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UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIN DE INGENIERA MECNICA
PROYECCIN RED DE TUBERAS DE AGUA HELADA DEL SISTEMADE AIRE ACONDICIONADO, EDIF. TORRE FINANCIERA
DEL COMPLEJO BCV
Por:
Misael Jos Patio Surez
INFORME DE PASANTA
Presentado ante la Ilustre Universidad Simn Bolvar
como requisito parcial para optar al ttulo de
Ingeniero Mecnico
Sartenejas, julio de 2012
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UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIN DE INGENIERA MECNICA
PROYECCIN RED DE TUBERAS DE AGUA HELADA DEL SISTEMA
DE AIRE ACONDICIONADO, EDIF. TORRE FINANCIERA
DEL COMPLEJO BCV
Por:
Misael Jos Patio Surez
Realizado con la asesora de:
Tutor Acadmico: Prof. Carlos Corrales
Tutor Industrial: Ing. Julin Hernando
INFORME DE PASANTA
Presentado ante la Ilustre Universidad Simn Bolvar
como requisito parcial para optar al ttulo de
Ingeniero Mecnico
Sartenejas, julio de 2012
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UNIVERSIDAD SIMN BOLVARDECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIN DE INGENIERA MECNICA
PROYECCIN RED DE TUBERAS DE AGUA HELADA DEL SISTEMADE AIRE ACONDICIONADO, EDIF. TORRE FINANCIERA
DEL COMPLEJO BCV
Informe de pasanta presentado por:Misael Jos Patio Surez
Realizado con la asesora del Ing. Julin Hernando y el Prof. Carlos Corrales
RESUMEN
El proyecto que se presenta, consisti en la realizacin del diseo del sistema de tuberas desuministro y retorno de agua helada de la Torre Financiera del Banco Central de Venezuela, sedeCaracas, bajo la premisa de expandir la capacidad de distribucin de aire acondicionado dentrodel recinto y empleando el mtodo de retorno invertido como mecanismo de distribucin del aguahelada, logrando as que el recorrido del agua por todos los ramales sea similar y facilitando, deesa forma, el ajuste de los caudales por cada ramal. La metodologa de dicho proyectocomprendi el dimensionamiento de las tuberas, as como tambin la seleccin de las bombasnecesarias para la circulacin del agua, con el clculo de las prdidas hidrulicas. Losrequerimientos de los distintos equipos a suministrar agua refrigerada, entre los que resaltanchillers (enfriadores), unidades de manejo de aire (UMAs) y condensadores, fueron tomadoscomo base para el diseo. La materia prima del sistema, el agua helada, se obtendr del paso deagua por los chillers, y ser distribuida a travs del circuito de tuberas de suministro y retorno alas UMAs, dentro de las cuales se produce el intercambio de calor y se deriva el aire fro a losductos ubicados en cada uno de los niveles de la estructura en estudio. El sistema de resolucinempleado fue netamente informtico, a travs de la herramienta de simulacin hidrulicaEPANET, el cual permiti la simulacin de diferentes situaciones y posibles soluciones, y con la
cual se obtuvo el sistema de distribucin propuesto en este informe. Dicha propuesta result enun sistema de tuberas cuyos dimetros varan entre 2.5, para las conexiones directas a lasUMAs, y 14, para los dispositivos de mayor capacidad, los chillers. El sistema de bombeoplanteado maneja una capacidad (con un factor de seguridad de 10 %) de 4200 GPM, y susmotores poseen una potencia de 100 Hp.
Palabras claves:Agua helada, tuberas, UMAs, retorno invertido, bombas
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AGRADECIMIENTOS Y RECONOCIMIENTOS
A Dios, por todas sus Bendiciones y todos los privilegios concedidos a lo largo de mi vida.
Gracias Padre Celestial!
A mi madre, por siempre estar all, por cuidarme y darme ms de lo que merezco. Gracias por tu
amor mam!
A mi padre, por su gran esfuerzo cada da, porque al levantarme puedo contar contigo. Gracias
por tu presencia!
A mi familia y amigos, por todo el apoyo prestado, no solo en mi vida educativa, sino tambin
en mis actividades extracurriculares y decisiones personales.
A mi tutor industrial, por la orientacin y la enseanza prctica de lo que es ser ingeniero.
Gracias por pasar a ser un integrante indispensable en la autora de este trabajo.
A mi tutor acadmico, por su valiosa contribucin en el desarrollo de este proyecto. Por
compartir sus conocimientos y ayudarme a resolver los problemas que se hicieron presente
durante el desarrollo del proyecto.
A la institucin Banco Central de Venezuela por abrirme las puertas y permitirme conocer su
funcionamiento durante la realizacin de mis pasantas empresariales.
Al DOMT y especialmente a los integrantes del Departamento de Aire Acondicionado, por sus
consejos y gua durante mi estada en su lugar de trabajo.
A los empleados de IMA por prestarme su colaboracin, por estar atentos y permitirme
compartir buenos momentos.
Y a todas las personas que directa o indirectamente hicieron posible este informe de pasanta.
Gracias.
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NDICE GENERAL
INTRODUCCIN ......................................................................................................................... 1
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA..................................................................................................... 2
OBJETIVO GENERAL.......................................................................................................................... 3
OBJETIVOS ESPECFICOS................................................................................................................... 3
ALCANCE DEL PROYECTO................................................................................................................. 4
LIMITACIONES.................................................................................................................................. 4
UBICACIN....................................................................................................................................... 4
CAPTULO 1 ................................................................................................................................. 5
ENTORNOEMPRESARIAL ....................................................................................................... 5
1.1BANCO CENTRAL DE VENEZUELA............................................................................................... 5
1.2MISIN DE LA EMPRESA.............................................................................................................. 8
1.3VISIN DE LA EMPRESA............................................................................................................... 8
1.4ESTRUCTURA ORGANIZATIVA..................................................................................................... 9
1.5ORGANIGRAMA DEL DEPARTAMENTO DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO TCNICO.................. 10
CAPTULO 2 ............................................................................................................................... 11
FUNDAMENTOSTERICOS .................................................................................................. 11
2.1PROPIEDADES FSICAS DE LOS FLUIDOS..................................................................................... 11
2.1.1VISCOSIDAD........................................................................................................................... 12
2.1.1.1VISCOSIDAD ABSOLUTA O DINMICA.................................................................................. 12
2.1.1.2VISCOSIDAD CINEMTICA .................................................................................................. 12
2.1.2DENSIDAD.............................................................................................................................. 13
2.1.2.1DENSIDAD ESPECFICA O ABSOLUTA................................................................................... 13
2.1.2.2DENSIDAD RELATIVA.......................................................................................................... 14
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2.1.3PESO ESPECFICO.................................................................................................................... 14
2.1.4PRESIN DE VAPOR................................................................................................................ 15
2.2HIDRULICA DEL FLUJO EN TUBERAS....................................................................................... 15
2.2.1DEFINICIN DE FLUJO Y TIPOS DE FLUJOS............................................................................... 16
2.2.2FLUJO UNIFORME EN TUBERAS.............................................................................................. 17
2.2.3RESISTENCIA AL FLUJO EN CONDUCTOS CIRCULARES............................................................. 18
2.2.3.1EXPERIMENTO DE REYNOLDS............................................................................................. 19
2.2.3.2NUMERO DE REYNOLDS...................................................................................................... 21
2.2.3.3INTERACCIN FLUJO-PARED SLIDA................................................................................... 22
2.3HIDROSTTICA......................................................................................................................... 24
2.3.1PRESIN................................................................................................................................. 24
2.3.2PRESIN EXPRESADA COMO LA ALTURA DE UN FLUDO.......................................................... 25
2.4HIDRODINMICA....................................................................................................................... 26
24.1CAUDAL.................................................................................................................................. 26
2.4.2ECUACIN GENERAL DE ENERGA:TEOREMA DE BERNOULLI................................................. 27
2.5RESISTENCIA DE SUPERFICIE..................................................................................................... 28
2.5.1PRDIDAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS EN LAS TUBERAS...................................................... 28
2.5.1.1ECUACIN GENERAL DE LAS PRDIDAS PRIMARIAS:ECUACIN DE DARCY-WEISBACH...... 29
2.5.1.2CLCULO DEL COEFICIENTE DE PERDIDAS PRIMARIAS........................................................ 30
2.5.1.3DIAGRAMA DE MOODY....................................................................................................... 31
2.5.1.4ECUACIN FUNDAMENTAL DE LAS PRDIDAS SECUNDARIAS............................................... 32
2.5.1.5LONGITUD DE TUBERA EQUIVALENTE................................................................................ 32
2.6SELECCIN SISTEMA DE BOMBEO.............................................................................................. 34
2.6.1CURVAS CARACTERSTICAS DE UNA BOMBA.......................................................................... 34
2.6.2CURVA DE DEMANDA DEL SISTEMA....................................................................................... 36
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2.6.3PUNTO DE OPERACIN........................................................................................................... 37
2.6.4FUNCIONAMIENTO DE BOMBAS EN SERIE............................................................................... 38
2.6.5FUNCIONAMIENTO DE BOMBAS EN PARALELO........................................................................ 39
2.6.6CARGA NETA DE SUCCIN POSITIVA,NPSH ........................................................................... 40
2.7PROBLEMAS PRESENTES............................................................................................................ 42
2.8CONSECUENCIAS....................................................................................................................... 44
CAPTULO 3 ............................................................................................................................... 45
MARCOMETODOLGICO .................................................................................................... 45
3.1FASES DEL PROYECTO............................................................................................................... 45
3.2SIMULACIN............................................................................................................................. 48
3.2.1INGRESO DE DATA Y CREACIN DE LA RED............................................................................. 49
