Construcción estación de bombeo

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Construcción estación de bombeo

  1. 1. GUÍAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ESTACIONES DE BOMBEO DE AGUA POTABLE Lima, 2005
  2. 2. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 2 - Tabla de contenido Página 1. Objetivo ............................................................................................................... 4 2. Generalidades ....................................................................................................... 4 2.1. Consideraciones .......................................................................................... 4 2.2. Documentos técnicos a adoptarse en la construcción ................................. 4 3. Obras civiles ........................................................................................................ 4 3.1. Descripción ................................................................................................. 4 3.2. Replanteo del terreno .................................................................................. 5 3.3. Excavaciones .............................................................................................. 5 3.4. Losa de fondo .............................................................................................. 5 3.5. Muros .......................................................................................................... 5 3.6. Cubierta ....................................................................................................... 6 3.7. Materiales .................................................................................................... 6 3.8. Prueba hidráulica ........................................................................................ 6 3.9. Enlucido con impermeabilizante ................................................................. 7 4. Tuberías y accesorios en una estación de bombeo .............................................. 7 4.1. Tuberías y accesorios de interconexión ...................................................... 7 4.2. Válvulas ...................................................................................................... 9 4.2.1. Válvulas de compuerta .................................................................... 9 4.2.2. Válvulas de retención o check ........................................................ 9 4.2.3. Válvula de control de bomba ........................................................ 13 4.2.4. Válvulas flotadoras ....................................................................... 13 4.2.5. Válvulas de alivio ......................................................................... 13 4.3. Válvula de purga de aire ........................................................................... 13 4.4. Accesorios de control ................................................................................ 14 4.4.1. Medidores de caudal ..................................................................... 14 4.4.2. Manómetros .................................................................................. 14 5. Equipos de bombeo ............................................................................................ 14 5.1. Bomba centrífuga de eje horizontal .......................................................... 15 5.1.1. Descripción general del equipo ..................................................... 15 5.1.2. Condiciones de operación ............................................................. 15 5.1.3. Composición del equipo ............................................................... 15 5.2. Bombas de turbina de eje vertical ............................................................. 16 5.2.1. Descripción general del equipo ..................................................... 16 5.2.2. Condiciones de operación ............................................................. 17 5.2.3. Composición del equipo ............................................................... 17 5.2.4. Motor eléctrico .............................................................................. 20 5.3. Electrobombas sumergibles ...................................................................... 21 5.3.1. Descripción general del equipo ..................................................... 21 5.3.2. Condiciones de operación ............................................................. 21 5.3.3. Composición del equipo ................................................................ 22 5.4. Tableros de control ................................................................................... 24
  3. 3. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 3 - 6. Instalación de bombas......................................................................................... 25 6.1. Bombas centrífugas de eje horizontal ....................................................... 25 6.1.1. Desempaque del equipo ................................................................ 25 6.1.2. Planeamiento de la instalación ...................................................... 25 6.1.3. Cimentación .................................................................................. 25 6.1.4. Alineación de la bomba y motor ................................................... 26 6.1.5. Conexiones a la tubería ................................................................. 26 6.1.6. Verificación final de alineamiento ................................................ 27 6.2. Bombas de turbina vertical ....................................................................... 27 6.2.1. Consideraciones para la instalación .............................................. 27 6.2.2. Instalación ..................................................................................... 30 7. Referencias ......................................................................................................... 36
  4. 4. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 4 - Guía para la construcción de estaciones de bombeo de agua potable 1. Objetivo El objetivo de esta guía es establecer los criterios y procedimientos básicos de construcción, aplicables en las obras civiles y en la implementación de pequeñas estaciones de bombeo de agua potable, apropiadas para el medio rural. 2. Generalidades 2.1. Consideraciones La construcción de las obras civiles y la implementación de los equipos y máquinas de una estación de bombeo de agua potable, deberá realizarse de acuerdo con los planos aprobados del proyecto. Todo cambio en los mismos, debe ser consultado cuando este modifique la concepción base del proyecto dándose las razones que puedan motivar tales cambios. 2.2. Documentos técnicos a adoptarse en la construcción La construcción de la obra, se efectuará de conformidad con las siguientes Normas y Reglamentos: - Reglamento Nacional de Construcciones. - Norma ITINTEC (Instituto de Investigación Tecnología, Industrial y de Normas Técnicas). - Normas Peruanas de Concreto. - Normas A.C.I (American Concrete Institute). - Normas A.S.T.M. (American Society for testing and Materials). - Norma A.A.S.H.O. (American Association of State Highway Officials). - Manuales de instalación de equipos de bombeo de los fabricantes. 3. Obras civiles Las obras civiles de una estación de bombeo están constituidas por la cisterna de bombeo de concreto armado y la caseta de bombas. Los aspectos a considerar en la construcción de la cisterna de bombeo son los siguientes: 3.1. Descripción Es importante conocer la forma, las dimensiones y el volumen de la cisterna, los cuales se encuentran descritos en los planos respectivos. La cisterna está constituida por las siguientes partes: losa de fondo de concreto armado, muros de sección rectangular de concreto armado y losa de cubierta de concreto armado provista de un buzón de inspección.
  5. 5. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 5 - 3.2. Replanteo del terreno Que consiste en llevar sobre el terreno la ubicación y dimensiones de la cisterna de bombeo. Cuando la construcción vaya a realizarse sobre un terreno rústico, es recomendable emparejar el terreno antes del replanteo. Las demarcaciones deberán ser exactas, claras y seguras. 3.3. Excavaciones Las excavaciones se harán en forma manual de acuerdo con las dimensiones exactas formuladas en los planos de la estructura, de tal manera que permitan colocar en todas sus dimensiones la cisterna a construirse. En forma general los cimientos deberán efectuarse sobre terreno firme (terreno natural). Cualquier sobre-excavación mayor será rellenada, debiéndose rellenar el exceso con concreto pobre de una resistencia a la compresión de f’c = 100 kg/cm2 . El fondo de la excavación deberá quedar limpio y parejo. Cuando se presentan terrenos sueltos y sea difícil mantener la verticalidad de las paredes de las zanjas, se ejecutará el entibado según sea el caso y a indicación del Ingeniero Supervisor. 3.4. Losa de fondo Previo al vaciado de la losa de fondo, se ejecutará el vaciado de un solado de 0,10 m de espesor, con concreto cuya resistencia llegue a f’c = 100 kg/cm2 . El espesor y dimensiones de la losa de concreto armado serán de acuerdo a lo indicado en los planos estructurales. Para el vaciado de la misma, se utilizará concreto cuya resistencia mínima a la compresión sea 210 kg/cm2 . El diámetro y espaciamiento del acero de refuerzo que resulta del diseño estructural están indicados en los planos. La resistencia del acero de refuerzo será de 4200 kg/cm2 . En esta base se efectuará el trazo y el armado de los muros correspondientes. 3.5. Muros Los muros serán de concreto armado, cuyos espesor y dimensiones resultantes del cálculo estructural, están indicados en los planos.
