CONSTRUCCIÓN DE BOMBA HIDRAULICA TIPO ARIETE Ibarra Edwin, Tenorio José, Muñoz Cristian. Corporación Universitaria Autónoma de Nariño En el siguiente trabajo consiste en diseñar y construir una bomba hidráulica tipo ariete, con tubería y accesorios de pvc en ½”. El ariete hidráulico es un sistema que se utiliza para facilitar el suministro de agua en lugares donde por ubicación o por situación económica no se pueda acceder a una electrobomba o motobomba, este sistema se puede utilizar tanto para suministro de agua potable o agua para riego de cultivos. Su bajo costo en comparación con otros sistemas hace de este una buena opción para su comercialización, no obstante para su construcción se deben tener en cuenta algunos parámetros y algunos cálculos para su óptimo funcionamiento. A continuación del trabajo se darán a conocer los pasos que se tuvieron en cuenta para la construcción de un ariete hidráulico donde se detallan objetivos, introducción, materiales, accesorios, cálculos y costos de fabricación. 1. INTRODUCCIÓN En este informe se pretende dar a conocer el funcionamiento de una bomba hidráulica tipo ariete hidráulico, así como también dar a conocer los pasos a seguir para su construcción. 2. OBJETIVOS Construir una bomba hidráulica tipo ariete con tubería y accesorios de ½”. Utilizar los conocimientos adquiridos para la construcción del ariete durante el curso de las asignaturas como maquinas hidráulicas, diseño mecánico, mecánica de fluidos, entre otras. Alcanzar una altura mínima de descarga de agua de 1.5 metros de altura. 3. MARCO TEÓRICO Los arietes hidráulicos son un tipo de bomba que funciona aprovechando la energía hidráulica, sin requerir otra energía externa. Mediante un ariete hidráulico, se puede conseguir elevar parte del agua de un arroyo o acequia a una altura superior utilizándose para suministro residencial o de riego para cultivos. El ariete hidráulico es un sistema de construcción sencilla y su rendimiento energético es de cerca del 70% El principio de funcionamiento es como sigue. El líquido, normalmente agua, procedente de un depósito suministrador A se acelera por un tubo de carga inclinado B con lo que su energía potencial se convierte en energía cinética. Cuando la velocidad llega a un valor determinado, la válvula de descarga C súbitamente cierra cortando el flujo lo cual genera una sobrepresión en el extremo inferior del tubo de carga, un golpe de ariete, que fuerza el agua a abrir la válvula anti-retorno D y a subir por el tubo de descarga F hacia el nivel superior del depósito G. La válvula de descarga C se vuelva a abrir debido a la bajada de presión del flujo de agua y el ciclo comienza de nuevo, cerrándose cada vez que el flujo adquiere cierto valor. En E se coloca una campana o calderín lleno de un gas a presión, normalmente aire, que amortigua los golpes de ariete y mantiene un flujo más constante de fluido por el tubo F. Este gas se acaba disolviendo en el agua por lo que es necesario reponerlo o envolverlo en un globo de goma para evitar que se disuelva. Algunas bombas van provistas de un sistema que inyecta una burbuja de aire con cada ciclo. Este sistema consiste en que se diseña el mecanismo para que al cerrar la válvula D permite que se invierta momentáneamente el flujo del agua por lo que al cerrar súbitamente la válvula se produce una depresión que fuerza la entrada de un poco de aire por la válvula K. 4. CONSTRUCCIÓN Para empezar a construir nuestra bomba se realizaron los cálculos respectivos empleando la ecuación de Bernoulli, para determinar la presión de salida, y a través de esta presión determinamos el peso que se requiere para poder vencer la fuerza del agua en la válvula cheque que actúa como cilindro. De igual manera se tomó aforos del tanque que nos iba a servir como almacenamiento del agua para calcular su caudal. Luego de tener estos datos, se empezó a armar los accesorios en pvc de ½” (diámetro establecido por el Ing. a cargo Jorge Negret), utilizando cinta teflón y pegante pvc, para la sujeción entre sí. Tan pronto se unieron todos los componentes se implementó una varilla en la válvula cheque que actúa como cilindro con el peso determinado para su óptimo funcionamiento. 2 2 4 2 1 1 1 2 1 2 3 4 3 1 1 1 ESQUEMA Te pvc ½” Válvula cheque x 1/2” Adaptadores macho pvc x ½” Válvulas de paso x ½” Metro de tubo pvc de ½” Pegante para pvc Rollos de cinta teflón Botella plástica Varilla corrugada x ½” x 200 gr. 6. COSTOS MATERIAL Te pvc ½ ------------------- $ 500 Válvula cheque ½ ------ $ 8000 Adaptador macho ½ ---$ 1200 Válvula de paso ½ -------$ 3000 Metro de tubo ½ --------$ 1000 Pegante para pvc-------$ 1000 Rollo cinta teflón -------$ 1000 --------------------------------------TOTAL $ 15700 7. CÁLCULOS 𝑣 𝑄=𝑡= 9𝐿 21,75𝑠 = 4,137𝑥 10−4 𝑚3 /𝑠 ∅ = 18.4𝑚𝑚 = 0.0184mts 𝐴= 𝑉= 𝜋∅2 4 = 2,66 𝑥 10−4 𝑚2 𝑄 = 1,553 𝑚/𝑠 𝐴 𝑃1 𝑣2 1 𝑃 2 𝑣2 2 + 𝑍1 + = + 𝑍2 + 𝜕 𝑔 𝜕 𝑔 5. MATERIALES UTILIZADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL ARIETE 𝑃 2 = 𝜕 (𝑍 1 − 𝑣2 2 ) = 7.39 𝐾𝑝𝑎 𝑔 𝐹 = 𝑃 ∗ 𝐴 = 1.96 𝑁 𝑚= 𝐹 = 0,2 𝐾𝑔 = 200 𝑔𝑟 𝑔 8. CONCLUSIONES El éxito en una construcción de un ariete hidráulico depende de la veracidad de los cálculos realizados. El ariete hidráulico es un dispositivo práctico, y de fácil construcción que puede facilitar la vida de muchas personas que no tengan acceso a otros métodos de obtención de suministro de agua. La construcción de un ariete hidráulico se logra con bajos recursos económicos. 9. CYBREGRAFIA http://es.wikipedia.org/wiki/Ariete_ hidr%C3%A1ulico