3.2.2METODOLOGA DE CLCULO Y CALIBRACIN........................................................................ 53
3.3SELECCIN DEL SISTEMA DE BOMBEO....................................................................................... 55
3.4ELABORACIN DE CMPUTOS MTRICOS.................................................................................. 55
CAPTULO 4 ............................................................................................................................... 57
RUTEODELSISTEMA ............................................................................................................. 57
CAPTULO 5 ............................................................................................................................... 61
REDISEOSYRESULTADOS ................................................................................................ 61
5.1PARMETROS DE DISEO.......................................................................................................... 61
5.2DIMENSIONAMIENTO DE TUBERAS........................................................................................... 62
5.2.1PRDIDAS HIDRULICAS........................................................................................................ 65
5.3SISTEMA DE BOMBEO................................................................................................................ 70
5.4CMPUTOS MTRICOS.............................................................................................................. 72
CONCLUSIONESYRECOMENDACIONES ......................................................................... 74
REFERENCIASBIBLIOGRFICAS....................................................................................... 76
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APNDICEA ............................................................................................................................... 79
APNDICEB ............................................................................................................................... 85
APNDICEC ............................................................................................................................. 100
APNDICED ............................................................................................................................. 109
APNDICEE ............................................................................................................................. 116
APNDICEF ............................................................................................................................. 119
APNDICEG ............................................................................................................................ 127
APNDICEH ............................................................................................................................ 129
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NDICE DE TABLAS
Tabla 2.1 Coeficiente de la Ecuacin para tuberas comerciales ............................................... 30
Tabla 2.2 Coeficiente de rugosidad absoluta, k, para tuberas comerciales .................................. 31
Tabla 5.1 Propiedades fsicas del agua @ 9.7 C .......................................................................... 61Tabla 5.2 Parmetros de diseo para el sistema de agua helada ................................................... 61
Tabla 5.3 Resultados de la calibracin .......................................................................................... 62
Tabla 5.4 Parmetros de diseo de circuito de agua helada. Tuberas Sch 40 .............................. 64
Tabla 5.5 Caudal de diseo por montante ..................................................................................... 65
Tabla 5.6 Prdidas hidrulicas por vlvulas y accesorios por montante ....................................... 66
Tabla 5.7 Espesor de aislante para tuberas con fluido interior fro .............................................. 69
Tabla 5.8 Comparacin de rendimiento de sistemas de bombeo .................................................. 71
Tabla 5.9 Cmputos mtricos del nuevo sistema de tuberas ........................................................ 73
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NDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Logotipo del Banco Central de Venezuela y lingotes de oro bajo resguardo del BCV 5
Figura 1.2 Edificio Torre Financiera BCV y Edificio Sede BCV ................................................... 7
Figura 1.3 Estructura organizativa del BCV ................................................................................... 9
Figura 1.4 Organigrama del DOMT .............................................................................................. 10
Figura 2.1 Volumen de control para el flujo en una tubera .......................................................... 18
Figura 2.2 Esquema del aparato utilizado por O. Reynolds para establecer el rgimen del flujo . 19
Figura 2.3 Resultados del primer experimento de Reynolds ........................................................ 20
Figura 2.4 Flujos similares alrededor de esferas de diferentes tamaos ....................................... 21
Figura 2.5 Fotografas flujos en rgimen laminar, de transicin y turbulento .............................. 22
Figura 2.6 Capa lmite ................................................................................................................... 23Figura 2.7 Desarrollo de una capa lmite turbulenta ..................................................................... 23
Figura 2.8 Flujos hidrulicamente liso e hidrulicamente rugoso ................................................. 24
Figura 2.9 Relacin entre las presiones manomtricas.................................................................. 25
Figura 2.10 Nomograma de prdida de carga secundaria de la firma Gould Pumps, U.S.A. en
accesorios de tubera para agua ..................................................................................................... 33
Figura 2.11 Representacin de una Bomba centrfuga .................................................................. 34
Figura 2.12 Curvas caractersticas de una bomba centrfuga a una velocidad de rotacin constante
....................................................................................................................................................... 35
Figura 2.13 Curvas de demanda del sistema para la instalacin mostrada.................................... 36
Figura 2.14 Obtencin grfica de los puntos de operacin ........................................................... 37
Figura 2.15 Punto de operacin (Q y H) y ptimo (Qo y Ho) ....................................................... 38
Figura 2.16 Esquema del funcionamiento de Bombas en serie ..................................................... 38
Figura 2.17 Curva caracterstica para el funcionamiento en serie ................................................. 39
Figura 2.18 Esquema de funcionamiento de Bombas en paralelo ................................................. 39
Figura 2.19 Curva caracterstica para el funcionamiento en paralelo ........................................... 40 Figura 2.20 Estado fsico del sistema de tuberas (retorno invertido) de distribucin de agua
helada ............................................................................................................................................. 43
Figura 2.21 Imgenes de la escalerilla en diferentes espacios de la red de distribucin ubicada
dentro de las fosas de servicios Norte y Sur .................................................................................. 43
http://c/Users/Misael/Desktop/Pasant%C3%ADa/Informe%20de%20Pasant%C3%ADa/Informe%20de%20Pasant%C3%ADa_MJPS/Informe%20de%20Pasant%C3%ADa_Parcial.docx%23_Toc329772360http://c/Users/Misael/Desktop/Pasant%C3%ADa/Informe%20de%20Pasant%C3%ADa/Informe%20de%20Pasant%C3%ADa_MJPS/Informe%20de%20Pasant%C3%ADa_Parcial.docx%23_Toc329772360http://c/Users/Misael/Desktop/Pasant%C3%ADa/Informe%20de%20Pasant%C3%ADa/Informe%20de%20Pasant%C3%ADa_MJPS/Informe%20de%20Pasant%C3%ADa_Parcial.docx%23_Toc329772360 -
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Figura 3.1 Caractersticas del programa EPANET ........................................................................ 48
Figura 3.2 Ventana de seleccin de opciones hidrulicas ............................................................. 49
Figura 3.3 Modelo esquemtico de la Torre Financiera del BCV ................................................. 50
Figura 3.4 Editor de propiedades de nudo de caudal ..................................................................... 51
Figura 3.5 Editor de propiedades de tubera .................................................................................. 52
Figura 3.6 Editor de curvas de comportamiento de bomba ........................................................... 52
Figura 3.7 Ventana de informe de estado del sistema ................................................................... 53
Figura 3.8 Ventana de informe de energas ................................................................................... 53
Figura 3.9 Ventana de estado de los nudos de la red ..................................................................... 54
Figura 4.1 Vista planta. Montante norte del actual sistema de tubera .......................................... 58
Figura 4.2 Vista planta. Montante sur del actual sistema de tubera ............................................. 58
Figura 4.3 Estado de la chimenea del incinerador ......................................................................... 59
Figura 4.4 Vista planta. Ruta propuesta sistema de tuberas del montante norte .......................... 60
Figura 4.5 Vista planta. Ruta propuesta sistema de tuberas del montante sur ............................. 60
Figura 5.1 Modelo esquemtico sistema propuesto ...................................................................... 62
Figura 5.2 Resumen del proyecto .................................................................................................. 63
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LISTA DE ABREVIATURAS
BCV: Banco Central de Venezuela
UMA:Unidad de manejo de Aire
UMAs:Unidades de Manejo de Aire
P:Diferencia de Presin
T:Temperatura
PB: Planta baja
TNR: Toneladas de Refrigeracin
ASME (American Society of MechanicalEngineers): Sociedad Americana de
Ingenieros Mecnicos
ASTM (American Society for Testing and
Materials): Sociedad Americana para
Pruebas de Materiales
AISI (American Iron and Steel Institute):
Instituto Americano del Hierro y el Acero
ASHRAE (American Society of Heating,
Refrigerating and Air Conditioning
Engineers): Sociedad Americana de los
Ingenieros de Calefaccin, Refrigeracin y
Aire Acondicionado
S.I.: Sistema Internacional de Unidades
COVENIN: Comisin Venezolana de
Normas Industriales
AHRI (Air Conditioning, Heating and
Refrigeration Institute): Instituto de la
Refrigeracin, Calefaccin y Aire
Acondicionado
Tsum: Temperatura de suministro
Tret: Temperatura de retorno
T: Diferencia de temperatura
Poper: Presin de operacin
k: Coeficiente de prdidas secundarias
kt: Coeficientes de prdidas secundarias
totales
kt: Sumatoria de los coeficientes de
prdidas secundarias totales
Leq: Longitud equivalente
Leqt: Longitud equivalente total
Leq: Sumatoria de la longitud equivalente
Leqt: Sumatoria de la longitud equivalente
total
: Factor de seguridad
Sch (Schedule): Cdula
UNE: Una Norma Espaola
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ABREVIATURAS DE UNIDADES
bhp (brake horsepower): caballos de potencia al freno
C: grado Celsius o centgrado
ft (feet): pieF: grado Fahrenheit
K: grado Kelvin
hp (horsepower): caballos de potencia
Hz: Hertz
in (inch): pulgada
kg: kilogramo
kg/m3: kilogramo por metro cbico
kPa:kilopascal
kN: kilonewton
W: vatio
kW: kilovatio
m/s:metro por segundo
m:metro
mm:milmetro
m.c.a.:metro de columna de agua
ft.c.a.: pie de columna de agua
m3/s:metro cbico por minuto
psi (pound per square inch):libra fuerza por pulgada cuadrada
rpm:revoluciones por minuto
cSt: centistokes
lps: litros por segundos
gpm: galones por minutos: segundo
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INTRODUCCIN
La humanidad ha estado en una constante bsqueda de inventos que satisfagan sus necesidades,
pero no se queda nicamente inventando o descubriendo sino que siempre busca ir ms all, esdecir, perfeccionndolos y adaptndolos a la poca.