  6. 6. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 6 - Luego del vaciado de la losa de fondo, se procede al habilitado y colocado de la armadura de acero, cuyos diámetros y espaciamientos serán de acuerdo al diseño respectivo. Previo encofrado exterior e interior, estos muros deberán ser vaciados con concreto f’c=210 kg/cm2 . 3.6. Cubierta Será una losa maciza, cuyo espesor, dimensiones, diámetro y espaciamiento del acero de refuerzo, resulta del diseño respectivo indicado en los planos. El encofrado se iniciará después de vaciar los muros, ensamblando el castillo de madera y en forma paralela se habilitará y se colocará el acero de refuerzo. El vaciado se realizará utilizando un concreto de f’c=175 kg/cm2 . El acabado exterior se hará con una capa de mortero de C:A 1:3, de 1” de espesor, colocada inmediatamente sobre el concreto fresco, acabando con cemento puro. 3.7. Materiales Se utilizará cemento fresco, sin terrones y en buenas condiciones de estacionamiento; la piedra será de los diámetros requeridos, según los espesores de concreto a vaciar; la arena a emplear será limpia. Antes de vaciar el concreto, el ingeniero inspector deberá aprobar la colocación de la armadura de acuerdo al plano. Se evitará la segregación de los materiales en los vaciados de altura. En caso de tener muros delgados y sea necesario usar un “CHUTE”, el proceso del chuceado deberá evitar que el concreto golpee contra la cara opuesta del encofrado, esto podrá producir segregaciones. Se evitará la acción directa de los rayos del sol durante las 48 horas después del vaciado, el “curado” del concreto con agua, se hará diariamente durante siete días seguidos. 3.8. Prueba hidráulica Antes de procederse al enlucido interior, la cuba será sometida a la prueba hidráulica para constatar la impermeabilidad, será llenado con agua hasta su nivel máximo por un lapso de 24 horas como mínimo. En caso que no se presenten filtraciones se ordenará descargarlo y enlucirlo. En caso que la prueba no sea satisfactoria, se repetirá después de haber efectuado los resanes tantas veces como sea necesario para conseguir la impermeabilidad de la cuba.
  7. 7. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 7 - 3.9. Enlucido con impermeabilizante Las caras interiores de las losas y muros interiores de la cisterna, deberán ser enlucidas empleando aditivo impermeabilizante aprobado por el encargado de la supervisión de la obra. El enlucido constará de dos capas: la primera de 1 cm. de espesor, preparado con mortero de cemento, arena en proporción 1:3 y el aditivo impermeabilizante y la segunda con mortero 1:1 preparado igualmente con el aditivo. 4. Tuberías y accesorios en una estación de bombeo 4.1. Tuberías y accesorios de interconexión La tubería que se empleará en las estaciones de bombeo podrá ser de los siguientes materiales: - Hierro fundido dúctil (HFD), clase K-9 (normas ISO 2531). - Fierro fundido, norma AWWA C106. - Hierro galvanizado. - Policloruro de vinilo (PVC), clase 10 ó 15 (normas ISO 4422). - Acero Schedule 40 sin costura (ASTM A 53). Estos materiales permiten la interconexión fácil y segura y al mismo tiempo pueden resistir altas presiones. La ventaja de las tuberías de fierro, es que son muy durables y resistentes al impacto. Su desventaja está en su costo relativamente elevado. Las tuberías de PVC, no son muy resistentes al impacto, pero tienen ventajas económicas respecto a los anteriores. Los accesorios de conexión tales como, codos de 90°, codos de 45° y Tee, serán del mismo material que las tuberías. Durante la instalación de las tuberías se debe tener en cuenta que, el peso de las mismas no debe ser soportado por la bomba y sí debe ser apuntalado independientemente, de tal forma que cuando los tornillos de las bridas fuesen ajustados, ninguna tensión será ejercida sobre la carcaza de la bomba. Se recomienda, tanto en la succión como en la descarga, el empleo de tuberías con diámetro mayor que el de entrada y salida de la bomba. Las tuberías deben ser lo más cortas posible y con el menor número de piezas, a fin de disminuir las pérdidas de carga por fricción. La tubería de succión de bombas de eje horizontal se instalará con pendiente ligeramente ascendente hacia la bomba; en las tuberías de gravedad la pendiente debe ser descendente.
  8. 8. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 8 - Si la bomba trabaja alimentada por gravedad, se recomienda la colocación en la tubería de succión de una válvula de compuerta, con el fin de poder interrumpir el flujo para eventuales reparaciones o sustituciones. Se recomienda la colocación de una rejilla o filtro en la extremidad de la tubería de succión evitando de esta forma la entrada de impurezas y materias extrañas en la bomba. Este dispositivo deberá tener un área útil de pasaje de 3 a 4 veces más, como mínimo, que el área de paso de la tubería de succión. Las bombas centrífugas deben poseer, en la extremidad de la tubería de succión una válvula de pie, a fin de mantener la bomba cebada (llena de líquido). En bombas auto- cebantes, la válvula de pie es innecesaria. Después de concluida la instalación, deberá ser minuciosamente examinada la tubería de succión, probándola mediante el empleo de agua bajo presión, para localizar las eventuales fugas. En la tubería de bombeo deberán ser instaladas, luego en la salida de la bomba, una válvula de retención o válvula check y una válvula de compuerta. La válvula de retención debe ser colocada entre la válvula de compuerta y la bomba, permitiendo así una inspección cuando sea necesario. Si se utilizan reducciones en la tubería de descarga, las mismas deberán estar situadas entre la válvula de retención y la bomba. En la figura 1 y 2 se esquematiza las conexiones bien realizadas e incorrectas de las tuberías de succión y descarga de bombas centrifugas de eje horizontal. Para el funcionamiento de bombas centrifugas de eje vertical en pozos de agua, la tubería de succión deberá estar sumergida unos tres a cinco metros bajo el nivel dinámico del agua. La extremidad inferior de esta tubería debe estar protegida con una canastilla o colador cónico, con suficiente área libre y que evite la entrada de elementos perjudiciales. La tubería de succión será de tubo Schedule 40 sin costura, de 3 m (10') de longitud, roscada en los extremos para ser acoplada con el tazón de succión por un extremo y a la canastilla por el otro extremo. La canastilla deberá ser tronco cónica, con un área de ingreso igual a cuatro veces el área del tubo de succión, la abertura total máxima será de 75% del área del pasaje de los impulsores y tazones. La columna de ascenso está formado por tramos perfectamente alineados, los cuales pueden empalmarse uno a otros con accesorios de unión de diferentes sistemas, como uniones simples roscadas para los diámetros menores de 15 cm, y para los diámetros mayores, uniones embridadas, unidas entre si por pernos y roscas o soldadas firmes en los extremos de los tramos que forman la columna de ascenso.
