CONSTRUCCIÓN DE BOMBA HIDRAULICA TIPO ARIETE Ibarra

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