Es as como aparecieron en la palestra pblica los sistemas de aire acondicionado, permitiendo
estos climatizar el ambiente interior de una vivienda o local (bien sea refrigerando, es decir
enfriando o climatizando, cuando presentan la capacidad de enfriar y calentar el recinto) y una de
las configuraciones usadas es la del sistema de agua helada, la cual consiste en instalar un equipo
central denominado como enfriador de lquidos (chillers), que suministra agua helada por medio
de una red de tuberas a las unidades interiores (UMAs) que se instalan dentro de la zonasacondicionadas, estas unidades cuentan dentro de ellas con un serpentn en el cual circula agua
helada y por medio de un ventilador silencioso forza a pasar el aire de la zona por el serpentn de
la evaporadora y de esta forma a travs de ductos, se disipa el fro en la habitacin.
Es por ello que, como muchas empresas, el BCV adopt el sistema de agua helada, sin embargo
las pocas van cambiando y en la actualidad hay ms personal y equipos ms sofisticados lo cual
requiere realizar ciertos ajustes al sistema de aire acondicionado.
Por lo antes mencionado, el proyecto que se presenta est basado en la ampliacin de lastuberas de agua helada que conforman el sistema de aire acondicionado; dichos ajustes
permitirn un mayor confort y bienestar, fundamental para la calidad del aire interior, que
preserva la salud y las condiciones de vida de las personas que all laboran, as como una mayor
vida til de los equipos que posee la institucin.
Cabe destacar, que en la primera parte se suministra una visin general del problema planteado
y la propuesta que responde a la solucin del mismo, seguidamente el objetivo general y los
especficos, el alcance del proyecto y las limitaciones.
Por otro lado, el informe se divide en captulos en los cuales se expone a grosso modo el
entorno empresarial (historia, misin, visin del BCV, entre otros) donde se llev a cabo el
proyecto, un marco de las bases tericas que sustentan las herramientas utilizadas para alcanzar la
solucin, una descripcin completa y detallada de la metodologa empleada en el desarrollo, y
por ltimo, la explicacin de las actividades especficas llevadas a cabo en cada fase de la
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metodologa contemplada en el proyecto, en donde se incluyen los resultados obtenidos, que
abarcan todos los objetivos que se plantearon y los cmputos mtricos asociados al nuevo
sistema.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Antes del siglo XX slo se poda contar con equipos que enfriaban y deshumedecan el aire por
contacto directo con el agua fra lo que requera que la temperatura del agua fra se mantuviera
por debajo de la temperatura del punto de roco que se pretenda lograr en el aire de suministro
durante todo el proceso pues el intercambio trmico aire-agua era en paralelo, pero a inicios de
este siglo clientes industriales vieron las ventajas econmicas que ofreca el uso del agua fra para
mantener condiciones controladas de temperatura y humedad.
Por lo cual muchas industrias adoptaron este sistema, entre ellas el Banco Central de Venezuela
que para ese momento ocupaba el mismo espacio fsico pero contaba con menos personal y
equipos menos sofisticados que los que actualmente tiene. Hoy en da la institucin cuenta con un
sin nmero de dispositivos de ltima tecnologa y de un capital humano ms numeroso, por lo
cual ahora requiere que el sistema de refrigeracin sea expandido, generando as ms capacidad.
Para esto se necesita que el sistema sea capaz de soportar un caudal mucho mayor
(aproximadamente tres veces ms del existente actualmente), empleando materiales modernostanto en las tuberas como en el aislamiento, que se traduzcan en una mejora sustancial del
circuito cerrado en estudio y bombas que puedan manejar tal caudal.
Lo que se busca con estas mejoras es renovar completamente el sistema actual cuya data de
inicio de funcionamiento se remonta al ao de inauguracin de la Torre Financiera del BCV,
1973, por lo que su vida til se ha dado por terminada y que se mantiene en funcionamiento a
travs de una serie de mantenimientos correctivos y de instalaciones menores de equipos nuevos
como fan-coils, UMAs, vlvulas variadas, entre otros.
Es importante destacar, que aunque se requiera un costo inicial elevado por concepto de compra
e instalacin de los nuevos equipos, como es de preverse en obras de gran envergadura, su
beneficio a largo plazo ser cuantioso, ya que se estara cambiado una estrategia de
mantenimiento correctivo que conlleva gastos continuos en elementos que no aumentan la
eficiencia del sistema por una de mantenimiento preventivo del nuevo sistema de red de tuberas
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que permitir un funcionamiento ptimo y una vida til mayor de los equipos y elementos a
instalar.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Dimensionar el sistema de distribucin de agua helada de la institucin que permita una
ampliacin significativa de la capacidad refrigerativa con respecto a la actual, mediante la cual se
garantice un ambiente de trabajo adecuado en los diferentes niveles de la estructura y en la que se
toma en cuenta el crecimiento inminente del capital humano y tecnolgico de la empresa, a
mediano y largo plazo.
OBJETIVOS ESPECFICOS
Realizar una investigacin documental sobre los diferentes procesos que intervienen en el
sistema de aire acondicionado alimentado por agua helada.
Adquirir conocimiento de los diferentes equipos que componen el sistema de distribucin
de aire refrigerado de la institucin, su funcionamiento, condicin de operacin, vida til,ubicacin dentro de la estructura, entre otros.
Efectuar levantamiento de medidas que permita identificar las fallas y puntos crticos del
sistema, y que conduzca a la definicin de la distribucin y ruta de la nueva red de
tuberas de agua helada.
Dimensionar el sistema de tuberas, considerando los siguientes parmetros:
un aumento de 40% con respecto a la capacidad actual, desde el piso 1 hasta el
piso 26 de la Torre Financiera, logrando de esta manera pasar de una potencia de25 TNR a 35 TNR por UMA.
una ampliacin de 60% con respecto a la existente, en las UMAs presentes en los
niveles PB, Stano 1 y Stano 2, pasando as, de 25 TNR a 40 TNR.
un incremento de 20% de la potencia actual en las UMAs del Stano 3, lo que
permite alcanzar una potencia refrigerativa de 30 TNR.
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Esto incluye, especificar las longitudes y dimetros de los tramos verticales que conducen
la materia prima a los diferentes evaporadores ubicados en cada nivel, y calcular las
prdidas hidrulicas debidas a friccin interna, vlvulas y diferentes accesorios que sern
instalados.
Identificar y proponer materiales para el nuevo sistema de tubera de agua helada segn
especificaciones de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM, por sus
siglas en ingls).
Seleccionar las bombas que permitan el ptimo funcionamiento del sistema, tomando en
cuenta criterios operativos y econmicos.
Realizar los cmputos mtricos que indiquen la factibilidad del proyecto en trminos
financieros y de obtencin de los materiales necesarios para su ejecucin.
ALCANCE DEL PROYECTO
Se llevarn a cabo los clculos para el dimensionamiento de la instalacin de la nueva red de
tuberas de agua helada, producida por dos (2) chillers, que suministra hacia los distintos equipos
que necesiten de la misma, lo que permitir una mayor capacidad de distribucin de aire
refrigerado y se traducir en mayor confort y mejor ambiente de trabajo.
LIMITACIONES
Este proyecto se limita a la elaboracin de cmputos mtricos y diseo del sistema de tuberas
de agua helada y no contempla el estudio estructural ni la ingeniera civil requerida para la
ubicacin e instalacin de las tuberas con sus accesorios (vlvulas, uniones y soportes).
Tampoco se prev el anlisis de las condiciones del agua y el aire que aseguren el ptimo
funcionamiento de los elementos que conforman el circuito de agua helada.
UBICACIN DE LA INSTALACIN
Este proyecto se desarrollar en la Torre Financiera del Banco Central de Venezuela, ubicada en
la esquina de Carmelitas, avenida Urdaneta, Caracas, Distrito Capital.
