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Alí A. González

Lic. Química – U.C.V.

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Msc. Ing. Civil – Univ. Pittsburgh, U.S.A

BOMBA: La bomba puede definirse como una unidad por medio del cual, al suministrarle energía ( generalmente proveniente de un motor que tiene una fuente electrica), se la transfiere a un fluido para que el mismo aumente su energía potencial (altura ) ó sea dirigido a una dirección determinada); la energía del motor hace girar un eje que es transferida a la bomba mediante un acoplamiento (por medio de un cuplón, por ejemplo) a unos elementos internos de la bomba llamados impulsores, los cuales al recibir la energía, la bomba tiene capacidad de realizar el trabajo de elevar al líquido( aumentar su energía potencial ). En los sistemas de tratamiento de aguas residuales de ser necesario el uso de bomba, se recomienda utilizar UNA SOLA bomba (en la practica dos bombas para que operen en forma alternativa ) que permita elevar el líquido a tal altura, para que este continué hacia las otras unidades de tratamiento por simple gravedad; así mismo, si el sistema de tratamiento requiere oxígeno disuelto, se recomienda usar un soplador para construir bomba LIFT (ejemplo, para recircular los lodos de un sistema de tratamiento de Lodos Activados ó disponer los lodos en exceso en las unidades de lecho de secado de arena, por su facilidad de construcción, bajo costo de inversión y mantenimiento). 1 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Rotación

FIG 1. Bomba Centrifuga tipo

espiral

2 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Fig. 2. Alturas a considerar en el bombeo

3 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Conceptos Básicos: *.- Altura ó carga estática de descarga:Hd Representa la altura o diferencia de nivel vertical entre el centro de la bomba y el nivel de descarga del mismo a bombear a un reservorio (usualmente tanque ). *.- Altura ó carga de Fricción: Hf El liquido a bombear es conducido internamente en una tuberías; el cual le presenta resistencia a su desplazamiento que se manifiesta en forma de fricción y es una energía que debe vencer el liquido para poder desplazarse. Con frecuencia en el recorrido por la tubería, esta presenta válvulas, codos ,etc que aumentan la resistencia y representan perdida de energía “no útil” que se le debe dar al líquido para su bombeo. *.- Altura ó carga estática de succión: Hs Diferencia de nivel entre la superficie del líquido y el centro de la bomba. La tubería de succión de la bomba debe ser de un diámetro mínimo para tener perdida de carga no significativa pero lo suficientemente grande para que no sea fácilmente obstruida por sólidos relativamente grandes. Se estima que la velocidad del líquido a través de la tubería de succión este comprendida entre ( 1,5 – 2 )m/seg (Con este dato y el caudal, el operador puede determinar el diámetro de la tubería ). *.- Altura de carga total: Ht

Ht = Halturaestática de succión + Haltura estática de descarga + H(fricción) todas = Altura total de bombeo 4 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Ht esta altura que usted coloca en la formula para obtener la Potencia que requiere la bomba Esta nota no intenta profundizar sobre el tema, ni incluye como calcular la energía perdida por fricción en tuberías, se recomienda al lector consultar para ello textos de hidráulica que incluya temas de bombeo; en especial las formulas de Hazen - Williams (permite calcular la perdida según la longitud y tipo de la tubería, válvulas,etc. La formula general ). C V2 Hf= ----------------(para el calculo de assesorios,válvulas,reducción,etc ) 2g Donde: C = coeficiente (variable ) V = Velocidad del liquido en la tubería (m/seg ) Hf = Perdida (fricción ) de carga en metro ( energía expresada en m ) Ejemplo: ¿ Cual será la perdida de energía si en una tubería el liquido atraviesa un reductor de 20” a 16”. Tome C = 0,2 y el liquido se desplaza a 1,2m/seg ? Si usted hace el calculo, Hf = 0,015m Altura total de Bombeo: Ht Ht = Hd + Hs + Hfricción todas = Helevación + Hf 5 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Nota: En realidad, los cálculos de Hf son algo laborioso y a veces sus resultados no se ajustan a la realidad( por las suposiciones de la constantes ). Se le recomienda al operador estimar la altura de fricción en un 15% el valor de la altura estática.

Htotal

de bombeo

= 1,2 x Estática

TABLA Nº 1. PRINCIPALES TIPOS DE BOMBAS CENTRIFUGA ROTATIVAS ALTERNATIVA Voluta-carcasa Propelas Pistón (forma de caracol ) Difusora Engranaje Diafragma Turbina (pozo pro- Lóbulos y de Pistón Rotativa fundo ) Tornillo