  9. 9. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 9 - La longitud de cada tramo de la columna de ascenso está normalizada a secciones iguales que tiene cada una 10 pies de largo (3,05 m.), con el fin de facilitar tanto el transporte como el montaje dentro del pozo (véase figura 3). 4.2. Válvulas 4.2.1. Válvulas de compuerta Usadas para aislar la línea de impulsión de la bomba o la estación de bombeo en casos de mantenimiento, estas válvulas deberán ser con compuerta elastómerica con cierre estanco por compresión del mismo, accionado por una volante a través de un vástago de acero inoxidable, la estanqueidad entre el cuerpo y la tapa se logrará mediante una caja estopera. El diseño de la válvula será tal que permitirá desmontar y retirar el obturador sin necesidad de separar el cuerpo de la línea. Asimismo, deberá permitir sustituir los elementos que dan la estanqueidad al vástago estando la línea en servicio, sin necesidad de desmontar la válvula ni el obturador. Generalmente son usadas en las estaciones de bombeo, para diámetro de tuberías menores o iguales a 6" (150 mm) y para presiones no mayores a 70 psi (50 m.). 4.2.2. Válvulas de retención o check Previenen el retorno de flujo en las tuberías; siendo muy usadas en los árboles de descarga de las estaciones de bombeo. Estas válvulas reaccionan automáticamente a los cambios de dirección de flujo. Serán de preferencia tipo swing con amortiguación hidráulica, neumática ó mecánica en el cierre y apertura para evitar golpes de ariete, según sean las condiciones de la operación. Estas pueden ser de cierre rápido y de cierre lento. Las válvulas de cierre lento se caracterizan por abrir lentamente y evitar la sobrepresión al iniciar su operación, pueden estar equipadas con control de velocidad para la apertura y cierre. Las normas de fabricación estarán de acuerdo con la Norma Internacional ISO. El cuerpo y tapa de la válvula serán de hierro fundido dúctil según DIN 1693/BS 2789. El producto seleccionado para el revestimiento no debe afectar la calidad del agua en las condiciones de uso.
  10. 10. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 10 - Figura 1. Conexiones bien realizadas de las tuberías de succión y descarga de una bomba centrifuga de eje horizontal Figura 2. Conexiones con defectos de las tuberías de succión y descarga de una bomba centrifuga de eje horizontal. VALVULA DE COMPUERTA VALVULA DE RETENCION REDUCCION TUBO DE DESCARGA REDUCCION EXENTRICA CURVA GRAN RADIO REDUCCION VALVULA DE PIE (CUANDO SE UTILIZA) FILTRO 90 cm MINIMO NIVEL INFERIOR INCLINADO PARA TANQUE VALVULA DE PIE FILTRO CURVA GRAN RADIO REDUCCIONNIVEL INFERIOR 90 cm MINIMO (CUANDO SE UTILIZA) REDUCCION EXENTRICA TUBO DE SUCCION
  11. 11. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 11 - Figura 3. Bomba de eje vertical lubricado por agua. NIVEL INFERIOR NO SUBE GRADUALMENTE BOLSA DE AIRE PORQUE EL TUBO LA VALVULA DE PIE ES INUTIL CUANDO ESTA INSTALADA POR ENCIMA DEL NIVEL DEL LIQUIDO DEBE QUEDAR ENTRE LA VALVULA DE LA VALVULA DE RETENCION COMPUERTA Y LA DE REDUCCION NIVEL INFERIOR LA REDUCCION DEBE QUEDAR JUNTO A LA BOMBA REDUCCION COMUN UTILIZADA LA REDUCCION EXENTRICA BOLSAS DE AIREPORQUE NO FUE
  12. 12. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 12 -
  13. 13. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 13 - 4.2.3. Válvula de control de bomba Se utiliza con la finalidad de purgar el pozo para evitar daños a los equipos de bombeo por sobrepresiones en el momento del arranque de la bomba. Deberá ser de tipo Globo - Diafragma y deberá instalarse en todas las estaciones de bombeo, entre la salida de la bomba y la válvula check, además deberá estar conectada a la línea de limpieza en los pozos o recircular sea la cisterna en el caso de estaciones de rebombeo. 4.2.4. Válvulas flotadoras Se abren totalmente cuando el nivel alcanzado por un fluido es el mínimo y cierra cuando el fluido ha alcanzado el nivel máximo. Son usadas para controlar el ingreso de agua en los depósitos de almacenamiento, instalándose por encima de los mismos. Son de dos tipos: - Mecánico, con un elemento flotador que efectúa el cierre, hasta diámetro de tubería de ingreso hasta 2" (50 mm). - Tipo globo - diafragma, a partir de diámetro de tuberías de 3" (75 mm). 4.2.5. Válvulas de alivio Su función es la de controlar los transitorios cambios bruscos de presiones al momento del arranque y parada de los equipos de bombeo, asegurando que estos no sobrepasen los límites de trabajo del sistema y de esta manera evitar daños a las tuberías (roturas). Serán de tipo anticipadora de onda con control de sub y sobrepresión (anticipadora y alivio). La válvula de alivio se seleccionará bajo los siguientes parámetros: - Con el máximo caudal de bombeo. - La velocidad máxima permisible no debe exceder a los 10 m/seg. - El rango de regulación del piloto de válvula, debe estar dado para la presión máxima de la línea de impulsión + 50%. - La dimensión de la válvula debe ser proporcional al caudal de bombeo y a la velocidad del flujo. 4.3. Válvula de purga de aire Operan en forma hidráulica, permitiendo la admisión o expulsión del aire de las partes altas de las tuberías; asimismo, deberán ser de tipo combinado de triple función (aire, vacío, purga) con un diámetro mínimo de 2" (50 mm). Deberá ser instalado antes de la válvula check (inicio de los sistemas de bombeo) para asegurar el desplazamiento de un caudal de aire equivalente al desplazado por el pistón de agua en la tubería, según las características del equipo de bombeo.
  14. 14. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 14 - Esta válvula en el caso de agua potable, tendrá que cumplir las siguientes condiciones: - La presión de trabajo deberá ser igual a la máxima presión de descarga de la bomba, a válvula cerrada. - El volumen de paso de aire deberá ser igual al máximo caudal de bombeo previsto en la curva de rendimiento considerándose el proceso de arranque. - El sistema de flotación deberá estar protegido contra falsos cierres ocasionados por la velocidad de flujo del aire a alta presión. - Deberá permitir la evacuación del aire, tanto para la puesta en funcionamiento del equipo y durante todo el proceso de bombeo, permitiendo así mismo el ingreso de aire cuando se paralice el equipo. 4.4. Accesorios de control 4.4.1. Medidores de caudal Elementos de medición de flujo y consumos que permiten proporcionar datos de control inmediatos. Deberán contar con un indicador de transmisión magnética, lectura instantánea en Litros por segundo, totalizádor en M3 y registro acumulado de 8 dígitos, con un margen de error de + 2%. 4.4.2. Manómetros Elementos de medición de presión del agua, con lecturas en kg/cm2 , con diámetro de su esfera de 75 mm. y rango de presión + 2%, deberá contar con glicerina como elemento amortiguador de las ondas bruscas de presión. 5. Equipos de bombeo En una estación de bombeo pueden instalarse bombas de los siguientes tipos: Bombas centrifugas de eje horizontal, de turbina de eje vertical y electrobombas sumergibles. Los proveedores están obligados a suministrar el material descriptivo del equipo, redactado en castellano o ingles consignando lo siguiente: - Especificaciones técnicas de diseño, construcción y material de todos los componentes del equipo. - Curvas características certificadas de la electrobomba a suministrar: Caudal vs. Presión, Eficiencia, Potencia al freno y NPSH. - Características como marca, modelo, potencia, velocidad, ciclaje, dimensiones, altura dinámica total, etc.