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CAPTULO 1ENTORNO EMPRESARIAL
1.1 BANCO CENTRAL DE VENEZUELA [1] [2]
El Banco Central de Venezuela se cre mediante una ley promulgada el 8 de septiembre de
1939, publicada en la Gaceta Oficial No. 19.974 del 8 de septiembre de 1939, durante la
presidencia de Eleazar Lpez Contreras.La emisin y circulacin de billetes en todo el territorio nacional era derecho exclusivo del
Banco Central. El BCV slo podra poner en circulacin billetes y monedas: mediante la compra
de oro, de divisas y de la realizacin de las operaciones de crdito, especificadas en la ley, con los
bancos y con el pblico. Los billetes del Banco Central eran convertibles en moneda legal
venezolana, en barras de oro o en letras o giros a la vista sobre fondos depositados en el exterior.
El Banco estaba obligado a respaldar el 50 por ciento de los billetes emitidos en oro amonedado,
nacional o extranjero y en barras depositadas en sus propias bvedas o en custodia en bancos en
el exterior, as como en depsitos a la vista en bancos forneos.
Figura 1.1Logotipo del Banco Central de Venezuela [3] (izquierda) y lingotes de oro bajo
resguardo del BCV [4] (derecha)
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Los bancos centrales han evolucionado hasta instituirse en autoridades independientes,
dedicados a mantener la estabilidad de los precios y la confianza en la moneda, calificados como
un bien pblico fundamental.
Existe un lazo esencial entre la estabilidad de precios y el buen funcionamiento de lademocracia. La independencia de los bancos centrales es el smbolo y la condicin de la
confianza en su moneda de los actores econmicos, tanto consumidores como productores.
El marco normativo actual se ha adecuado a las nuevas concepciones y corrientes existentes en
la Banca Central de un mundo globalizado, donde las instituciones de este carcter valoran la
autonoma como una manera de enfrentar los grandes cambios que han ocurrido y que siguen
ocurriendo en la esfera financiera, bancaria y monetaria de un modo integrado. Es decir, sobre el
BCV recae una tarea muy bien delimitada con relacin a tres variables o medios: el dinero, elcrdito y la tasa de cambio, con miras a contribuir al logro de tres supremos objetivos: la
estabilidad de la moneda, el equilibrio econmico y el desarrollo ordenado de la economa.
Las transformaciones en la misin y filosofa del Banco Central vinieron acompaadas con
cambios en los espacios y edificaciones, dada la complejidad de las funciones, as como la
expansin de su influencia y cobertura, que implicaron la proyeccin de ellas sobre la sociedad.
Adems al convertirse en un sujeto de la sociedad financiera internacional, debi alternar con
instituciones o centros de poder econmico albergados en espacios cnsonos con la funcin quedesempean. Es decir la imagen tanto hacia el interior del pas y hacia el exterior, habra de tener
rasgos trascendentes asociados a su misin pblica.
La primera sede que ocup el Banco Central estuvo ubicada entre las esquinas de Veroes y
Jesuitas. En este local abri sus puertas al pblico el 15 de Octubre de 1940 y all se inici el
proceso de canje de billetes emitidos con anterioridad por los bancos comerciales autorizados,
por los nuevos billetes del Banco Central. De esta manera se concret la centralizacin de las
reservas monetarias internacionales del pas. Posteriormente, el 1 de enero de 1941 fue
inaugurado el Banco Central oficialmente en acto solemne que cont con la presencia del
Presidente de la Repblica, Gral. de Divisin Eleazar Lpez Contreras.
El 19 de octubre de 1943, se coloc la primera piedra para la construccin de un edificio propio.
El diseo de la obra le fue confiado al arquitecto Gustavo Wallis L., quien concibi y construy
un edificio sobrio, elegante, funcional y de gran solidez. En menos de cuatro lustros esta sede fue
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insuficiente dada la expansin de las actividades provenientes del rpido crecimiento econmico
del pas, que demandaron una mayor capacidad de sus bvedas, as como a las facilidades para la
recepcin y entrega de numerario en condiciones ptimas de seguridad.
Hacia la mitad de la dcada de los cincuenta surgi la necesidad de un nuevo local. Se hizo unproyecto bajo la responsabilidad del Arquitecto Toms Sanabria, para construir un edificio en dos
etapas. En la primera se hara la sede para los ms altos niveles de decisin del Banco y tambin
parte de las bvedas de seguridad y otros servicios especficos de la Institucin. Se construy en
el terreno ubicado en el ngulo noroeste de la esquina de Carmelitas, sobre la avenida Urdaneta.
Su diseo mereci el Premio Nacional de Arquitectura y el edificio fue inaugurado en 1965, con
asistencia del Presidente de la Repblica Dr. Ral Leoni. Tiene aproximadamente 27.000 metros
cuadrados de construccin que comprenden cinco stanos en la zona de estacionamiento, tres en
la zona seguridad y de oficinas, la planta baja, la mezzanina, tres pisos generales para oficinas y
un cuarto piso para comedores y sala de asambleas.
La segunda fase, abarcara una torre de vastas proporciones, originalmente destinada a ser
compartida con otros organismos financieros afines al BCV, tales como la Bolsa de Valores de
Caracas, la Comisin Nacional de Valores y el Fondo de Inversiones de Venezuela.
La Torre Financiera, como fue denominada, se construy y fue inaugurada por el Presidente
Rafael Caldera el 14 de Septiembre de 1973 con un total de 26 pisos sobre el nivel de la calle,destinados a dependencias del BCV y a los organismos financieros que inicialmente fueron
ubicados en el edificio sede. La edificacin est interconectada con el edificio sede con el cual
forma una sola unidad arquitectnica y funcional.
Figura 1.2Edificio Torre Financiera BCV (al fondo, figura de la izquierda) y Edificio Sede BCV
(derecha) [5]
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1.2 MISIN [6]
El Banco Central de Venezuela tiene entre sus objetivos ms significativos, lograr la estabilidad
de precios y preservar el valor interno y externo de la moneda como parte de las polticas
pblicas que contribuyen con el desarrollo humano integral y el progreso armnico de la
economa nacional, para alcanzar los objetivos superiores del Estado y la nacin. De all que
estar comprometido con la tarea del desarrollo y coadyuvar a los procesos implcitos en ste,
armonizndolos con los de las esferas monetaria y cambiaria.
Asimismo, en el marco de la integracin latinoamericana y caribea, el Banco Central de
Venezuela establece los mecanismos para facilitar la coordinacin de polticas macroeconmicas
con los bancos centrales regionales. Para lograr estos propsitos, el Instituto tiene entre sus
funciones las de formular y ejecutar la poltica monetaria; participar en el diseo y ejecutar la
poltica cambiaria; regular la moneda, el crdito y las tasas de inters; administrar las reservas
internacionales y estimar su nivel adecuado; velar por el funcionamiento del sistema de pago;
emitir especies monetarias y asesorar a los poderes pblicos nacionales en las materias de su
competencia.
1.3 VISIN [6]
El Banco Central de Venezuela se proyecta como un organismo:
a. Que armoniza la formulacin y ejecucin de las polticas de su competencia con las
necesidades del pas y los fines del Estado en la regulacin de la economa y el desarrollo
integral.
b.Que consolida su integracin con el proceso nacional para cooperar con el desarrollo del pas.
c.Que afianza, con el desempeo de cada una de sus funciones y responsabilidades, un modelo
de comportamiento de alta credibilidad, reputacin, prestigio y solidaridad.
d.Que desarrolla un ambiente de ejercicio de sus plenas capacidades, de actuacin responsable,
transparente, coordinada y comprensible para la sociedad.
Para estos fines, dispondr de:
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a.Un diseo de organizacin y funcionamiento gil, integral, orientado a resultados y flexible
que asegure una alta capacidad de respuesta, el control de la gestin y la evolucin favorable de
los factores claves asociados con el cumplimiento de sus polticas y evaluacin de su desempeo.
b.Un esquema de direccin institucional que facilite la consecucin y calidad de los resultados,
estimule las condiciones para la interaccin y el dilogo con la sociedad y sus instituciones, y
contribuya a mantener un clima organizacional apropiado para el buen funcionamiento interno.
c.Un equipo humano con vocacin de servicio, de reconocida calificacin profesional y tcnica,
altamente estimulado, bien administrado, orientado al logro y con sensibilidad social.
1.4 ESTRUCTURA ORGANIZATIVA BCV
La figura 1.2 muestra el esquema del organigrama principal del Banco Central de Venezuela
en la actualidad.
Figura 1.3 Estructura organizativa del BCV [7]
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1.5 ORGANIGRAMA DEL DEPARTAMENTO DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO
TECNICO (DOMT)
El desarrollo de este proyecto fue asignado al Departamento de Aire Acondicionado, el cual es
dependiente de la Divisin Tcnica de Mantenimiento. La Figura 1.4 muestra el organigrama del
Departamento de Operacin y Mantenimiento Tcnico.