AIRE Lift ó Mammut

Describiremos la bomba centrifuga por su uso muy común en los sistema de tratamiento de aguas residuales. BOMBA CENTRIFUGA (VOLUTA – CARCASA) La bomba centrifuga (basada en la fuerza centrifuga ) consta de una carcasa ó camisa de hierro colado que tiene la forma de espiral, en cuyo interior existen unos impulsores con velocidad de rotación variable (generalmente entre (1500-3500 )rpm que impulsan el liquido contra las paredes de la carcasa suministrándole a este la energía suficiente para que el lí6 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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quido salga en dirección de la espira en forma tangencial (la energía potencial o de presión se produce por la disminución gradual de la velocidad (porque aumenta gradualmente su área ). Generalmente, en los sistemas de tratamiento de aguas residuales se utilizan bombas cuya potencia esta comprendida entre 2 y 20HP. ¿Qué consideraciones son importante que debe conocer el operador de la bomba centrifuga ?. El operador debe conocer: a) Conceptos básicos (Helevación, Hd + Hs + Hf ) b) Curva características de la bomba c) HP de la bomba d) Corto –circuito e) Impulsores ó propulsores f) Corriente máxima de operación del motor. g) Sistema de protección del motor: térmico,breaker,fusibles,etc CONCEPTOS: 1.- ALTURA MAXIMA DE ASPIRACIÓN O SUCCIÓN: Hs El operador debe conocer que la altura máxima de aspiración total de la bomba es de 10,33m a una presión de una atmósfera. Debido a todas las perdidas , la altura máxima de aspiración de la bomba suele estimarse la altura máxima de succión entre ( 5 y 6 ) m. Recuerde: Hd Es la altura que va desde el eje de la bomba hasta el punto mas elevado de la conducción ó descarga del líquido. 7 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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2.- FENOMEMO DE CAVITACIÓN: Cuando el líquido en la bomba atraviesa una sección menor, se produce una disminución de la presión que absorber el líquido a bombear( ley de conservación de la energía hidráulica “ley de Bernoulli” )i; como es sabido, la disminución de la presión (por el vacío parcial ) disminuye la temperatura de ebullición del líquido; se puede presentar el caso, que la disminución de la presión baje a tal punto que se alcance el punto de ebullición del líquido a bombear, y este se evapora, el vapor formado no favorece la succión, las burbujas de agua que colapsar (se deshacen por aplastamiento ) atacan los impulsores ó propulsores dañándolas (por fatiga ). Este fenómeno recibe el nombre de CAVITACION y se puede presentar cuando el liquido residual tiene una temperatura mayor que la usual (bombeo de líquidos residuales con alta temperaturas). La cavitación produce también ruido y vibraciones en la bomba. Para bombear líquidos relativamente viscosos (entre 1000 y 5000) SSU es preferible bombearlo a una temperatura mayor del ambiente ( ¿Por qué? ) y con bomba tipo desplazamiento positivo ( y rotativas ). Simplemente como una idea, se estima que la potencia del motor para bombear este tipo de liquido viscoso, es una ( 2,5-3 ) veces la potencia normal para agua blanca. Recomendación: Es preferible utilizar bomba sumergible y de impulsores abiertos (para no facilitar su atascamiento); las bombas centrifugas son generalmente no auto-cebante, el operador debe tener fácil acceso a agua limpia y dispositivo en la tubería que permita llenarla de agua la tubería de succión ( es 8 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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decir cebar la bomba, desplazar el aire que se encuentra en el interior de la misma ). La operabilidad de la bomba pude ser controlada por flotadores ó interruptores de mercurio que son interruptores de nivel; se recomienda que la bomba no encienda/apague más de 10 veces/hora para evitar que sufra daños. 3.- CURVA CARACTERISTICA DE LA BOMBA: El operador debe no solamente conocer, sino saber interpretar la grafica ( curva característica de la bomba ) que suministra el fabricante de la bomba; en ella, están relacionadas los parámetros: Potencia de la bomba, eficiencia y la altura máxima de bombeo. La figura 3 anexa muestra curvas características de la bomba.

9 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Para una bomba con 1750 rpm

Fig. 3. Características de la Bomba El lector podría comprobar de esta grafica de caracterización, que si se quiere bombear 1000gal/min ( 63 litros/seg ), lo puede hacer hasta una altura total de bombeo de 60pies ( 19,8m ) y debe tener una potencia de 40BHP (potencia al freno de caballaje) con una eficiencia del orden del 60%. Ejercicio: 10 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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c.- POTENCIA DE LA BOMBA: La siguiente relación, permite calcular la potencia de la bomba. D .Q . Ht P = -------------------------- Expresada en CV 75 .e Donde: D = Densidad del líquido (gr/cm3) Q = Caudala bombear: l/seg. Ht = Altura total de bombeo, incluye todas las perdidas, m 75 = Factor de proporcionalidad E = Eficiencia de la bomba, se toma generalmente como 0,70 (70%) Ejemplo Ilustrativo: Si: D =1,1gr/cm3 (líquido residual ) Q= 25L/seg. Ht = 7m E =70% Haciendo, los cálculos, se tiene: P = 3,6CV Como un CV es igual a 1,3 HP, la potencia expresada en HP es de 4,6 Como esta potencia debe ser suministrada a la bomba por el motor, para el cálculo de la potencia del motor, usualmente se aumenta en un 20%; l obtenido para la bomba; es decir, la potencia del motor para poder funcionar la bomba, se elige como 5,5HP ( TOMAR 6HP ) 11 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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4.- CORTO-CIRCUITO: hidráulico Usualmente, no se encuentra en el mercado EXACTAMENTE los HP requerido por el motor ( a transferir a la bomba ); por ejemplo, si una bomba requiere de 8,5 HP para los requerimientos de bombeo del líquido residual a una determinada altura deseada(proveniente de los cálculos ), probablemente en el mercado, se encuentra en el mercado un motor un motor con 8,5HP,sino de 10HP, por lo tanto sobraría unos 1,5HP de energía cuando se bombea el líquido. Esta energía excedente es la principal causa de la presencia de corto-circuito hidráulico del fluido en el tanque cuando se usa la bomba para transferir el líquido a otras diferentes unidades de tratamiento. NOTA:Se habla de corto corto-circuito cuando el líquido presenta un tiempo de retención hidráulico “real” es menor del tiempo de retención teórico (V/Q). El operador debe: .- Utilizar reciclo (con sus respectivas válvulas ) en la tubería de bombeo para el control del caudal a bombear. La fig 4, muestra una fosa de bombeo típica con bomba y reciclo.

