CONTAMININACIÓN MINERA Y DE HIDROCARBUROS

...

b. Tubería de impulsión

• Longitud : 122.5 metros

• Válvula de retención : 1 unid

• Válvula de compuerta : 1 unid

• Codos a 90º : 5 unid

Una vez definido los datos de partidas, se procede a calcular la instalación de bombeo, esto es, a decidir el tipo y modelo de bomba y los diámetros y tipos de tuberías para la conducción del agua.

-

Cálculo de los diámetros de las tuberías

La expresión que relaciona el diámetro interior de la tubería con el caudal que la atraviesa es la siguiente:

v = 354·Q D2

Siendo:

- v, la velocidad del agua, en m/s;

- D, es el diámetro interior de la tubería, en mm;

- Q, es el caudal de agua que circula por la tubería, en m3/h.

Esta expresión permite despejar el diámetro (D) en función de la velocidad del agua (v) y el caudal de suministro (Q).

a. Diámetro de la tubería de aspiración

Se recomienda que para las tuberías de aspiración la velocidad del agua debería situarse en torno a los 1,8 m/s. Aplicando este valor y el caudal de 18.75 m3/h requerido a la expresión resulta el siguiente diámetro mínimo que se muestra en la siguiente tabla:

[pic 11]

Del catálogo de conductos de polietileno (HDPE anexo tabla 1) para suministro de agua a presión se elige para la tubería de aspiración la siguiente:

- Diámetro nominal (DN) : 63 mm

- Tipo : PE 100 (PN 20 bar.)

- Espesor de pared del tubo : 7.1 mm

- Diámetro libre interior : 48.8 mm

Una vez definido el diámetro de la tubería de aspiración se recalcula la velocidad para obtener la real del agua y comprobar que se mantiene dentro del rango recomendado:

v = 354·Q D2

Reemplazando con los siguientes datos:

- D, es el diámetro interior de la tubería: 48.8 mm

- Q, es el caudal de agua que circula por la tubería: 18.75 m3/h

Obtenemos:

[pic 12]

Diseño no conforme para la tubería de aspiración porque no cumple con el rango de velocidad que es de 1.8 m/s entonces elegimos otro diametro:

- Diámetro nominal (DN) : 90 mm

- Tipo : PE 100 (PN 20 bar.) Espesor de pared del tubo: 10.1 mm

- Diámetro libre interior : 69.8 mm

Reemplazando en la fórmula anterior resulta:

[pic 13]

b. Diámetro de la tubería de impulsión

Para las tuberías de impulsión se recomienda que la velocidad del agua debería situarse en torno a los 2,5 m/s. Aplicando este valor y el caudal de 18.75 m3/h, el diámetro mínimo resultante se muestra en la siguiente tabla:

[pic 14]

Del catálogo anterior de conductos de polietileno (HDPE anexo tabla 1 ) para suministro de agua a presión se elige para la tubería de impulsión la siguiente:

- Diámetro nominal (DN) : 75 mm

- Tipo : PE 80 (PN 20 bar.)

- Espesor de pared del tubo : 8.4 mm

- Diámetro libre interior : 58.2 mm

Una vez definido el diámetro de la tubería para la impulsión se recalcula la velocidad real del agua, para comprobar que se mantiene dentro del rango recomendado:

v = 354·Q D2

Reemplazando en la fórmula los siguientes datos:

D, es el diámetro interior de la tubería : 58.2 mm Q, es el caudal de agua que circula por la tubería : 18.75 m3/h;

Obtenemos:

[pic 15]

Diseño conforme.

Si seleccionamos velocidades bajas, requiere mayores diametros de tuberias .Si seleccionamos velocidades grandes disminuye los diametros de tuberia pero aumentan las pérdidas de energia. Por lo tanto debemos de elegir la velocidad promedio que debe variar de 0.6 m/s ≤ V≤ 2.4 m/s, entonces estamos dentro del rango.

-

Cálculo de la altura manométrica

La altura manométrica (Hd) total se compone de la suma de los siguientes términos:

Hd= Hg + Pc + 10 · Pi - Pa γ

Donde:

Hg : representa a la altura geométrica que debe vencer el fluido, en metros Pc = Hp + HL : es la pérdida de carga del fluido a su paso por las tuberías, válvulas, etc. y expresado en metros.

- Hp : perdida de carga por fricción

- HL : perdida de carga por accesorio

- Pi - Pa / γ : este término representa la presión diferencial existente entre las superficies del líquido en la impulsión y la aspiración de la bomba, devidido por su peso específico. El resultado se expresa en metros. En este caso, al tratarse tanto el pozo donde se realiza la aspiración como el depósito final de impulsión de espacios abiertos a la atmósfera, resulta que las presiones de aspiración e impulsión en la superficie del líquido serán iguales (Pa = Pi) y por lo tanto esta componente resultará cero (Pa - Pi = 0) y no deberá ser tenida en cuenta.

Por lo tanto, para calcular la altura manométrica que debe proporcionar la bomba, habrá que calcular la altura geométrica que debe salvar el fluido en su recorrido y sumarle la pérdida de carga por rozamiento producida en la instalación.