  15. 15. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 15 - Los equipos de bombeo mencionados anteriormente deben cumplir las siguientes especificaciones: 5.1. Bombas centrifugas de eje horizontal 5.1.1. Descripción general del equipo La bomba centrífuga de eje horizontal es un equipo utilizado para bombear desde cisternas de bombeo hacia reservorios de almacenamiento o hacia la red de distribución. Las especificaciones de esta bomba están de acuerdo a la norma ISO/DIS 2858. Bajo el aspecto hidráulico y de funcionamiento, todas las bombas de eje horizontal son similares; asimismo, las exigencias para una buena instalación y su posterior mantenimiento son prácticamente las mismas. En cambio, bajo el aspecto mecánico, existen diferencias estructurales de acuerdo al tipo de construcción, que se evidencia en la forma y tipo de los impulsores, la manera como están montadas sobre el eje, el tipo de sello, aspecto exterior de la caja, etc. De acuerdo a estas variantes constructivas, las bombas más utilizadas en el abastecimiento de agua son: bombas monobloc, bombas de silla y bombas de caja partida horizontalmente. El ingreso de agua a la bomba es a través de la tubería de succión, cuyo requisito principal es que sea hermético para que evite el ingreso de aire a través de ella. La forma de ingreso puede ser axial o tangencial, de acuerdo al modelo de bomba. La salida de la bomba siempre es en forma tangencial. 5.1.2. Condiciones de operación La selección del equipo de bombeo dependerá de las siguientes condiciones: a) Altura dinámica de bombeo, caudal requerido y NPHS (requerido y disponible). b) Se debe admitir en la práctica, un cierto margen para los motores eléctricos. Los siguientes aumentos en la potencia del motor son recomendables: 50% para las bombas hasta 2 HP; 30% para las bombas de 2 a 5 HP; 20% para las bombas de 5 a 10 HP; 15% para las bombas de 10 a 20 HP y 10% para las bombas de más de 20 HP. c) El NPHS disponible debe ser mayor que el NPHS requerido, por lo menos en 0,50 m. 5.1.3. Composición del equipo a) Bombas monobloc Son equipos sencillos que forman un conjunto compacto son su electromotor, cuyo eje largo atraviesa un soporte de sustentación común o linterna, desde el lado donde está el motor hasta el otro lado donde está la bomba. La caja de estas bombas es integral, en los tamaños pequeños y/o partida verticalmente en los de gran tamaño.
  16. 16. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 16 - La succión es axial y la descarga tangencial. Los modelos pequeños tienen conexión de succión y descarga roscada y los modelos más grandes a bridas. b) Bombas de silla Son equipos algo más complicados por que tienen cuatro partes distintas: - La carcasa de la bomba, sujeta en voladizo por medio de pernos a un soporte especial o silla, la cual lleva un depósito de aceite y dos cojinetes a billas que sirven de soporte al eje de la bomba. - Un motor eléctrico de tipo normal. - Una base metálica común, provista de las calzas adecuadas para igualar la altura entre los ejes del motor y de la bomba. - Un acoplamiento elástico para los ejes. Estas bombas al igual que las bombas monobloc tienen dos impulsores, que pueden ser iguales o diferentes y pueden trabajar en serie o en paralelo. c) Bombas de caja partida horizontal En estos equipos que generalmente se construyen de tamaño grande, la caja de la bomba está dividida en dos partes según un plano horizontal que pasa por el eje de la misma. Tienen la conexión de la succión y de la descarga embridada y dispuestas lateralmente a cada lado de la máquina una frente a la otra. Pueden tener dos o más impulsores, pero por lo general tienen sólo uno de gran tamaño y de doble entrada, lo que obliga a bifurcar tanto la conexión de la succión como la descarga. Las dos partes en que se divide la caja de esta bomba se unen con empaquetaduras y pernos. El impulsor gira sobre un eje cuyos extremos están apoyados en braquetes laterales dotados de cojinetes o billas. 5.2. Bombas de turbina de eje vertical 5.2.1. Descripción general del equipo La bomba turbina vertical de eje lubricado por agua es utilizada en pozos profundos para la explotación de las aguas subterráneas. El equipo consta de un cuerpo de bomba cuyo elemento impulsor es accionado por un motor eléctrico de eje hueco desde la superficie a través de un eje de transmisión, el líquido impulsado por la bomba se conduce hasta la superficie por un tubo de columna que protege y alinea al eje de transmisión. En la superficie se dispone de un elemento denominado linterna de descarga, que sirve como orientador del flujo, soporte de la bomba con su columna y eje, y como base del motor eléctrico.
  17. 17. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 17 - 5.2.2. Condiciones de operación La selección del equipo dependerá de las siguientes condiciones: a) Altura dinámica total de bombeo, caudal requerido y longitud de la columna de bomba. b) La elongación de la columna de ejes a válvula cerrada (Q=0) no será mayor al 60% de la luz axial máxima de regulación del cuerpo de impulsores. c) La eficiencia mínima de la bomba deberá ser: 76%, para Q de 10 a 19 l/s; 77%, para Q de 20 a 34 l/s; 80%, para Q de 35 a74 l/s; 81 %, para Q de 75 a 99 l/s; 82% para Q de 100 a 150 l/s. d) La pérdida de carga en la columna no será mayor al 5% de su longitud y la velocidad de flujo en la columna no será menor de 1,20 m/s. e) La longitud de la columna de bomba se considerará desde el borde del tazón superior de descarga, hasta la brida superior del tubo de la columna más próxima a la linterna. f) La variación máxima en el comportamiento operativo de la bomba, no será mayor al 5% de las condiciones solicitadas. g) En la curva característica, no se aceptará ubicación del punto de trabajo a la izquierda de la máxima eficiencia de la bomba, debido a la disminución progresiva del rendimiento del pozo que se produce por efecto del descenso del nivel freático. 5.2.3. Composición del equipo a) Cuerpo de bomba El cuerpo de la bomba vertical de turbina está conformado por tazones e impulsores, que deberán cumplir las siguientes especificaciones: b) Tazones Son cajas de formas cilíndricas que alojan a los impulsores; son construidas con diámetros exteriores nomiales que pueden variar desde 3,5 pulgadas para las bombas pequeñas y hasta 18 pulgadas para las bombas grandes. Su función principal es desviar y orientar el flujo de agua hacia arriba, transformando su carga de velocidad en carga de presión. Serán de tres tipos: el de succión, los intermedios y el de descarga. El tazón de succión y el intermedio, deberán permitir incluir un anillo de desgaste, el cual puede ser restituido para recuperar la eficiencia. El tazón de succión en su parte inferior será roscado, para poder acoplarse con el tubo de succión.