12 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Fig. 4: Fosa de bombeo típica con su reciclo .- Disminuir al mínimo la energía que tiene el líquido al llegar la unidad del sistema de tratamiento; esto se puede hacer colocando pantallas ó codos que permitan el líquido al chocar con la pantalla o la pared para que pierda su energía excedente. 5.- PROPULSORES-IMPULSORES: Son elementos muy importante para el funcionamiento normal y alta eficiencia de la bomba, expulsan el agua al exterior de esta. Existen varios tipos de impulsores; entre los más importante es encuentran: 13 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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.- Abiertos .-Cerrados .- Semi-cerrado En general, las bombas con los propulsores cerrados son mas eficientes, pero tienen el problema de su fácil atascamiento (en especial para aguas residuales ); razón para la cual, estas bombas se utilizan con mucha frecuencia en el bombeo de agua blanca ( o sin sólidos relativamente grandes ). Las bombas de impulsores abiertos son la que se utilizan preferiblemente para el bombeo de aguas residuales.

SELECCIÓN DE UNA BOMBA: Por supuesto, además del caudal a bombear, se debe tener en consideración: 1.- Altura manométrica de bombeo (preferiblemente menor de 6m ) 2.- Naturaleza del liquido (contiene mucho sólidos, arena, alta temperatura, viscosidad del líquido, etc ) 3.- Altitud sobre el nivel del mar. Puede estimar una perdida equivalente a una fricción de 0,12m/100m de altura. Ejemplo: Si usted piensa instalar una bomba en el sector Maracas (Municipio José Félix Rivas-la Victoria. Edo Aragua-Venzuela ) que esta situada a 14 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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1300m sobre el nivel del mar, usted debería adicional 1,5m de altura extra de bombeo (0,12 x 1300/100m ). *.- Temperatura del liquido En especial, si el liquido tiene temperatura mayor de 40Cº, pues la bomba puede perder capacidad de bombeo (succión ) Ejemplo: si un liquido tiene 72Cº pierde 2,1m de aspiración. Solamente podrá bombear a una altura de succión de 4,4m( ¿ explique? ). ALGO DE VISCOSIDAD a) La viscosidad es una resistencia que se opone a que el flujo se desplace por el interior de la tuberia,válvulas,bomba-accesorios. La viscosidad se puede expresar en dos formas: +.- Viscosidad cinemática. La más usual es expresada en. L2/T ó en Segundos-Sabolt-Universal: SSU (Cuando el líquido es muy viscoso ) b) .- Viscosidad Absoluta: Es la viscosidad cinemática dividida entre la densidad absoluta del líquido. Generalmente se expresa como Centipoises.m/cm-seg Para tener una idea de comparación, el agua blanca tiene una viscosidad de: Cinemática: 1,000 10-6 m2/seg ( Equivalente a 0,0001 Stokes ) Cuando la viscosidad se expresa como cm2/seg, se llama centistokes (cst).Antigua medida de la viscosidad. 1 Stokes = 100 Stokes Absoluta: 1.005 10-3 Kg/m-seg 15 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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1poise = 100 poise = gr/cm-seg La viscosidad de un líquido varia con la temperatura: La viscosidad del agua a 20Co es 0,01 poises pero a 100Co disminuye a 0,0028 poises. CEBADO DE LA BOMBA:

Si la tubería de succión tiene aire, esta no podrá elevar el liquido. Para resolver este problema, se ceba la bomba, lo cual quiere decir que se llena de agua la tubería de succión y la voluta de la bomba para desplazar el aire del interior de la tubería de succión. Algunas bombas son autocebantes.

16 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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PREGUNTAS- PROBLEMAS DE MOTOR Y BOMBAS 1.- Para una bomba sumergible de 20HP, el tipo de cable eléctrico apropiado a usar es: a) ≠ 14 b) ≠ 8 c) ≠ 4 2.- Si un motor tiene una resistencia de 2Ω y 110Voltios,¿ Cual es su potencia?. 3.- Si en un momento dado, una bomba sumergible no bombea, el operador puede intentar: a) Invertir la polaridad de la bomba b) Agitar (golpear) la tubería de succión c) Apagar y encender la bomba rápidamente 4.- Que significa 100KV 5.- En un motor se lee en su placa la potencia de 188KW, exprese este valor en HP 6.- El equivalente a la unidad eléctrica de presión es: -----------------------7.- En un sistema eléctrico de tres cables, la tierra generalmente es de color ------------------8.- La potencia requerida para mover la bomba recibe el nombre de potencia al freno (BP), estime cuando vale el valor del BP de la bomba que tiene 5HP 9.- Utilice la siguiente expresión sencilla para calcular la potencia de salida de una bomba. P = 9800 Q . H P = Potencia en w Q = Caudal en m3/seg H = Perdida de carga total Si Q = 3m3/seg y H es de 10m 17 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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AIREACION Por el termino aireador vamos a entender aquellos equipos que suministran aire (21% es O2en peso, y 23% en volumen ) en el seno del líquido para los sistemas de tratamiento aeróbicos de aguas residuales. Lamentablemente, los microorganismos (bacterias ) responsables de la biodegradación de la materia carbonada susceptible a oxidación biológica, no tienen el mecanismo de tomar el oxígeno disuelto directamente del aire; razón por la cual, hay que introducir este oxígeno en el líquido, acción esta que hace costoso el tratamiento aeróbico (compra del equipo, consumo de electricidad, operación continua del mismo, baja solubilidad del O2 en el agua, baja transferenciay mantenimiento del aireador ). Los aireadores lo podemos clasificar como: Sopladores y Aireadores Superficiales. SOPLADORES: Evidentemente necesitamos un equipo que suministre la mayor cantidad de aire posible, por ejemplo, un ventilador sería un equipo que suministra una gran volumen de aire, pero tiene la desventajas de no tener suficiente presión para vencer la perdida de carga cuando se introduzca el aire en la profundidad agua contenida en el tanque. Otro equipo que podríamos pensar es un compresor, tiene una muy alta presión, pero tiene la desventaja de no suministrar cantidad significativa de aire (recuerde la ley de Boyle ); ¿ cual sería la solución ?, simplemente un equipo( lo llamamos 18 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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soplador ) que suministre aire suficiente con la presión mínima requerida para vencer las perdidas de carga (energía ) que le presenta la profundidad del agua al aire en el reactor biológico( la altura de agua en el reactor biológico) y los accesorios para el traslado del aire desde el soplador (tuberías,codos,etc ), a unos 20cm del fondo del tanque, esta pérdida total de energía se pude expresar como presión-fricción ) al soplador. VENTILADOR ---------------- -----SOPLADOR ------------------COMPRESOR

