,0784
Mauro Balarezo 81

PERDIDA

AJUSTA LA PRESION EN LA BOMBA PARA QUE
LA PRESION DE SALIDA EN EL PITON SEA LA
DESEADA.
PB = 111,6781 psi
mangueras de 1 1/2 “ y a una altura de 5 mt.
PF = 25 psi
PE = 6,6 psi
PS = 0,0781 psi
PP = 80 psi
Mauro Balarezo 82

41

21/12/2012

PERDIDA

SEA LA DESEADA.
Si la Presión de Salida en la Bomba es de 130 libras
y un caudal de 90 gal/min, cual será la Presión en el
Pitón si la línea de mangueras es de 2 paños de 2 ½”
y luego 3 paños de 1 ½”, el foco del incendio esta en
un sótano de 7 metros de profundidad.
Mauro Balarezo 83

CALCULOS

HOJAS DE CALCULO EN EXCEL
PARA DESARROLLAR LAS
APLIACCIONES HIDRAULICAS
SENCILLAS Y SIMPLES:
1. DURACION DEL AGUA.
2. RELACION DE EFECTIVIDAD.
3. PERDIDAS DE CARGA

Mauro Balarezo 84

42

21/12/2012


8.- BOMBAS.

Mauro Balarezo 85

BOMBAS
UNA BOMBA ES UNA MÁQUINA
HIDRÁULICA GENERADORA QUE
TRANSFORMA LA ENERGÍA
(GENERALMENTE ENERGÍA MECÁNICA)
CON LA QUE ES ACCIONADA EN ENERGÍA
HIDRÁULICA DEL FLUIDO INCOMPRESIBLE
QUE MUEVE HASTA OTRO LUGAR.
EL FLUIDO INCOMPRESIBLE PUEDE SER
LÍQUIDO (AGUA) O UNA MEZCLA DE
LÍQUIDOS Y SÓLIDOS COMO PUEDE SER
DE CONCRETO O PASTA DE PAPEL O
PULPAS.
Mauro Balarezo 86

43

21/12/2012

BOMBAS
NORMAS VENEZOLANA
• 2453-1993 BOMBAS CENTRIFUGAS
PARA USO EN SISTEMAS DE
EXTINCION DE INCENDIOS.
• 1331:2001 (3ra Revisión) EXTINCIÓN
DE INCENDIOS EN EDIFICACIONES.
SISTEMA FIJO DE EXTINCIÓN CON
AGUA CON MEDIO DE IMPULSIÓN
PROPIO.
Mauro Balarezo 87

BOMBAS
Tipos de bombas
Según el principio de funcionamiento:
1. desplazamiento positivo o
volumétricas.
2. de émbolo alternativo.
3. volumétricas rotativas o
rotoestáticas.
Bombas rotodinámicas:
1. Radiales o centrífugas.
2. Axiales,
3. Diagonales o helicocentrífugas
Mauro Balarezo 88

44

21/12/2012

BOMBA DE
ENGRANAJES

Mauro Balarezo 89

BOMBAS
El golpe de ariete:
Es el principal causante de averías en líneas
de mangueras e instalaciones hidráulicas.
Se origina debido a que el agua es
ligeramente elástica. En consecuencia,
cuando se cierra bruscamente un pitón o
una válvula en una línea de mangueras, el
agua que se han detenido son empujadas
por la que viene inmediatamente detrás y
que siguen aún en movimiento y tienen una
energía.
Mauro Balarezo 90

45

21/12/2012

BOMBA
CENTRIFUGA

Mauro Balarezo 91

BOMBAS
CAVITACIÓN
EN LAS BOMBAS CENTRIFUGAS, EL TERMINO
CAVITACION IMPLICA UN PROCESO DE
FORMACION DE BURBUJAS (DE AIRE) DENTRO
DEL AGUA, A MEDIDA QUE EL LIQUIDO FLUYE A
TRAVES DE LA BOMBA.
LAS BURBUJAS SE FORMAN DEBIDO A LA
VAPORIZACION DEL LIQUIDO BOMBEADO.
LAS BURBUJAS DE GAS SE FORMAN O POR LA
PRESENCIA DE GASES DISUELTOS EN EL
LIQUIDO BOMBEADO (GENERALMENTE AIRE
PERO PUEDE SER CUALQUIER GAS PRESENTE
EN EL SISTEMA).
Mauro Balarezo 92

46

21/12/2012

BOMBA DE
DIAFRAGMA

Mauro Balarezo 93

BOMBA
AXIAL

Mauro Balarezo 94

47

21/12/2012

HIDRAULICA PARA
BOMBEROS

10.- ROCIADORES,
INUNDACION,
DILUVIO Y ESPUMA.