  18. 18. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 18 - El tazón de descarga llevará una bocina especial que anulará el sistema de drenaje. Su extremo superior será roscado para poder acoplarse con las columnas exteriores e interiores, siendo su cubo reforzado con almas. En los cubos de los tazones irán alojadas bocinas de bronce y/o jebe, cuyas dimensiones serán no menores a 1,5 de diámetro del eje. Los tazones serán de Fo. Fdo. gris u otro similar o mejorado; las bocinas de Bronce y/o Neoprene. Los tazones deben estar libres de porosidad y cualquier otro defecto de fabricación. El eje de la bomba será de acero inoxidable o de características superiores en calidad debidamente torneado y rectificado. En las bombas pequeñas, con menos de 6 pulgadas de diámetro, el acoplamiento en serie de los tazones se hace por uniones de rosca, mientras que para los diámetros mayores se hacen por bridas empernadas, de modo que faciliten el armado inicial y las maniobras posteriores para su desmontaje y reparación. c) Impulsores Serán cerrados y balanceados estáticamente, fijados al eje por medio de cuñas cónicas de acero inoxidable, debiendo permitir un anillo de desgaste cambiable. Su regulación axial se hará con una tuerca roscada en el eje ubicado en la parte superior del motor. Serán de bronce o de un material que ofrezca mayor resistencia al desgaste. d) Columna lubricada por agua Existe una columna exterior conformada por tubos y una columna interior constituida por los ejes de línea. e) Columna exterior Constituida por tubos sin costura Schedule 40 de 3 m (10') de longitud (incluido el retenedor porta cojinete) y de 1,50 m (5') solamente en la primera y última sección si el diseño lo exige. Los tubos serán roscados en ambos extremos, con no menos de 8 hilos/pulgada, y sus caras transversales paralelas, para asegurar un alineamiento y ajuste correcto. Se conectarán con uniones fabricadas con tubos sin costura Schedule 80, los cuales serán lo suficientemente largas para permitir el alojamiento entre tramos, de los retenedores porta cojinetes y el roscado de por lo menos de 50 mm (2") de tubo de columna.
  19. 19. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 19 - f) Columna interior Conformado por el eje superior o eje cabezal y el eje de transmisión. Tendrán 3 m (10') de longitud exceptuando el eje cabezal, cuya longitud depende de diseños particulares de cada fabricante. En los extremos serán roscados, para que tienda a ajustarse durante el trabajo y cuando estén unidos entre si a través de coples. Su diámetro será tal que su elongación máxima durante el trabajo, permita un rango de regulación de los impulsores. g) Linterna o cabezal de descarga Sirve como base del motor y soporta la columna y la bomba sobre el nivel de descarga, además, tiene incorporado un codo de descarga con sus respectivas bridas. La superficie inferior y superior debe ser maquinada y con acabado liso perfectamente paralelos. La base inferior llevará una empaquetadura y junta, para una placa de asiento que puede ser cimentada y empernada a la base de concreto. La brida de descarga de la linterna será diseñada para recibir una tubería con brida estándar ASA. Debe poseer bridas en la succión y en la descarga, asimismo bridas de empalme para ser roscada con la columna de la bomba y la tubería del árbol de descarga. Todas las uniones bridadas llevarán empaquetaduras. Incluye un sistema completo de lubricación, que asegura un adecuado y continuo suministro de agua (libre de impurezas), para lubricar las bocinas de la columna antes de poner en operación el equipo. Estará constituido por una línea desde la salida de la válvula check (del árbol de descarga) hasta la toma de lubricación de la linterna. La linterna con bridas de empalme será de fierro fundido gris clase 30 o tipo Mechanite u otro material similar. La bocina estopera será de bronce. h) Sistema de prelubricación El sistema deberá asegurar que: - El motor eléctrico vertical no pueda arrancar antes que todos los cojinetes se hayan humedecido, y se detenga si el suministro de agua lubricante falla en el transcurso del funcionamiento. - El agua lubricante se filtre, para prevenir el ingreso de partículas suspendidas a los cojinetes.
  20. 20. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 20 - 5.2.4. Motor eléctrico Los motores eléctricos son equipos electromecánicos que accionan a los elementos impulsores del equipo de bombeo. Son verticales de eje hueco para equipos de bombeo de pozos y horizontales de eje libre para electrobombas. a) Características y especificaciones generales Los motores deberán cumplir con las Normas y prescripciones recomendadas VDE, IRAN, IEC, NEMA, DIM. El motor estará diseñado a construcción completamente cerrado, ventilación exterior a prueba de polvo, con una frecuencia de 60 Hz. Con una temperatura del medio refrigerante de 40°C., una sobretemperatura máxima admisible de 80°C, con aislamiento clase B. Las tensiones de diseño de los motores serán de 220/440 Volt. + 5 % con un factor de servicio (F.S.) de 1,15 de la potencia nominal del motor expresado en HP. De 1800 RPM el motor será dimensionado de tal manera que su potencia nominal, sin considerar el factor de servicio (FS), sea por lo menos igual a la máxima potencia requerida por la unidad de bombeo en todo su rango de operación. El motor deberá contar en la caja de bornes con uno para la conexión del conductor de protección o un borne adicional en una pata de la carcaza para la puesta a tierra. El motor deberá estar dotado de cojinetes convenientemente diseñados para ser sometidos a cargas radiales y axiales, según el tamaño (Norma lEC) y que para condiciones normales de trabajo tenga una vida útil promedio no menor de 25,000 horas o tres años de operación continua, lubricados por aceite. El nivel máximo permisible de ruido no deberá sobrepasar los 80 db a 5 metros de distancia del motor. El motor debe contar con conexión eléctrica para arranque estrella-triángulo. b) Características particulares del motor de eje hueco El motor debe ser de intemperie, vertical de eje hueco del tipo jaula de ardilla. Deberán tener tamaño y potencia adecuada para operar la bomba respectiva para servicio continuo (24 horas). El cuerpo y las partes principales serán de fierro fundido e incluirán visores que garanticen el nivel correcto de lubricación de los rodamientos. El motor vertical de eje hueco deberá contar con mecanismo de contra marcha tipo Rachet.
  21. 21. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 21 - 5.3. Electrobombas sumergibles 5.3.1. Descripción general del equipo La electrobomba sumergible es un equipo utilizado para la explotación de las aguas subterráneas de pozos profundos; consta de un motor y bomba acoplados directamente y diseñados para trabajar en sumergencias mayores a 70 metros. Debe garantizar el sellado hermético, la vida útil de los conductores y el motor con respecto al medio de trabajo. El líquido impulsado por la electrobomba se conduce hasta la superficie a través de una columna de descarga, que a la vez sostiene a la electrobomba, en la superficie se dispone de un elemento denominado codo de descarga, que sirve como orientador del flujo y a la vez como soporte de la electrobomba y de la columna. 5.3.2. Condiciones de operación La selección del equipo dependerá de las siguientes condiciones: a) Altura dinámica total de bombeo, caudal requerido, tensión de servicio y longitud de la columna de bomba. b) La eficiencia mínima de la bomba deberá ser: 69% para Q de 10 a 19 l/s; 73% para Q de 20 a 29 l/s; 75% para Q de 30 a 39 l/s; 77% para Q de 40 a 49 l/s; 78% para Q mayores a 50 l/s. c) La pérdida de carga en la columna no será mayor al 5% de su longitud y la velocidad de flujo en la columna no será menor de 1,20 m/s. d) Para el pozo profundo, la longitud de la columna de la bomba se considerará desde el borde del tazón superior de descarga, hasta la brida superior del tubo de la columna más próxima al codo de descarga. e) La variación máxima en el comportamiento operativo de la bomba, no será mayor al 5% del las condiciones solicitadas. f) En la curva característica, no se aceptará ubicación del punto de trabajo a la izquierda de la máxima eficiencia de la bomba, debido a la disminución progresiva del rendimiento del pozo, que se produce por efecto del descenso del nivel freático. g) La caída de tensión en el cable de alimentación del equipo no será mayor del 3% y la electrobomba debe suministrarse con camiseta de refrigeración, en previsión a su instalación frente a filtros y asegurar su refrigeración del motor. Deberá ser ubicado en posición superior a los filtros del pozo.