Más aire (poca presión)soplador√poco aire(mucha presión) El equipo que cumple con esta característica; de suministrar mayor volumen de aire con la presión suficiente para vencer la perdida de energía(presión )en su suministro en la unidad de tratamiento biológico aeróbico lo llamamos SOPLADOR. Por ejemplo: Si un reactor biológico tiene una altura útil de 4m, y la perdida de carga de todos los accesorios es de 1m ¿Cuál debe ser la presión de salida del aire en el soplador para vencer estas perdidas de carga?. Apliquemos la formula: P=D.H Donde: D = densidad del liquido = 1,05gr/cc(líquido residual ) H = ( 4 + 1,05 )m = 5m P = 5m. 1,05 = 5,5m = 5,25/10,33atm = 0,5atm = 0,5 . 14,7lb = 7,3 libras Se estima que la presión de salida suficiente y con altura del agua en el reactor biológico máxima de 5m que debe tener un soplador es del orden de 7,5 libras. 19 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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La potencia requerida por un soplador se puede calcular mediante la siguiente expresión: W . RT1[ ( P2/P1)0,283 - 1 ] P= ---------------------------------------( A) 550 . n .e W = Qaire . Daire Donde: P = Potencia del soplador, Kw W = peso del aire/seg, Kg/seg R = Constante de los gases, 8,31 Kj/mol.Kº T1 = Temperatura del aire en la entrada del soplador, Kº PI Y P2 = Presión de entrada y salida, atm n = Factor = 0,283 e = Eficiencia 550 = Factor de proporcionalidad.

La expresión ( A ) es algo complicada, la experiencia es más confiable que este cálculo. Es importante también considerar la energía necesaria para la mezcla de los sólidos suspendidos en el reactor biológico. La potencia considerada para mantener los sólidos en suspensión en un tanque (reactor biológico ) se estima en: 20 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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0,06HP/m3 útil del tanque (incluyendo un Lift para recircular los lodos) Ejemplo: Si el volumen útil de un reactor biológico es de 300m3, la potencia del soplador (motor ) será de 18HP (puede tomar 20HP ). Tenemos la potencia del motor, vamos a ahora estimar el requerimiento de aire( oxigeno molecular ), el cual como sabemos debe ser capaz de mantener el proceso aeróbico a) Para mantener aeróbico el sistema de tratamiento y mantener en suspensión la masa microbiana en el reactor biológico. Casos: a-EL SISTEMA ES DE ALTA CARGA; para este caso, la síntesis bacterial es significativamente alta y la mayor cantidad de aire (oxigeno disuelto ) es consumida por esta etapa en las actividades bacterial (crecimiento). La expresión matemática, se reduce a: RO2 = a .Q . DBOr Donde: RO2 = Requerimiento de oxigeno disuelto, Kg de O2/día a = Factor de conversión, para alta carga, tomamos, a = 0,5 (máximo valor) Q = Caudal a tratar, litros/día DBOr = DBOr que se remueve en el tratamiento, mg/l Ejemplo: Si Q = 250m3/día (DBO entrada = 700mg/L (DBO salida) = 60mg/l DBO(removida) = 640mg/L 21 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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El requerimiento de oxigeno disuelto: RO2 = 80KgO2/día de O2 Ahora, este RO2 hay que expresarlo como Raire RO2 Raire = ---------------------------------Daire .T . % Oxigeno/aire Donde: Daire = densidad del aire = 1,2Kg/m3 T = Transferencia del oxigeno en el agua: Variable : usualmente 8% (0,08 ), depende del tipo de distribución del aire en el seno del líquido (diámetro del distribuidor de aire ) % de oxigeno/aire en peso = 0,23 ( 23% del aire es oxigeno en peso ) Sustituyendo los valores, se tiene: 80 Kg de O2/día Raire = --------------------------------------------------------------1,2Kg de aire/m3aire .0,08 .0,23Kg de O2/Kg de aire Generalmente,se aplica un factor de seguridad entre 1,5 y 2; tomando un factor de 2 m3 de aire/día resulta: 7246 m3 de aire/día = 5m3 de aire /min. Raire = 3623m3 de aire/día x 2 = 7246 m3 de aire/día Para verificar si el valor del aire esta en el rango aceptable, se estima la relación: m3 de aire/día /Kg de DBO 22 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Esta relación aire/ DBOr debe estar comprendida entre (40 - 60 ) m3 de aire/Kg de DBOr indica una modalidad de alta carga; si la relación esta comprendida entre (80 - 110)m3 de aire/DBOr la aireación es extendida o de baja carga. Para nuestro caso: m3 de aire/día /Kg de DBO = 7246/80Kg de DBOr = 90 m3 de aire/día /Kg DBO. Nota: El tiempo de retención celular y hidráulico van a definir la modalidad del sistema de tratamiento ( baja o alta carga ). Otra forma de verificar si el Raire es suficiente del soplador Los m3 de aire/min. /m3 volumen útil debe estar comprendida entre (0,02 –0,04 ) Para nuestro caso: Si el volumen del reactor biológico fuera de 120m3; se tiene: 5m3/min ÷ 120m3 = 0,04 b.- AIREACIÓN EXTENDIDA (CON Ó SIN NITRIFICACIÓN) b.-1 Con nitrificación (aireación extendida) RO2 = a. Q .DBOr + b V . X + c Q . N Donde: a = entre 0,1 y 0,2 b = (0,2- 0,3) para aireación extendida Para aireación del nitrógeno en forma amoniacal (NH4+ ), C toma el valor de 4,57 ¿dedúzcalo? 23 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Ecuación: NH4+ + 202NO3- + 2H+ + H2O Si hay S—2(caso tenería ) hay que considerar su concentración para el R02 ¿ Por qué ?. c.- AIREACION COVENCIONAL Se realizan los mismos cálculos, pero se toma el valor de b = (0,3- 0,4)