Figura 1.4 Organigrama del DOMT
[7]
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CAPTULO 2FUNDAMENTOS TERICOS
2.1 PROPIEDADES FISICAS DE LOS FLUIDOS [8] [9]
La solucin de cualquier problema de flujo de fluidos requiere un conocimiento previo de las
propiedades fsicas del fluido en cuestin. Valores exactos de las propiedades de los fluidos que
afectan a su flujo, principalmente la viscosidad, la densidad (especfica y relativa) y el pesoespecfico, han sido establecidos por muchas autoridades en la materia para todos los fluidos
utilizados normalmente.
Fluido se define como aquella sustancia que, debido a su poca cohesin intermolecular, carece
de forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene. Un fluido no ofrece resistencia
a la deformacin por esfuerzo cortante. Esta es la caracterstica que distingue esencialmente un
fluido de un slido.
Los fluidos se clasifican en lquidos y gases. Los lquidos a una presin y temperaturadeterminadas ocupan un volumen determinado. Introducido el lquido en un recipiente adopta la
forma del mismo, pero llenando slo el volumen que le corresponde. Si sobre el lquido reina una
presin uniforme, por ejemplo, la atmosfrica, el lquido adopta, una superficie libre plana, como
la superficie de un lago o la de un vaso de agua.
Los gases, por su parte, a una presin y temperatura determinada tienen tambin un volumen
determinado, pero puestos en libertad se expansionan hasta ocupar el volumen completo del
recipiente que lo contiene, y no presentan superficie libre. Por tanto, el comportamiento delquidos y gases es anlogo en conductos cerrados (tuberas); pero no en conductos abiertos
(canales), porque slo los lquidos son capaces de crear una superficie libre.
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2.1.1 VISCOSIDAD [8]
La viscosidad expresa la facilidad que tiene un fluido para fluir cuando se le aplica una fuerza
externa. El coeficiente de viscosidad absoluta, o simplemente la viscosidad absoluta de un fluido,
es una medida de su resistencia al deslizamiento o a sufrir deformaciones internas. La melaza es
un fluido muy viscoso en comparacin con el agua; a su vez, los gases son menos viscosos en
comparacin con el agua.
Se puede predecir la viscosidad de la mayor parte de los fluidos; en algunos la viscosidad
depende del trabajo que se haya realizado sobre ellos.
Existe gran confusin respecto a las unidades que se utilizan para expresar la viscosidad; de ah
la importancia de utilizar las unidades adecuadas cuando se sustituyen los valores de la
viscosidad en las frmulas.
2.1.1.1 VISCOSIDAD ABSOLUTA O DINMICA [8]
La unidad de viscosidad dinmica, , en el sistema internacional (SI) es el pascal segundo
(Pa*s) o tambin newton segundo por metro cuadrado (N*s/m2), o sea kilogramo por metro
segundo (kg/m*s). Esta unidad se conoce tambin con el nombre de Poiseuille (PI) en Francia,
pero debe tenerse en cuenta que no es la misma que el poise (P) descrita a continuacin.
El poise es la unidad correspondiente en el sistema CGS de unidades y tiene dimensiones de
dina segundo por centmetro cuadrado o de gramos por centmetro segundo. El submltiplo
centipoise (cP), 10-2poises, es la unidad ms utilizada para expresar la viscosidad dinmica. La
relacin entre el Pascal segundo y el centipoise es:
La viscosidad del agua a 20 C es muy cercana a un centipoise.
2.1.1.2 VISCOSIDAD CINEMTICA [8]
Es el cociente entre la viscosidad dinmica y la densidad. En el sistema internacional (SI) la
unidad de viscosidad cinemtica, , es el metro cuadrado por segundo (m2/s). La unidad CGS
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La densidad del agua destilada a la presin atmosfrica de 4 C es mxima e igual
aproximadamente a:
2.1.2.2 DENSIDAD RELATIVA [9]
Es la relacin entre la masa del cuerpo a la masa de un mismo volumen de agua destilada a la
presin atmosfrica y 4 C. Esta relacin es igual a la de los pesos especficos del cuerpo en
cuestin y del agua en las mismas condiciones. La densidad relativa es una magnitud
adimensional y es funcin de la temperatura y de la presin.
La densidad relativa del agua a una temperatura determinada es la densidad absoluta del agua a
esa misma temperatura dividida por la densidad del agua a 4 C (densidad mxima). La densidadde un lquido se mide muy fcilmente con el densmetro. Este consiste en un flotador lastrado de
peso W, que se sumerge en una probeta llena del lquido, cuya densidad se quiere medir. Se basa
en el principio de Arqumedes. El flotador se hundir ms en el lquido de menor densidad y
desalojar ms lquido. Segn la primera ley de Newton, el peso P del lquido desalojado por el
flotador (igual al empuje hacia arriba, segn el principio de Arqumedes) deber ser igual al peso
del flotador, W.
Se tiene, pues:
Donde: P peso del lquido desalojado por el flotador.
densidad del lquido.
V volumen del lquido desalojado.
2.1.3 PESO ESPECFICO [9] [10]
Peso especfico es el peso por unidad de volmen,
Donde: W peso en N, SI.
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V volumen en m3, SI.
El peso especfico es funcin de la temperatura y de la presin aunque en los lquidos no vara
prcticamente con esta ltima.
Ecuacin de dimensiones: [] [][] [][][]
Unidad en el SI:
Como , se deduce que,
En condiciones normales (g = 9.807 m/s2), el agua a 15.6C tiene un peso especfico de 9.80
kN/m3
o 62.4 lb/ft3
.
Es de notar que la densidad es una cantidad absoluta, debido a que depende de la masa que es
independiente de la posicin. En cambio, el peso especfico no es una cantidad absoluta ya que
depende del valor de la aceleracin gravitacional, la cual si vara segn la posicin,
principalmente latitud y elevacin por encima del nivel del mar.
2.1.4 PRESIN DE VAPOR [11]
Los lquidos se evaporan debido a que las molculas se escapan de la superficie del lquido. Las
molculas de vapor ejercen una presin parcial en el espacio conocida como presin de vapor. Si
el espacio arriba del lquido es limitado despus de un tiempo suficiente el nmero de molculas
de vapor que golpean la superficie del lquido y se condensan es justamente igual al nmero que
escapa en cualquier intervalo de tiempo, dndose as el equilibrio. Ya que este fenmeno depende
de la actividad molecular, que es una funcin de la temperatura, la presin de vapor de un fluido
dado depende de la temperatura y aumenta con ella.
2.2 HIDRULICA DEL FLUJO EN TUBERIAS [12]
Las teoras y ecuaciones necesarias para calcular el flujo de fluidos incompresibles en tuberas
simples o en sistemas de tuberas, haciendo nfasis en las secciones transversales circulares. Para
explicar el flujo de este tipo de fluidos a travs de tuberas se hace uso de las ecuaciones de
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conservacin de cantidades fsicas establecidas, lo que hoy en da se conoce como la fsica
clsica. En particular se utilizan las ecuaciones de conservacin de la masa o ecuacin de
continuidad, de conservacin de la energa y de conservacin del momentum lineal.
En la ecuacin de conservacin de la energa se debe hacer uso de un trmino que describa lasprdidas de energa ocasionadas por la friccin entre el fluido en movimiento y la pared interna
de la tubera. Ese trmino se describe matemticamente por medio de ecuaciones que se conocen
con el nombre de ecuaciones de friccin o de resistencia fluida, que por lo general relacionan la
energa que se pierde con el flujo en s, representado por la velocidad media del fluido o el caudal
que pasa a travs de la tubera. Todas las ecuaciones de friccin que describen el flujo en tuberas
son de naturaleza similar: se basan en un equilibrio de fuerzas, que conforma la segunda ley de
Newton del movimiento.
2.2.1 DEFINICIN DE FLUJO Y TIPOS DE FLUJOS [12] [13]
Desde el punto de vista de su comportamiento mecnico, un fluido es una sustancia que no
puede resistir esfuerzo cortante. Si ste se presenta, el fluido se deforma y contina deformndose
mientras exista esfuerzo cortante. En este proceso de deformacin continua las diferentes partes
del fluido cambian de posicin relativa permanentemente, a la vez que tienen un movimiento
relativo con respecto a un contorno slido. Esta combinacin se conoce como flujo.
En trminos sencillos, flujo es el movimiento de un fluido con respecto a un sistema inercial de
coordenadas, generalmente ubicado en un contorno slido.
El flujo en una tubera, o de hecho en cualquier tipo de ducto, se puede determinar mediante las
siguientes cantidades fsicas:
Desplazamiento de una partcula de fluido.
Velocidad de una partcula de fluido en un punto del campo de flujo.
Aceleracin de una partcula de fluido en un punto del campo de flujo.
Con respecto al espacio, los flujos se clasifican en uniformes (si las cantidades fsicas
permanecen constantes en el espacio) y no uniformes. Con respecto al tiempo se clasifican en
permanentes o estacionarios (si las cantidades de flujo permanecen constantes en el tiempo) y no
permanentes. Estos cuatro tipos de flujos se combinan, as:
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Flujo uniforme permanente: ninguna de las caractersticas del flujo (presin y velocidad)
varan en el espacio y/o el tiempo.