  22. 22. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 22 - 5.3.3. Composición del equipo Cuerpo de impulsores Tipo turbina vertical, con válvula de retención incorporada de cierre rápido y hermético con pérdida de carga no mayor al 3,5%, de las siguientes características constructivas: - Tazones de Fo. Fdo. de alta calidad o acero. - Los tazones deberán estar preparados para permitir incluir un anillo de desgaste. - Impulsores cerrados de bronce debidamente balanceados. - Eje y canastilla de acero inoxidable. - La válvula check incorporada a la electrobomba debe ser: con cuerpo de Fo. Fdo. de alta resistencia; elemento metálico de cierre, bronce o acero inoxidable. - Su diámetro exterior no debe exceder el diámetro de la electrobomba. Motor eléctrico sumergible De inducción, asíncrono, trifásico, 60Hz., F.S. 1.15, encapsulados o rebobinables hasta potencias de hasta 30 HP inclusive, y sólo rebobinables para potencias mayores con sistema de enfriamiento interior, protegido contra la corrosión. Deberá contar con las siguientes características constructivas: a) Carcasa exterior de acero inoxidable u otro material no degradable por la oxidación o corrosión. b) Rotor y Estator protegidos con revestimientos resistentes e inatacables por el agua y sus componentes. c) El motor estará diseñado para una operación continua de trabajo a una temperatura máxima de 40° C, debiendo contar con una camiseta de refrigeración para su enfriamiento y mejor la circulación del agua. d) Los motores serán garantizados por un año, contra cualquier defecto de aislamiento y tendrá que estar acompañados por un protocolo de pruebas de fábrica certificando: la velocidad de giro alcanzada, el aislamiento probado y la temperatura alcanzada por el motor para las condiciones de trabajo requeridas y su rango de diseño. e) Los motores hasta 20 HP serán realizados para arranque directo y por lo tanto con una sola terna de cables que salen del motor. Los motores de más de 20 HP serán realizados para arranque estrella - triángulo, es decir del motor saldrán dos ternas de cables, aun cuando su instalación sea para arranque directo (arrancador de estado sólido).
  23. 23. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 23 - Cables eléctricos sumergibles Estos cables serán planos o circulares concéntricos, extraflexibles, multihilos y de diámetros de dos tramos independientes, cada uno de los cuales conteniendo tres cables identificados por colores más el cable a tierra. El cable se sujetará a lo largo de la columna de la bomba, con abrazaderas de acero inoxidable lo suficientemente robustas para soportar el peso del cable y sujetadas en cada tramo de la columna. - La caída de tensión de los cables deberán ser 3% del voltaje nominal del motor. - El material del conductor será: cable electrolítico recocido. - El revestimiento exterior será: EPR (Caucho Etileno Propileno) o Neopreme. - El revestimiento interior será: EPR (Caucho Etileno Propileno) o Neopreme. - Para trabajar en tensión nominal hasta: 720/1,000 volt. - El porcentaje de absorción de agua en el cable debe ser como máximo: 1,00 %. - Los cables serán suministrados con certificación del fabricante, documentando las pruebas destructivas y no destructivas a las que han sido sometido el cable en fábrica o laboratorios autorizados. - El fabricante del motor certificará el origen del cable al cual pertenece el lote de cable, certificado por la fábrica correspondiente. - Los empalmes serán realizados por personal calificado, los talleres para realizar los empalmes deberán presentar características de limpieza, orden y espacio satisfactorio. - Los empalmes serán realizados en una atmósfera limpia de humos, polvillos o sólidos en suspensión. - Los aislantes de los cables a unir deben ser cuidadosamente limpiados antes de iniciar el empalme con bencina o un líquido de limpieza que no afecte el material aislante Columna de descarga Constituida de tubos de acero sin costura Schedule 40 de 3 m (10') de longitud, roscado en sus extremos con 8 hilos/pulg., rosca cónica standard. Las uniones serán de Acero Schedule 80. El material de construcción de estos componentes será de Acero ASTM A-53 para los tubos, y ASTM A-48 Clase 30 para las uniones. Curva de descarga Curva de 90° de acero forjado, bridados en ambos extremos, diámetros de acuerdo a las columnas que determine el fabricante, especial para electrobombas sumergibles. Debe poseer orejas para su izaje.