Mauro Balarezo 95

SISTEMAS

BOMBAS MOVILES:
CARROS BOMBA.
MOTOBOMBAS
BOMBAS FIJAS:
SISTEMAS HUMEDOS
ROCIADORES
SISTEMAS MARINOS
Mauro Balarezo 96

48

21/12/2012

SISTEMAS
CARROS BOMBA.

Mauro Balarezo 97

SISTEMAS
MOTOBOMBAS

Mauro Balarezo 98

49

21/12/2012

SISTEMAS

SISTEMAS HUMEDOS

Mauro Balarezo 99

SISTEMAS

ROCIADORES

Mauro Balarezo 100

50

21/12/2012

SISTEMAS

SISTEMAS MARINOS

Mauro Balarezo 101

ESPUMA

Mauro Balarezo 102

51

21/12/2012

ESPUMA

Mauro Balarezo 103

ESPUMA
UNA FORMA DE LA MATERIA EN LA QUE UN
GAS, A MENUDO AIRE, ES DISPERSADO EN
UNA AGLOMERACIÓN DE BURBUJAS QUE
ESTÁN SEPARADAS UNAS DE OTRAS POR
PELÍCULAS DE UN LÍQUIDO QUE CONTIENE
AGUA MEZCLADA CON CIERTOS
ELEMENTOS CONOCIDOS COMO
SURFACTANTES (ES DECIR, AGENTES
ACTIVOS DE SUPERFICIE).
Mauro Balarezo 104

52

21/12/2012

ESPUMA
Una burbuja consiste de cuatro partes :
- Aire dentro de la burbuja
- Una capa de moléculas del agente
espumante.
- Una capa de agua
- Una capa de moléculas del agente
espumante.
Las dos capas de agente espumante permiten
a la burbuja expandirse lo suficiente y la capa
de agua ayuda a mantener unida la burbuja.
Mauro Balarezo 105

ESPUMA
Son siempre redondas, las puedes fusionar,
manipular, congelar
Adquieren esta estructura por que la esfera es
la forma con menos superficie, y de esta
forma poder ahorrar espacio.
Las encargadas de mantener la estructura son
la tensión superficial, y la fuerza de cohesión
propias de los liquidos. La tensión superficial
es la fuerza ejercida en la superficia del
líquido
Mauro Balarezo 106

53

21/12/2012

ESPUMA

EDUCTOR DE ESPUMA
FORMACION DE LA ESPUMA

AGUA
AGENTE
ESP.
AGITA-
CIÓN AIRE
Mauro Balarezo 107

ESPUMA
EDUCTOR DE ESPUMA
PRINCIPIO DEL VENTURI
Manguera EDUCTOR Manguera

Agua Agua/Agente
Espumante

EFECTO
Agente VENTURI
Espumante

Succión

Mauro Balarezo 108

54

21/12/2012

ESPUMA

APLICACIÓN Y EJEMPLO

PODEMOS DETERMINAR EN LINEAS
GENERALES CUANTO TIMEPO EN MINUTOS
DURARA EL AGUA DEL CAMION BOMBA, DE
ACUEDO AL CAUDALL DE SALIDA, LAS
LINEAS DE MANGUERAS Y LA SALIDA EN
LOS PITONES.
ASI MISMO, CUANTOS CAMIONES CISTERNA
NECESITAREMOS PARA CONTROLAR UN
INCENDIO QUE PUEDE DURAR UN TIEMPO
DETERMINADO
Mauro Balarezo 109


11.- BIBLIOGRAFIA.

Mauro Balarezo 110

55

21/12/2012


1. http://www.sishica.com/sishica/download/Manual.pdf
2. http://www.houstontx.gov/fire/firefighterinfo/ce/2000/June/June00CE.ht
m
3. http://avdiaz.files.wordpress.com/2008/10/tipos-de-bombas.pdf
4. http://www.mch.cl/documentos/pdf/cavita.pdf
5. http://www.bomba18.cl/manuales1/Maquinistas18.pdf
6. http://www.santafe-conicet.gov.ar/servicios/comunica/espuma.htm
7. http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20081212171344A
A9aSPq
8. http://neuramina.blogspot.com/

Mauro Balarezo 111


Mauro Balarezo 112

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Hidráulica básica para Bomberos

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