Flujo uniforme no permanente: las caractersticas no varan en el espacio pero s con el
tiempo. Es muy difcil encontrar este tipo de flujo en la naturaleza, debido a que loscambios tendran que ocurrir en forma simultnea a todo lo largo de la tubera (la
velocidad de la seal de cambio tendra que ser infinita).
Flujo variado permanente: las caractersticas del flujo varan con el espacio pero no con el
tiempo.
Flujo variado no permanente: las caractersticas del flujo varan con el espacio y con el
tiempo. Debido a que el flujo uniforme no permanente no existe, este nuevo tipo se
conoce con el nombre de flujo no permanente. En el caso de tuberas, el flujo no
permanente se denomina golpe de ariete, debido a que usualmente est acompaado por
ruidos fuertes, adems de cambios bruscos en presin y velocidad, tpicos de este tipo de
flujo.
Un flujo se puede clasificar tambin como el de un fluido incompresible o compresible. Debido
a que los lquidos son relativamente incompresibles, se suelen tratar como fluidos totalmente
incompresibles. Un fluido incompresible es un fluido cuya densidad siempre permanece
constante con el tiempo, y tiene la capacidad de oponerse a la compresin del mismo bajo
cualquier condicin.
2.2.2 FLUJO UNIFORME EN TUBERAS [12]
En el flujo uniforme las caractersticas del flujo (presin y velocidad en la tubera) permanecen
constantes en el espacio y en el tiempo. Por consiguiente, es el tipo de flujo ms fcil de analizar
y sus ecuaciones se utilizan para el diseo de sistema de tuberas.
En el caso del flujo en tuberas actan tres fuerzas: de presin, gravitacionales y de friccin. Las
primeras siempre tratan de acelerar el flujo. Las fuerzas gravitacionales (o de peso) tratan de
acelerar el flujo si ste se mueve desde una cota alta a una cota baja o tratan de frenarlo si el
movimiento es en sentido contrario. Las fuerzas de friccin siempre tratan de frenarlo. En el caso
del flujo uniforme a travs de una tubera con pendiente negativa en el sentido del flujo, existe un
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equilibrio entre las fuerzas de friccin, por un lado, y las fuerzas gravitacionales y de presin, por
el otro.
El equilibrio dinmico que alcanza una tubera cuando se encuentra en estado de flujo uniforme
se representa en la Figura 2.1, en la cual se detallan las fuerzas anteriormente descritas.
Figura 2.1Volumen de control para el flujo en una tubera [12]
La siguiente ecuacin representa la forma inicial de una ecuacin para explicar las prdidas por
friccin que experimenta un flujo a travs de cualquier tipo de ducto, sea ste una tubera, un
canal, una alcantarilla, etc.
Donde: o esfuerzo cortante en la pared interna de la tubera.
R radio hidrulico.Sf pendiente de friccin del flujo en la tubera.
2.2.3 RESISTENCIA AL FLUJO EN CONDUCTOS CIRCULARES [12]
De la ecuacin, la cual relaciona el esfuerzo cortante en la pared interna de la tubera con la
pendiente de friccin, el siguiente paso natural era encontrar una distribucin de esfuerzos en la
seccin transversal con el fin de relacionarla con una distribucin de velocidades. Con esta
ltima, es posible calcular el caudal, el cual al relacionarlo con la pendiente de friccin permite
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obtener una ecuacin para el diseo de tuberas. Dicha ecuacin se conoce genricamente como
la Ecuacin de resistencia al flujo.
2.2.3.1 EXPERIMENTO DE REYNOLDS[12]
La correcta descripcin y formulacin de los dos tipos de flujo conocidos (diferenciados por su
comportamiento en lo concerniente a las prdidas de energa) fue planteada entre 1880 y 1884
por Osborne Reynolds, de la Universidad de Cambridge, Inglaterra.
La Figura 2.2 describe grficamente el experimento de Reynolds. Para observar el cambio de
flujo, utiliz tuberas de vidrio de diferentes dimetros conectadas a un tanque grande de agua. En
la lnea central de las tuberas, Reynolds inyect tinta con el fin de visualizar los cambios que
experimentaba el flujo. El tamao del tanque era requerido para garantizar un flujo permanente
en las tuberas y una turbulencia remanente muy baja.
Figura 2.2Esquema del aparato utilizado por O. Reynolds para establecer el rgimen del flujo [12]
Al abrir la vlvula, Reynolds not que se dan cuatro tipos de flujos, tal como se muestra en laFigura 2.3, en la cual se esquematiza el comportamiento de la tinta trazadora.
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Figura 2.3Resultados del primer experimento de Reynolds [12]
Reynolds observ que al aumentar el caudal (aumento de velocidad), el punto de mezcla se
corre aguas arriba. Eventualmente la zona de inestabilidad desaparece. Sin embargo, se sigue
aumentando el caudal (Q), el corrimiento del punto de mezcla llega hasta un mximo en donde se
detiene; para todo Q hay una zona donde la tinta no se mezcla. Reynolds define los tipos de flujo
de la siguiente forma:
Flujo laminar: cuando la tinta no se mezcla. El flujo se mueve en capas sin intercambio de
paquetes de fluido entre ellas (el intercambio molecular causante de la viscosidad de
Newton sigue existiendo).
Flujo turbulento: cuando la tinta se mezcla completamente. Se presenta intercambio de
paquetes de fluido entre las capas que se mueven a diferente velocidad. Las partculas no
tienen un vector velocidad muy definido. El flujo nunca es permanente; se debe hablar de
una velocidad promedio (flujo cuasi-permanente).
Flujo en transicin: cuando el filamento de tinta comienza a hacerse inestable, con una
serie de ondulaciones manifiestas. El caudal para el cual este fenmeno empieza a ocurrir
depende de las condiciones del experimento; por ejemplo, si la turbulencia remanente en
el tanque de entrada es baja, la transicin demora en presentarse (alto grado de
aquietamiento del agua). Lo contrario ocurre si el grado de aquietamiento inicial es pobre.
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longitud significativa Lel dimetro dde la tubera, encontrando que cuando *v*d/alcanza un
valor de 2200, el flujo pasa de laminar a transicin.
Para valores entre 2200 y 4500 aproximadamente, el flujo se localiza en una zona de transicin
y para valores mayores pasa a ser turbulento. De esta forma, Reynolds pudo analizar el cambio deflujo laminar a turbulento en una tubera; posteriormente reprodujo sus experimentos en ductos
con diferentes reas transversales. La expresin *v*d/ se conoce como el nmero de Reynolds
(Re). En la Figura 2.5 se observa el comportamiento del flujo en los diferentes regmenes.
Figura 2.5Fotografas flujos en rgimen laminar, de transicin y turbulento [8]
2.2.3.3 INTERACCIN FLUJO PARED SLIDA [9] [12]
Esta teora introducida por L. Prandtl (1925), establece que siempre que un fluido en
movimiento interacta con una pared slida, el esfuerzo cortante que se genera afecta
principalmente una zona de dicho flujo. Esta zona recibe el nombre de capa lmite, la cual puedeser laminar o turbulenta (Figura 2.6). La teora de la capa lmite ha revolucionado la aeronutica
y toda la Mecnica de Fluidos, hasta el punto de que se considera a Prandtl como fundador de la
Mecnica de Fluidos moderna. Esta teora encuentra aplicacin precisamente en los fluidos poco
viscosos como el aire y el agua, y por lo tanto es una teora fundamental en aeronutica y en
ingeniera naval.
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Figura 2.8Flujos hidrulicamente liso e hidrulicamente rugoso [12]
2.3 HIDROSTTICA
2.3.1 PRESIN [11]
La fuerza normal que empuja contra un rea plana dividida por el rea es la presin promedio.
La presin en un punto es la razn de fuerza normal al rea mientras el rea se aproxima a unvalor pequeo encerrando el punto. Representando F como la fuerza y A como el rea donde es
aplicada esta fuerza, la presin, considerando que es uniforme sobre toda el rea, puede ser
expresada como:
Si un fluido ejerce una presin contra las paredes de un recipiente, el recipiente ejercer una
reaccin en el fluido que ser compresiva. Los lquidos pueden sostener presiones compresivas
muy elevadas, pero, a menos que sean extremadamente puros, son dbiles a la tensin. La presin
p tiene unidades de fuerza por rea, las que pueden ser newton por metro cuadrado, llamadas
pascales (Pa), o libras por pie cuadrado (psf), o libras por pulgada cuadrada (psi).
2.5
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2.3.1.1 MEDIDA DE LA PRESIN [8]
En la Figura 2.9 se ilustra
grficamente la relacin entre las
presiones absoluta y manomtrica.
El vaco perfecto no puede existir
en la superficie de la Tierra pero es,
sin embargo, un punto de referencia
conveniente para la medicin de la
presin.
Presin baromtrica es el nivel de
la presin atmosfrica por encima
del vaco perfecto.
La presin atmosfrica
normalizada es 1.01325 bar
(14.696 psi) o 760 mmHg.