Preguntas-problemas 1.- Un soplador descarga una cantidad de aire de 457CFM, exprese esta magnitud en m3/min de aire. 2.- Si el soplador anterior es usado como fuente de suministro de aire en un sistema de Lodos Activados mezcla completa cuyo volumen útil es de 700m3 ¿el soplador tiene la capacidad requerida?. 3.- ¿Cual será la presión mínima de descarga de aire para un reactor biológico cuya profundidad útil es de 4m y tiene una perdida total por los diferentes accesorios(válvulas,codos,etc) es de 0,2m?. 24 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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4.- No se recomienda que un reactor biológico tipo Lodos Activados tenga una profundidad útil mayor de 5,5m (¿Por qué?). Consulte una modalidad de aireación llamada Aireación tubo –U, donde la profundidad útil puede ser mayor de 10m. Haga un resumen de las ventajas y desventajas de esta modalidad de aireación el reactor biológico. 5.- Comente: La salida del filtro del soplador esta situada a 1,5m sobre el techo de la caseta donde esta ubicada esta unidad.

25 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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FILTRO

MOTOR Soplador Fig. 5: Unidades de sopladores

26 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Fig. 6: Unidad de soplador con malla protectora

TABLA No2 .POBLEMAS COMUNES EN LOS SOPLADORES El soplador se calienta demasiado

Posiblemente una ó varias válvulas están cerradas. esto se puede verificar si la salida de presión del aire es demasiado 27

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Correa de rompe con facilidad

Ruido –vibraciones

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alta (debe ser NO mayor de la presión máxima del soplador 7,5 Lbs. .- Baja calidad de las correas .- Las correas están demasiadas apresadas. El operador debe asegurarse que el aceite (para el engranaje ) y la grasa (para los rodamientos ) sean de buena calidad y cambiarlos cuando el manual del fabricante así lo indicará (se recomienda cambiar el aceite después de 1500horas de operación del soplador ). Acople desalineado. Roce entre los cojinetes o engranajes. Nivel de base no alineada.

AIREADOR SUPERFICIAL En esta modalidad de aireador, la unidad bombea el líquido hacia la atmósfera por medio de un ducto sumergido en el aguaque lo dirige mas homogénea hacia la atmósfera mediante un deflector. El sistema consiste básicamente en un motor que tiene acoplado un eje interno en el ducto con dos Propelas ( generalmente de bronce o acero inoxidable ); el eje al rotar mediante diferentes velocidades, expulsa el agua hacia la at28 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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mósfera permitiendo que esta se aire y se mezcle nuevamente en el tanque (generalmente el reactor biológico ). El acople motor-eje generalmente es un acople tipo flexible ( ver aireadores superficiales, figs.: 7, 8, 9, 10, 11 y 12 ) y de fácil cambio de ser necesario.