  24. 24. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 24 - 5.4. Tableros de control Está constituido por un gabinete metálico autosoportado, con estructura angular a base de perfiles preformados en plancha de 2 mm de espesor, con cubiertas laterales y posterior fabricadas en plancha de fierro laminado en frío de 1,5 mm de espesor, sometido a tratamiento anticorrosivo de fosfatizado por inmersión en caliente, acabado con pintura en polvo plastificada, del tipo epoxypolyester, aplicado electrostáticamente a 180°C, color beige y con excelentes características de adherencia, elasticidad y resistencia química y mecánica. La parte frontal del tablero estará provista de puerta fabricada en plancha de fierro laminado en frío de 1,5 mm de espesor, sometido al mismo tratamiento anticorrosivo, donde se ubicarán los medidores, pulsadores, portalámparas, etc. En esta parte del tablero, se ubicará un sistema de ventilación interna, que constará de dos ductos, de entrada y salida de aire, con sus respectivos filtros y su ventilador. Tablero para uso interior con grado de protección IP54, según norma lEC 529, el cual será accesible tanto por la parte frontal como por la parte posterior. En la parte inferior se ubicará la barra de tierra la cual será de cobre electrolítico de alta conductividad, pintada de color amarillo. Las dimensiones aproximadas del gabinete serán las siguientes: Potencia Tipo Altura Profundidad Ancho Hasta 15 HP Mural 1 m. 0.27 m. 0.70 m. 15-60 HP Autosoportado 2 m. 0.65 m. 0.40 m. Las características técnicas del gabinete serán las siguientes: - Aislamiento: 1000 VAC. - Tensión de servicio: 440/220 VAC. - Frecuencia: 60 Hz. Los otros elementos que constituyen el tablero: - Un (01) Interruptor Termomagnetico General regulable. - Tres (03) fusibles de fuerza tipo NH. - Dos (02) Contactor Tripolar de Línea con block antiparasitario para protegerlo de los armónicos creados por el Arrancador Estático (Un contactor de línea y un contactor by pass). - Dos (02) Contactor auxiliar con block antiparasitario para protegerlo de los armónicos creados por el Arrancador Estático. - Un (01) Arrancador en Estado Sólido. - Un (01) Relé de tensión. - Un (01) Relé de secuencia y perdida de fases. - Un (01) Medidor de nivel - Una (01) Unidad de control de nivel de líquidos
  25. 25. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 25 - - Un (01) Analizador de Redes eléctricas. - Un (01) Terminal de Diálogo Hombre-Maquina. - Una (01) Unidad Terminal Remota (PLC o RTU). - Dos (02) Pulsadores (arranque y parada). - Dos (02) Lámparas señalizadoras. - Un (01) Selector Manual - O- Automático. - Una (01) Fuente de Poder Ininterrumpida (UPS). - Una (01) Fuente de 24 VDC. - Seis (06) Fusibles de control tipo DZ. 6. Instalación de bombas 6.1. Bombas centrífugas de eje horizontal En este apartado se describen los pasos más importantes de la instalación de una bomba centrífuga de eje horizontal, para conocer el procedimiento detallado se debe recurrir al manual de instalación del fabricante. 6.1.1. Desempaque del equipo Se deberá chequear el contenido de cada una de las cajas enviadas por el proveedor, para ver si ha ocurrido alguna pérdida o daño durante el embarque. Reporte inmediatamente al proveedor la ocurrencia de pérdidas o daños en los equipos. 6.1.2. Planeamiento de la instalación La bomba deberá ser colocada de modo que la tubería de succión y descarga puedan ser usadas directamente. Proyecte la tubería de modo que se emplee el mínimo de curvas, codos o accesorios; es decir, instalarla tan cerca como sea posible del suministro de agua. Recuerde que al aumentar la longitud da la tubería aumenta las pérdidas por fricción y reduce la efectividad de la instalación. Asegúrese que haya suficiente espacio en la instalación para permitir cualquier inspección y mantenimiento de la bomba y del equipo auxiliar. El lugar seleccionado para la instalación de las bombas deberá estar protegido contra inundaciones. 6.1.3. Cimentación La base de concreto deberá colocarse adecuadamente antes de montar el equipo. Su superficie deberá ser horizontal y plana. La unidad completa se alinea con un nivel de burbuja (en el eje/lado de descarga) cuando se instala en la base preparada. Debe considerarse la distancia entre las dos mitades del acoplamiento, como se indica en el manual de instrucciones de instalación, suministrado por el fabricante. Las p1anchue1as deberán colocarse siempre directamente al lado de los elementos de unión entre la plataforma y la estructura de base. Si la distancia entre los elementos de uniones es mayor que 800 mm, las planchue1as adicionales deberán estar a una distancia media entre ambas. Todas las planchuelas deberán estar en contacto pleno con la superficie de base (véanse figuras 5, 6 y 7).
  26. 26. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 26 - El siguiente paso consiste en ajustar los pernos uniforme y firmemente. Luego, la plataforma de base se sella con argamasa (sin contracción), impidiendo la formación de cavidades. Los acoplamientos flexibles no deben ser usados para compensar el desalineamiento de los ejes de la bomba y motor. El acoplamiento flexible permite los cambios de temperatura y transmite la potencia del motor a la bomba. 6.1.4. Alineación de la bomba y motor Cuando la plataforma de base está en una posición firme, el acomp1amiento tiene que verificarse cuidadosamente y, en caso necesario, la bomba debe alinearse nuevamente con la máquina generadora de energía. Es necesario revisar siempre el acoplamiento y rea1ineamiento, aun cuando la bomba y el motor hayan sido acoplados y montados en una plataforma de base común y alineados. Una bomba está bien alineada cuando se coloca una regla axia1mente sobre ambas mitades del acoplamiento y quedan equidistante de cada eje, a la vez que se mantiene en posición correcta. Además, ambas mitades del acoplamiento deberán estar a la misma distancia entre sí en toda la circunferencia. Esto se verificará con un ca1ibrador. La diferencia entre las dos partes del acoplamiento no deberán ser mayor que 0,1 mm en la superficie axial o radial (véanse figuras 5 y 6). 6.1.5. Conexiones a la tubería La eficiente operación de su bomba dependerá en gran parte de que las conexiones de las tuberías de succión y descarga sean efectuadas correctamente. La tubería deberá quedar bien alineada y coincidir libremente en forma natural con las bridas de la bomba. No debe ser forzada a su lugar por medio de los pernos de 1as bridas, ya que originará la desnivelación o desalineamiento de la bomba. La tubería debe tener sus propios soportes independientes e instalados de tal manera que no ejerzan tensiones sobre la caja de la bomba, en ningún sentido. Una vez insta1ada la tubería se tiene que verificar otra vez el alineamiento y la nivelación y, de ser necesario, practicar las correcciones procedentes. Si 1a tubería de descarga es excepcionalmente larga debe intercalarse una junta de expansión por deslizamiento con empaquetadura para compensar la elongación de la tubería originada por la presión. No usar codos cerca de la succión o la descarga de la bomba. Los criterios de instalación de las tuberías de succión y descarga se explicaron detalladamente en el apartado 4.1.
  27. 27. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 27 - 6.1.6. Verificación final de alineamiento Se deberá comprobar una vez más el alineamiento, al terminar totalmente la instalación de la tubería, ya que existe la posibilidad de que las tensiones que se producen al interconectar los tubos pueden ocasionar desajustes en el alineamiento. Después de ajustar correctamente el estopero y verificar el alineamiento entre la bomba y su motor, la unidad podrá hacerse girar suavemente a mano. 6.2. Bombas de turbina vertical En este apartado se describen los pasos más importantes de la instalación de una bomba de turbina vertical, para conocer el procedimiento detallado se debe recurrir al manual de instalación del fabricante. 6.2.1. Consideraciones para la instalación Cimiento Una base de concreto o acero fabricado deberá ser provista para soportar el peso de la bomba llena de líquido (el empuje hidráu1ico de los impulsores no es transmitido a los cimientos). Es preciso asegurar que el hueco en los cimientos sea mayor que el diámetro externo del cuerpo de la bomba o de la columna de descarga. Figura 4. Instalación de una bomba - colocación de las planchuelas.
  28. 28. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 28 - Figura 5. Ajuste del acoplamiento elástico sin manguito intermedio. Figura 6. Ajuste del acoplamiento elástico con manguito intermedio.
  29. 29. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 29 - Figura 7. Acoplamiento bomba-motor a las bombas de eje horizontal. Acoplamiento correcto de bomba y motor, visto de perfil y planta. Acoplamiento correcto de bomba y motor, visto de perfil y planta.