La presin manomtrica es la presin medida por encima de la atmosfrica, mientras que la
presin absoluta se refiere siempre al vaco perfecto.Vaco es la depresin por debajo del nivel atmosfrico. La referencia a las condiciones de vaco
se hace a menudo expresando la presin absoluta en trminos de altura de columna de mercurio o
de agua.
2.3.2 PRESIN EXPRESADA COMO LA ALTURA DE UN FLUIDO [13]
Para el caso de un lquido en reposo es conveniente medir las distancias verticalmente hacia
abajo desde la superficie libre del lquido. Si h es la distancia por debajo de la superficie del
lquido y si la presin del aire y vapor en la superficie del lquido se les da un valor arbitrario
igual a cero, por algunas deducciones matemticas se llega a la siguiente ecuacin de la presin:
Figura 2.9Relacin entre las presiones manomtricas
y absolutas [8]
2.6
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Si de la ecuacin anterior se supone que es igual a una constante, existe una relacin explcita
entre p y h. Esto es, presin es equivalente a una altura h de algn fluido de peso especfico
constante. Muchas veces es ms conveniente expresar la presin en trminos de una altura de una
columna de fluido que como fuerza por unidad de rea.
Incluso dado el caso que la superficie del lquido sufra alguna presin, solo es necesario
convertir esta presin en una altura equivalente del fluido en cuestin y sumarle al valor de h para
obtener la presin total. Cuando la presin es expresada de esta manera, se suele denominar altura
de presin o cabezal (Head, en ingls).
2.4 HIDRODINMICA [9]
El estudio de movimiento de un fluido en el interior de un contorno (tubera, canal) o alrededor
de un contorno (barco, ala de avin) es
interesante en la tcnica: proyecto de oleoductos, redes de distribucin de agua,
canalizaciones de aire acondicionado, conductos de los sistemas de refrigeracin y
engrase de las mquinas, flujo del agua y del vapor en una central trmica, resistencia de
los aviones y barcos, etc.
es el problema central de la mecnica de fluidos;
es altamente complicado: el movimiento general de un fluido, por ejemplo el agua en un
ro de lecho rocoso es infinitamente complicado por el desplazamiento de unas partculas
de agua con relacin a las otras. Sin embargo,
el movimiento de cada partcula de fluido obedece a la ley fundamental de la dinmica:
Fuerza = masa *aceleracin.
2.4.1. CAUDAL [9]
Caudal, Q, es el volumen de fluido por unidad de tiempo que pasa a travs de una seccin
transversal a la corriente. As, por ejemplo, en una tubera de agua los litros por hora que circulan
a travs de un plano transversal a la tubera.
Ecuacin de dimensiones [] [][]
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Unidad: , SI.El caudal puede calcularse a travs de la siguiente frmula:
Donde: Q caudal
v velocidad media del fluido
A rea transversal de la tubera
D dimetro de la tubera
2.4.2 ECUACIN GENERAL DE ENERGA: TEOREMA DE BERNOULLI [8] [14] [15]
El teorema de Bernoulli es una forma de expresin de la aplicacin de la ley de la conservacin
de la energa al flujo de fluidos en una tubera. La energa total en un punto cualquiera por
encima de un plano horizontal arbitrado fijado como referencia, es igual a la suma de la altura
geomtrica, la altura debida a la presin y la altura debida a la velocidad, es decir:
Donde: P presin a lo largo de la lnea de corriente [Pa]
densidad del fluido [kg/m3]
z altura desde una cota de referencia [m]
g aceleracin debido a la gravedad
H altura total
Si las prdidas por rozamiento se desprecian y no se aporta o se toma ninguna energa del
sistema de tuberas (bombas o turbinas), la altura total H en la ecuacin anterior permanecer
constante para cualquier punto del fluido. Sin embargo, en la realidad existen prdidas o
incrementos de energa que deben incluirse en la ecuacin de Bernoulli. Por lo tanto, el balance
de energa puede escribirse para dos puntos del fluido. La prdida por rozamiento en la tubera de
un punto a otro, se expresa como la prdida de altura en metros de fluido (en el SI).
2.7
2.8
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Partiendo de la ecuacin anterior, se llega a la expresin conocida como ecuacin de Bernoulli
modificada (o primera ley de la Termodinmica), la cual conlleva un anlisis ms completo al
incluir la energa de la bomba (HB) y las prdidas. La ecuacin queda de la siguiente manera,
donde se ha introducido el trmino de la prdida de carga hf:
Dicha ecuacin es muy parecida a la de Bernoulli, recordando que la de Bernoulli slo puede
aplicarse a lo largo de una lnea de corriente, donde no se incluyen las prdidas, y la anterior
involucra las prdidas de energa aplicada entre dos secciones de un flujo.
2.5 RESISTENCIA DE SUPERFICIE [9]
Los conductos que se utilizan para transportar fluidos son de dos clases:
Conductos cerrados o tuberas en los cuales el fluido se encuentra bajo presin o
depresin;
Conductos abiertos o canales (acueductos, canales de riego, ros, etc.).
El clculo de la resistencia o prdida de carga en las dos clases de conductos presenta problemasanlogos.
El clculo de prdidas de carga en las tuberas pertenece a la prctica diaria del ingeniero
instalador y proyectista, en los sistemas de flujo de gasolina, gas-oil, fuel, aceites lubricantes,
entre otros; en los sistemas de refrigeracin y aire acondicionado, redes de suministro de agua,
entre otros; en los sistemas de aspiracin e impulsin de las bombas, entre otros.
2.5.1 PRDIDAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS EN LAS TUBERAS [9]
Las prdidas de carga en las tuberas son de dos clases: primarias y secundarias.
Las prdidas primarias son las prdidas de superficie en el contacto del fluido con la tubera
(capa lmite), rozamiento de unas capas de fluido con otras (rgimen laminar) o de las partculas
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2.5.1.2 CLCULO DEL COEFICIENTE DE PERDIDAS PRIMARIAS [9]
Todos los casos, que pueden presentarse, pueden reducirse a estos cuatro:
Rgimen laminar:
- Con tuberas lisas .- Con tuberas rugosas: tuberas de hierro, hormign, entre otras.
Rgimen turbulento
- Con tuberas lisas.
- Con tuberas rugosas.
Las frmulas para hallar el coeficiente de prdidas primarias ms usadas se presentan en la
Tabla 2.1. En este estudio se emple la ecuacin de Colebrook-White, por ser la frmulauniversal de prdida de carga en los conductos industriales.
Tabla 2.1 Coeficiente de la Ecuacin para tuberas comerciales [9]
De lo anterior, se define la ecuacin de Colebrook-White como:
2.11
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2.5.1.4 ECUACIN FUNDAMENTAL DE LAS PRDIDAS SECUNDARIAS [9]
De uso universal en el mundo entero en los libros y formularios de hidrulica, y anloga a la
frmula de Darcy-Weisbach para las prdidas primarias, es la siguiente:
Donde: Hrs prdida de carga secundaria
coeficiente adimensional de prdida de carga secundaria
v velocidad media en la tubera
El coeficiente de la ecuacin depende del tipo de accesorio, del nmero de Reynolds, de la
rugosidad y hasta de la configuracin de la corriente antes del accesorio. En general, antes ydespus del accesorio en que se produce la prdida ha de haber un trozo de tubera recta al menos
de 4 a 5D (D dimetro de la tubera).
2.5.1.5 LONGITUD DE TUBERA EQUIVALENTE [9]
Este segundo mtodo consiste en considerar las prdidas secundarias como longitudes
equivalentes, es decir, longitudes en metros de un trozo de tubera del mismo dimetro que
producira las mismas prdidas de carga que los accesorios en cuestin. Por lo tanto, cada codo,
medidor de caudal, etc., se sustituiran por su longitud de tubera equivalente, Le. La siguiente
ecuacin relaciona las prdidas primarias y secundarias empleando la longitud equivalente:
Donde: Hr suma total de prdidas primarias y secundarias
coeficiente de prdidas del diagrama de MoodyL longitud total de los tramos rectos de tuberas
Le suma de todas las longitudes equivalentes a los accesorios diversos
v velocidad media en la tubera
El nomograma de la Figura 2.10 es un ejemplo de aplicacin de este mtodo. Este nomograma
consta de tres escalas: uniendo con una recta el punto de la escala izquierda correspondiente al
2.13
2.14
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accesorio de que se trata con el punto de la escala derecha correspondiente al dimetro interior de
la tubera, el punto de interseccin de esta recta con la escala central arroja la Le del accesorio.
Figura 2.10Nomograma de prdida de carga secundaria de la firma Gould Pumps, U.S.A. en
accesorios de tubera para agua [9]
En el Apndice A se anexa el nomograma de prdida de carga de la empresa Viking Pump.
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2.6 SELECCIN DEL SISTEMA DE BOMBEO [16] [17]
Una bomba centrfuga es una mquina rotativa cuyo objetivo es comunicar a un lquido la
energa necesaria para que circule por la conduccin y, en su caso, se desplace de un punto ms
bajo a otro ms alto. Una bomba centrfuga est constituida, principalmente, por un rodete con
labes, que impulsan al lquido, alojado en una carcasa. El rodete o impulsor est fijado a un eje
que gira, mientras que la carcasa se mantiene fija.