29 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Fig. 7. PRINCIPALES PARTES DE UN AIREADOR SUPERFICIAL

De acuerdo a la velocidad de rotación del eje, estos aireadores superficiales se clasifican como: baja velocidad para aquellos que su eje gira a velocidades pequeñas (20-60) rpm, estas unidades requieren un motor re30 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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ductor de velocidades; así mismo, su capacidad de bombeo del líquido esta en el rango (15-45 )litros/seg-HP bombeando mas agua que los aireadores de alta velocidad. La propela de los aireadores de baja velocidad están sumergido entre ( 0,3-0,5 )m sobre la superficie del agua, expulsando el líquido a una velocidad de unos 2,5m/seg. Nota: La eficiencia de la transferencia de oxigeno aumenta al aumentar el grado de sumergencia del eje, pero esto aumenta el costo operacional (potencia ). El aireador superficial de alta velocidad consiste en un simple motor acoplado directamente a un eje (generalmente de acero inoxidable ) con sus dos propelas directamente (no tiene reductor ) y su eje gira a unos ( 500 - 1200 )rpm. Son de menor costo que los aireadores de baja velocidad. Para aumentar la capacidad de mezcla del líquido en estos aireadores, se coloca en el centro de ellos, un tubo o cono de succión vertical (tubo de aspiración, succión o tubo Draft. Fig 11 ) que puede estar sumergido entre 3 y 4 m.; este tubo permite absorber agua a mayor profundidad mejorando la mezcla del líquido a airear; en especial a los aireadores cuyo eje no esta muy sumergido en el seno del agua. Usualmente los aireadores superficiales van colocado en un flotante ( usualmente de poliuretano o fibra de vidrio), su propela es de menor diámetro que los aireadores de menor velocidad. AIREADORES DE BAJA VELOCIDAD .- Generalmente tienen tubo DRAFT

AIREADORES DE ALTA VELOCIDAD .- Se utiliza preferiblemente en profundi31

Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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.- Producen: .- (1,2- 1,5 ) Kg de O2kwh

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dades no mayores de 3metros .- Producen: ( 0,8 – 1)Kg de O2/Kwh. .-Preferiblemente usa flotante

Energía de los aireadores: La potencia del motor de los aireadores superficiales, se puede calcular mediante la relación: P = K . Np .D5 Nn P = potencia del motor, Kw D = Diámetro del rotor del motor N = Número de revoluciones/m del eje Np = Coeficiente que depende de la geometría de la propela y la profundidad de inmersión N = Coeficiente comprendido entre 2 y 3 Para la energía de mezcla: 0,05Kw/m3 de volumen útil del reactor biológico. Se estima para ambos aireadores que el líquido se mueva a una velocidad de 0,2m/seg para evitar que los sólidos sedimenten. Ejemplo. Si RO2 = 1000Kg de DBOr/día la potencia del motor para el aireador es de 34Kw.

32 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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PRINCIPALES FALLAS EN LOS AIREADORES SUPERFICIALES DAÑO EN EL MOTOR RODAMIENTO RUIDO EXTRAÑO RODAMIENTO SE HUNDE EL FLOTANTE MALA CALIDAD, (generalmente el flotante es de un material liviano. poliuretano). Presenta un hueco que permite la entrada del agua. SE DOBLA EL EJE ó DAÑA LA PROPELA Se trancó el eje (Eje-propela succionó material extraño. (Hierro, palo, etc).Es común en los aireadores de alta velocidad. LA PROPELA SE CAE Unión eje-propela floja. Unión: flotante-cuerda para sostener floDETERIORO DEL FLOTANTE tante deteriora presenta mucha fricción. Material flotante abre abertura; entra agua material flotante (rose).

33 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Fig. 8AIREACIÓN SUPERFICIAL ó AIREACIÓN MECÁNICA

¿ Que conclusión obtendría usted si la figura donde se encuentra el aireador superficial es un reactor biológico?

34 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Fig 9. AIREADOR SUPERFICIAL

Flotante de poliuretano o fibra de vidrio

35 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Fig. 10: Unidad de aireación superficial

TUBO DRAFT

Fig 11. Aireador superficial con tubo Draft

36 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Propelas

Fig. 12: Aireación superficial de alta velocidad

37 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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BOMBA LIFT- MAMMUT Ó DE AIRE

La mayoría de los Ing que diseñan sistemas de tratamiento biológico aeróbicos; en especial la modalidad de lodos activados, utilizan unidades de sopladores que le permiten no solamente airear eficientemente el reactor biológico, sino también puede utilizarlo como una fuente de aire para utilizar la bomba LIFT ( de aire ) para recircular el lodos y enviar su exceso hacia las unidades de secado de lodos. La bomba Lift se construye fácilmente ( no se compra en la ferretería, hay que construirla) con tuberías (generalmente de PVC ó hierro galvanizado ). FUNDAMENTO DE LA BOMBA LIFT Ó MAMMUT • H1 x D1 = H2 x D2 ( A ). Ley de los vasos comunicantes Donde: H1 = Altura del líquido en la rama 1 D1 = Densidad en la rama 1 H2 = Altura del líquido en la rama 2 D2 = Densidad en la rama 2 • Consideramos un tubo abiertos en sus extremos con agua(disculpe los dibujos ) Como la densidad del líquido es igual (considere el mismo líquido) en ambas ramas, las alturas en ambos ramales son iguales para que se pueda cumplir la igualdad ( A antes señalada). 38 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Disculpe los dibujos: Vasos comunicantes

RAMA

NIVEL Ó ALTURA 1

RAMA 2

NIVEL Ó ALTURA

Altura del agua en la rama 1 = Altura del agua en la rama 2

Porque las densidades del liquido en ambas ramas son iguales 39 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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H1 = H2 Supongamos ahora que en uno de los ramales( rama 2,por ejemplo ), le disminuimos la densidad agregando aire ¿ Que pasa con la relación ( A ) antes citada La Igualdad: H1. x D1 = H2 x D2 se debe cumplir (digamos que disminuimos el rama 2, D2 ),entonces para que la igualdad se conserve H2 (la altura del ramal 2 ) debe aumentar ( en el factor que disminuyó D2 ). Si extraigo el agua por el ramal 2 tengo una elevación ( ó altura de bombeo ) de la misma. Este es el principio de la bomba Lift también llamada de aire ó Mammut.