  30. 30. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 30 - Alineamiento La bomba está diseñada para operar en posición vertical con todas sus piezas alineadas correctamente. La bomba deberá estar suspendida libremente desde los cimientos y no deberá ser forzada tanto al introducirla en el pozo y tampoco al nivelarla con los cimientos. Un mal alineamiento causará vibraciones y fuerte desgaste en la bomba. Equipo requerido para la instalación Para la instalación de bombas verticales, se necesitará el siguiente equipo: a) Una grúa o cualquier otro conjunto con suficiente capacidad para alzar la bomba completamente armada. b) Abrazaderas para sujetar la columna de descarga. c) Llaves de cadena y 1laves stillson. d) Cadena o cable metálico (estrobo). e) Juego de herramientas de mecánico. f) Un empujador de cuñas cónicas de los impulsores y un tapón hueco con su perno para fijar el eje, eso cuando se trata de armar o desarmar el conjunto de impulsores y tazones (cuerpo de bomba). g) Pasta para proteger las conexiones con rosca: mezcle 5 partes de grafito en polvo con una parte de rojo minio (azarcon) con aceite lubricante SAE 20 ó 30 hasta llegar a una consistencia como de pintura. Aplíquese a todas las conexiones con rosca sin excepción. Descarga de los bultos al recibir la bomba Se deberá tomar cuidado especial al descargar los bultos. Amárrense bien los estrobos para prevenir que se resbalen causando daño a la bomba o al personal. Actuar todo el tiempo con el máximo de seguridad posible. Disponer el equipo según la figura 8. 6.2.2. Instalación Pozos para las bombas Mídase el pozo para asegurarse que es lo suficientemente profundo para permitir la instalación de la bomba. Si el diámetro y la profundidad exacta del pozo no se conocen, mídase bajando un tubo de diámetro exterior igual al del cuerpo de la bomba. Se debe medir aún más bajo que el nivel en donde la bomba será instalada. Asegurarse que el pozo sea vertical y no esté torcido, en caso que el perforador del pozo no suministre este dato deberá verificarse antes de instalar la bomba. Instalación del tubo de succión Enroscar la canastilla con el tubo de succión aplicando la mezcla para rosca. Colocar las abrazaderas a aproximadamente 10" de la extremidad libre del tubo de succión. Levantar el conjunto cuidadosamente por medio del estrobo y bajarlo en el pozo hasta hacer descansar las abrazaderas sobre el cimiento (véase figura 9 - paso 1).
  31. 31. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 31 - Instalación de cuerpo de bomba Al sacar el cuerpo de bomba de su embalaje, tener la precaución de no doblar el eje. Dar vuelta al eje de la bomba a mano para tener la seguridad de que el eje y los impulsores den vuelta libremente. En caso de utilizar con la bomba un tubo de succión con canastilla proceder como se ha detallado en párrafo anterior, pero en vez de bajar el cuerpo de bomba en el pozo, es preciso enroscarlo firmemente sobre el tubo de succión después de haber aplicado mezcla para rosca. En seguida se levanta el conjunto, se quita las abrazaderas del tubo de succión y se baja cuidadosamente el conjunto en el pozo hasta hacer descansar las abrazaderas sobre el cimiento. Fijar las abrazaderas debajo de la brida del primer tazón intermedio superior. Para los cuerpos de bomba de más de 2 m de largo es recomendable levantar el conjunto en su posición vertical antes de sacarlo de la base de madera que le sirvió de embalaje. En seguida se levanta cuidadosamente el cuerpo de bomba y se lo introduce en el pozo, bajándolo hasta descansar la abrazadera sobre el cimiento, teniendo siempre el cuidado de que el estrobo no roce con el eje de la bomba (véase figura 9 - pasos 2 y 3). Instalación de columna de descarga Instalar por tramos los ejes de la columna interior y los tubos de la columna exterior de acuerdo al manual de instalación del fabricante. Si la bomba está integrada con columnas interiores de diferentes tamaños, es preciso principiar el armado de la columna interior con el tramo de mayor diámetro. Para impedir la entrada de material extraño en el cuerpo de la bomba o la columna, es una buena práctica utilizar una placa, una placa trampa o algo similar para cubrir la parte superior de las piezas instaladas. Al instalar la siguiente pieza es preciso sacar la trampa. Antes de instalar el próximo tramo de la columna, asegurarse de que la columna interior con su eje se encontrarán aproximadamente al centro de la columna exterior. En caso de que éstas estuvieran demasiado fuera del centro, el separador de jebe (araña) ejercería un esfuerzo sobre la columna interior y sobre su eje. Así que si la columna interior y su eje no están centrados, es preciso verificar las uniones de las columnas y de los ejes. Los cortes de las mismas así como la rectitud del eje. No seguir armando si no hasta tener esa condición correcta (véase figura 9 - pasos 4, 5 y 6). Instalación de la linterna de descarga Por medio de un estrobo levantar la linterna en posición vertical encima de la columna. Asegúrense de que la rosca está limpia y libre de suciedades. Después de aplicar la mezcla para rosca sobre los hilos de la columna, bajar la linterna encima del eje cabecero y de la bocina tensora, teniendo mucho cuidado de no dañar la rosca del eje o de la bocina tensora. La linterna debe estar exactamente centrada encima de la bomba como para evitar empujes laterales sobre el eje al momento en que éste entra en la linterna. Una vez que la
  32. 32. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 32 - linterna descansa en su posición sobre la extremidad superior de la columna, desenganchar el estrobo dejando descansar el peso de la linterna sobre la columna, teniendo la precaución de centrar cuidadosamente la linterna y evitando de montar las roscas. Enroscar la linterna sobre la columna exterior hasta obtener la unión metal contra metal. Tomar la precaución de no dañar al eje cabecero. Entonces, utilizando el estrobo, girar la bomba completa hasta poner el centro de la línea de descarga en su posición correcta, levantar la bomba, sacar las abrazaderas y bajar la bomba sobre la base. Figura 8. Preparación de materiales para de la instalación de una bomba de turbina vertical.
  33. 33. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 33 - Paso 1.- Instalación de tubería de succión Paso 2.- Conexión del cuerpo de la bomba
  34. 34. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 34 - Paso 3.- Bajada del cuerpo y tubo de succión. Paso 4.- Instalación del tramo inferior de la columna
  35. 35. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 35 - Figura 93 Etapas de instalación de una bomba turbina vertical en un pozo. Paso 5: Descenso de la columna y el cuerpo Paso 6: Conexión de un tramo inferior.
  36. 36. OPS/CEPIS/05.156 UNATSABAR - 36 - 7. Referencias - Manual de Hidráulica, J.M de Azevedo Netto y Acosta A. Guillermo. Sao Paulo, 1975. Ed. HARLA. - Estaciones de Bombeo, Bombas y Motores utilizados en abastecimiento de agua, Ferreccio N. Antonio. Lima, 1985. CEPIS -Programa de Protección de la Salud Ambiental. - Módulos para capacitación de personal de servicios de abastecimiento de agua en países de desarrollo. GTZ, Cooperación Técnica Republica federal de Alemania. Lima, 1988. CEPIS. - Manual de Instalación, Operación y Mantenimiento de bombas. HIDROSTAL. Lima, 2000. - Expedientes de proyectos de abastecimiento de agua. SEDAPAL. Lima 2005. - Nuevo reglamento de elaboración de proyectos de agua potable y alcantarillado para habilitaciones urbanas de Lima y Callao. SEDAPAL. Lima, 1994. - Normas de diseño para proyectos de abastecimiento de agua potable para poblaciones rurales. Ministerio de Salud, DIGESA. - Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (1994). Especificaciones Técnicas para Ejecución de Obras. - Cámara Peruana de la Construcción (2002). Reglamento Nacional de Construcciones.

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