40 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Altura de Aire

Bombeo.

H2

Generalmente con tubería de ½ ó 3/4

Nivel inicial

El tubo, esta perforado en el interior del ramal

La altura de bombeo, claro esta depende básicamente de cuanto se disminuya la densidad en el ramal. Ejemplo ilustrativo: Sea D1 = 1,0gr/cc y D2 = 0,7gr/cc (se le agrego aire ) si H1 es de 3,2m,realizando los cálculos la altura H2 de bombeo es de 2,24m para que la igualdad se pueda mantener. 41 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Aplicación :La rama que aumenta su altura en el sistema de lodos activados; es el lodo recirculado del sedimentador secundario; por supuesto, también puede ser usado para enviar el lodo recirculado( exceso) a las unidades de lecho de secado de arena. Algunos operadores construyen la bomba Lift para transvasar agua de un tanque a otro, etc

42 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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En la siguiente figura, se define algunos conceptos de la bomba Lift:

Lodo recirculado

Viene del reactor biológico

e: Elevación ó altura de bombeo Efluente Aire: proveniente del soplador

S : Sumergencia

Aire: Tubería de De

Lodo sedimentado

½” ó ¾”

El interior del tubo es un difusor (perforado para la salida del aire)

Típico bomba Lift para recircular los lodos sedimentador en sedimentador secundario

El porcentaje de sugerencia se define como la relación: % S = Sumergencia ÷ (Sumergencia + Elevación) X 100 Ejemplo: Si S = 3,2m y la elevación (altura de bombeo) es de 0,8m, el % S vale: 43 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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%S = 3,2m ÷ (3,2 + 0,8m) x 100 = 80% Se estima que la sumergencia en las bomba Lift usadas para recircular lodos en el sistema de lodos activados debe estar comprendidaentre 60 y 80% . VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA BOMBA LIFT VENTAJAS 1.-Fácil control del caudal de Qr (con válvula de paso rápido para el suministro de aire ) 2.- No requiere partes móviles (propelas caso de otras bombas ). 3.- Aplicable para líquidos corrosivos 4.- Bajo costo 5.- Fácil operación 6.- Muy simple 7.- Agrega oxigeno disuelto al líquido

DESVENTAJAS a) Baja eficiencia. Del orden del 50%

b) Oxigeno disuelto: corrosivo a las tuberías c) Fácil obstrucción

44 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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ACCESORIOS COMUNES

45 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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ACCESORIOS COMUNES. .- Codos de 45 y 90º

Puede ser de HN Y PVC. Para Cambiar la dirección del flujo

.- Diferentes válvulas (bola,compuerta,paso,etc)

Controlar el caudal

.- Bushing

Permite reducir en una tubería

de un diámetro A a un diámetro B Tiene una rosca hembra y otra macho

.- Unión universal

Permite unir dos tramos de tubería

yainstalada

.- Válvula

dispositivo con abertura, la cual

abre ó la cierra el paso de un fluido cierra ) el paso de un fluido ó lo regula.

.- Válvula check reacción .- Válvula reductora de presión .- Válvula de seguridad

Permite el flujo en una sola di

Reduce la presión Se dispara al alcanzar un valor 46

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Pre- establecido. Muy importante que en la salida del soplador tenga uno

MATERIALES MAS COMUNES UTILIZADO 1.- HIERRO NEGRO: Hierro rustico con muy bajo contenido de carbono. La dureza de hierro depende del contenido de carbono; así, si contiene menos de 0,2% recibe el nombre de acero blando, si tiene mas de 0,6% el acero es duro. 2.- HIERRO FUNDIDO ó TAMBIEN LAMADO HIERRO COLADO, tiene varias clases Es tipo de hierro se caracteriza por su alta contenido de carbono y silicio ( > de 2 y 1 % respectivamente, además de cantidades significativas de Mn, P Y S ). Su ductibilidad (capacidad de deformarse ) depende de la forma como se encuentra el carbono en el metal; si se encuentra en forma de laminas (hierro gris ) este hierro fundido presenta baja resistencia ; en cambio, si el carbono se encuentra en forma esféricas (hierro Esferoidal ) , el hierro tiene alta resistencia (por ejemplo, se usa en bombas de alta presión ). Hierro gris. hierro en forma laminar ) Presenta alta resistencia, bajo costo, usualmente requiere recubrimiento contra la corrosión y su ductibilidad es baja Hierro Esferoidal Muy frágil ( el carbono se encuentra en forma de esferas combinado con el Mg ) y no es fácil de soldar, : Fácil de cortar y abrir huecos, fácil de incrustar y tiene una alta resistencia mecánica. Se clasifica según la presión que resiste. Ejemplo: Según la ASTM (American Society of Mechanical Engineers ) CLASE PresiónKg/cm2) 100 7,0 47 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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10,5 24,5

3.- ACERO (EN GENERAL ) Es una combinación de Fe y C (0,5-1,5)%; es liviano, puede ser con costura o sin costura, no es fácil de aplicar uniones (soldar ) y altamente resistente a la corrosión. Presenta baja perdida por fricción. Se clasifica según la ASMT según el tipo de acero galvanizado. ejemplo ASMT ( A - 120 ) es un acero galvanizado apropiado para líquidos que tienen alta temperatura 4.- HIERRO GALVANIZADO: Es una combinación del Fe con Cr, cuya unión es fácil de soldar. Muy usado en las unidades de distribución de aire en los reactores biológicos por su ajuste –uniones bastantes eficientes. 5.- ACERO INOXIDABLE Hierro con un contenido de carbono (0,15% ),cromo (18%minimo ),níquel (8% ),Silicio (2% ) y Manganeso (2,5% maximo ) En ocasiones también se clasifica el acero según sus propiedades. .- Grupo acero- grupo F 300 es un acero muy resistente a la corrosión .- Grupo acero F 310 típico acero inoxidable, pero F 330 es un acero con alta propiedad refractaria. 6.- PVC (POLI CLORURO DE VINILO ) Resistente a la corrosión, rígido y liviano; así mismo, es no inscrustante,presenta baja perdida de fricción 7.- HIERRO DUCTIL Es una variante del hierro fundido donde el carbono que forma el metal no se encuentra en forma liminal sino en forma de minúsculas esferas (esto hace mas resistente al metal ) 48 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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8.- TUBERIA DE ASBESTO: Tubería de cemento- más fibra de vidrio, es resistente a la corrosión, fácil de trabajarlo, algo pesado y presenta una relativa alta resistencia a la compresión. 9.- LATON:Combinación entre el cobre (59-63)% y el cinc (41 – 37 )% GENERALIDADES DE MANTENIMIENTO:

IMPORTANTE: Una de las consideraciones más importante que debe conocer el operador para mantener en un buen estado y con larga vida los equipos (en especial el motor ) es minimizar el Rozamiento, el cual para maquinas eléctricas se refiere básicamente al calentamiento, causa principal del desgastes de los materiales de los equipo. El Rozamiento es la resistencia que experimenta un cuerpo cuando trata de moverse sobre otro. El Rozamiento puede clasificado en dos tipos: 1.- Deslizamiento 2.- Rodadura 1.- El tipo de deslizamiento existe cuando un cuerpo se resbala (desliza ) sobre otro cuerpo, este último le presenta una resistencia a este resbalamiento (la superficie por donde se va a resbalar el cuerpo siempre presenta irregularidad dando lugar al roce o rozamiento intenso (en especial si no tiene lubricación ).

Rozamiento Directo 1-1.- Este deslizamiento a la vez puede clasificarse como directo e indirecto .- Directo: Entre los dos cuerpos no hay sustancias 49 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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.- Indirecto: Entre los dos cuerpos hay sustancia (lubricante ) y el roce depende básicamente del lubricante. 2.- El otro tipo de Rozamiento recibe el nombre de Rodamiento Este roce se refiere cuando un cuerpo circular (redondo ) rueda sobre una superficie. Para este tipo de Rozamiento, además de influir irregularidad del cuerpo (superficie ) también influye el aplastamiento de la esfera (trata de hundirse sobre la superficie ).

COJINETES: Tanto los ejes rotatorios como los árboles requieren puntos de apoyo (para sostener su peso ) y para guiar su rotación; así mismo, como NO permitir desplazamiento; a estas estructuras se le denomina cojinetes. Los cojinetes permiten el libre movimiento entre una pieza fija y otra móvil.

50 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Los cojinetes de acuerdo a su estructura se clasifican en: a) Cojinetes de fricción b) Cojinetes de Rodamiento a) Cojinetes de fricción: el eje roza por deslizamiento b) Rodamiento, en este tipo de cojinete se interpone entre el eje y su apoyo (esferas, cilindros, conos, etc. ), esto obliga que se realice el rozamiento solo por rodadura. El rozamiento por rodadura (“ rueda ” ) tiene una menor resistencia que el rozamiento por desplazamiento (ejemplo en una carretilla de mano o una de dos ruedas para llevar maletas, se mueven con mucho mayor facilidad que si se desplazaran). Muy importante: .- Que el cojinete este engrasado adecuadamente, de lo contrario su destrucción es casi inmediata. .- Rodamiento más común: Este rodamiento consiste en dos aros o anillos concéntricos, en uno va el alojamiento en el soporte y en el otro interno en el eje; entre los dos aros pueden ir colocados las bolas o rodillos que disminuyen el desplazamiento y lo convierten en tipo rodadura; para mantener los elementos rodantes en sus respectivas distancias , los rodamientos tienen piezas llamadas jaulas (portabolas) En ocasiones los rodamientos se colocan en soportes especiales. 51 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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Preguntas-Problemas 1.- Defina: a) Árbol b) Acoplamiento 2.- Si la fuente de electricidad de un panel control es de 240V, ¿De cuánto debe ser el primer breaker protector ?. 3.- Cual será la potencia de un motor que puede elevar 25.000Kg de agua en 30 minutos a 10m e altura: Resp: 1,8CV 4.- Se quiere que una transmisión de una bomba gire a 2100rpm, la cual es movida por una polea de un motor de 6” de diámetro y gira a 3600rpm ¿Cuál es el diámetro de la polea de transmisión?. Resp: 10” 5.- Los cojinetes, usualmente se deben cambiar cada -------horas de uso. 52 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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6.- Usualmente el cambio de aceite del soplador es cada --------horas de uso

53 Caracas: Av. Lecuna, Edif. Royal, Piso 1, Apto. Nº 13. Maracay: Av. Bermúdez Edif. San Luis Tercer Piso. Telefax (0212) 545.77.85 / (0416) 404.94.20 E-mail: alicontraser@cantv.net Pagina Web: www.contraser.com.ve


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