El lquido entra por la tubera de succin, en donde se tiene la menor presin y sale por la
tubera de descarga a una mayor presin. En la Figura 2.11 se representa un corte de una bomba
centrifuga con impulsor cerrado. En los circuitos cerrados, tan habituales en las instalaciones de
climatizacin, la energa necesaria para hacer "subir" el lquido se compensa con la que ste
devuelve cuando "baja". Por ello, en los circuitos cerrados, para el dimensionamiento de la
bomba slo se debe tener en cuenta la energa perdida por rozamiento, tambin llamada prdida
de carga. La energa total a comunicar al lquido suele expresarse como una presin y,
habitualmente, se mide en metros de columna de lquido.
Figura 2.11Representacin de una Bomba centrfuga [16]
2.6.1 CURVAS CARACTERSTICAS DE UNA BOMBA [16] [17]
El comportamiento dinmico de una bomba se refleja en su curva caracterstica. La curva
caracterstica es la relacin (obtenida en el banco de pruebas) entre la presin que es capaz de dar
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una bomba y el caudal trasegado. La curva caracterstica, para una bomba dada, depende
nicamente de la velocidad de giro.
Es habitual que los fabricantes de bombas, para aumentar la flexibilidad de sus productos,
oferten, para un mismo cuerpo de bomba, varios rodetes de dimetros ligeramente distintos. Enese caso se suele presentar, para cada cuerpo de bomba y velocidad de giro, un conjunto de
curvas caractersticas cada una de las cuales corresponde a un rodete distinto. De hecho, cada
conjunto bomba-rodete es, desde el punto de vista hidrulico, una bomba distinta. Por eso tienen
distintas curvas caractersticas.
La potencia absorbida por una bomba depende del punto de su curva caracterstica en el que
est trabajando. Normalmente esta potencia es tanto ms elevada cuanto mayor es el caudal
trasegado.
El funcionamiento de una bomba centrfuga se representa por tres curvas caractersticas, las
cuales son la carga (H), la potencia al freno (N) y el rendimiento () en funcin del caudal (Q),
para una velocidad de rotacin del motor constante (n). Los fabricantes de las bombas dan estas
curvas, basadas en el agua, superpuestas en una sola hoja. En la figura x, se muestran la forma
que tiene cada una de las curvas mencionadas para una bomba centrifuga radial, tambin se
muestra el punto de mximo rendimiento (BEP,Best Efficient Point), para esta bomba.
Figura 2.12Curvas caractersticas de una bomba centrfuga a una velocidad de rotacin
constante [16]
BEP
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2.6.2 CURVA DE DEMANDA DEL SISTEMA [16]
La curva de demanda del sistema es la grfica de la carga necesaria en funcin del caudal para
el sistema considerado. Es importante diferenciar esta curva de la anterior: en la curva
caracterstica se grafica la carga disponible de la bomba, la cual disminuye con el caudal;mientras que en la curva de demanda, la carga necesaria aumenta con el caudal.
La curva de demanda del sistema se construye aplicando la ecuacin de Bernoulli al sistema
considerado, entre los puntos E y S, como se muestra en la Figura 2.13, y despejando la carga
necesaria para varios valores de caudal.
Toda instalacin tiene una vlvula de regulacin de caudal; si se cambia la apertura de esta
vlvula, se estar modificando su prdida de carga y por ende tambin la curva del sistema,
pudindose graficar una curva del sistema para cada posicin de la vlvula de regulacin, en laFigura 2.13, se tiene una curva (a) con la vlvula de regulacin totalmente abierta y una curva (b)
con la vlvula de regulacin parcialmente abierta. Se puede observar que, a medida que se cierra
la vlvula, aumenta la carga necesaria, esto se debe al aumento de la prdida de carga.
Figura 2.13Curvas de demanda del sistema para la instalacin mostrada [16]
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2.6.3 PUNTO DE OPERACIN [16]
Se ha visto que la curva caracterstica de una bomba proporciona la carga disponible, mientras
que la curva de demanda del sistema representa la carga necesaria; por lo tanto, el punto de
operacin corresponde a la interseccin de ambas curvas, que es cuando se igualan las dos cargas.
En la figura x se puede observar los puntos operacionales para los casos considerados
anteriormente, el QA corresponde al caudal de operacin cuando el sistema tiene la vlvula de
regulacin totalmente abierta, mientras que el QBes el caudal de operacin cuando la vlvula est
parcialmente abierta. En la Figura 2.14, puede observarse que al cerrar la vlvula, evidentemente,
el caudal es menor.
Figura 2.14Obtencin grfica de los puntos de operacin [16]
Una de las desventajas de las bombas centrfugas, como se mencion anteriormente, es que se
obtiene un rendimiento elevado solo para un rango pequeo de caudal, por lo tanto es importante
verificar que el punto de operacin se encuentre dentro de este rango; siendo el caudal ptimo
aquel que corresponde al punto de mximo rendimiento (Figura 2.15).
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Figura 2.15Punto de operacin (Q y H) y ptimo (Qo y Ho) [16]
2.6.4 FUNCIONAMIENTO DE BOMBAS EN SERIE [16]
Se dice que dos bombas funcionan en serie cuando la totalidad del lquido que sale de una
bomba entra en la siguiente, como se representa en la Figura 2.16.
Figura 2.16Esquema del funcionamiento de Bombas en serie [16]
Se puede observar que el caudal que circula por cada bomba es el mismo, mientras que la carga
total recibida por el lquido es la suma de las cargas entregadas por las bombas:
; A partir de las ecuaciones anteriores se puede obtener la curva caracterstica para el
funcionamiento en serie (Figura 2.17).
BEP
2.15
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Se puede observar que el caudal total es la suma de los caudales que circulan por las bombas,
efectundose esta divisin de caudal de tal forma que la carga entregada por cada bomba sea la
misma:
; A partir de las ecuaciones anteriores se puede obtener la curva caracterstica para el
funcionamiento en paralelo (Figura 2.19).
Figura 2.19Curva caracterstica para el funcionamiento en paralelo [16]
Esta curva caracterstica se puede construir de forma terica a partir de los valores de cada
bomba funcionando individualmente o experimentalmente midiendo en la instalacin el aumento
de presin ocasionado por el funcionamiento de ambas bombas en paralelo.
2.6.6 CARGA NETA DE SUCCIN POSITIVA, NPSH [18]
Cuando el agua fluye a travs de la bomba, la presin en la entrada y en la tubera de succin
tiende a disminuir debido a las altas velocidades del flujo. Si la reduccin va ms all de lapresin de vapor del agua, se producir la vaporizacin y se formarn burbujas de vapor en el
seno del lquido.
Estas burbujas son transportadas por el lquido hasta llegar a una regin de mayor presin,
donde el vapor regresa al estado lquido de manera sbita, "aplastndose" bruscamente las
burbujas. Este fenmeno se llama cavitacin.
2.16
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La cavitacin se produce principalmente en los labes del impulsor de la bomba, donde las
fuerzas ejercidas por el lquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones
localizadas muy altas, erosionando su superficie y causando esfuerzos que pueden originar su
destruccin. El fenmeno generalmente va acompaado de ruido y vibraciones, dando la
impresin de que se tratara de grava que golpea en las diferentes partes de la mquina.
La cavitacin adems de producir daos fsicos y ruidos molestos, puede llegar a reducir de
manera considerable el caudal y rendimiento de la bomba.
La carga neta de succin positiva es la diferencia entre la presin existente a la entrada de la
bomba y la presin del vapor del lquido que se bombea. Esta diferencia es la necesaria para
evitar la cavitacin. En el diseo de bombas destacan dos valores de NPSH, el NPSH disponible
y el NPSH requerido.
El NPSH requerido es funcin del diseo de fbrica de la bomba, su valor, determinado
experimentalmente, es proporcionado por el fabricante. El NPSH requerido corresponde a la
carga mnima que necesita la bomba para mantener un funcionamiento estable. Se basa en una
elevacin de referencia, generalmente considerada como el eje del rodete.
El NPSH disponible es funcin del sistema de succin de la bomba, se calcula en metros de
agua, mediante la siguiente frmula:
Donde: NPSH disponible Carga neta de succin positiva disponible
Hatm Presin atmosfrica
Hvap Presin de vapor
hs Altura esttica de succin
Hs Prdida de carga por friccin de accesorios y tubera
Para evitar el riesgo de la cavitacin por presin de succin, se debe cumplir que:
Para el clculo del NPSH se debe fijar un nivel de referencia con respecto a la bomba. En las
bombas que trabajan horizontalmente (eje horizontal) el plano de referencia se localiza a travs
del centro del eje y en las bombas verticales (eje vertical) a travs del plano que atraviesa la parte
2.17
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mas inferior de los alabes del impulsor, en caso de tener mas de un impulsor se considerar la
ubicacin del inferior.
Otras causas de cavitacin en bombas son las excesivas revoluciones del rotor. En este caso se
debe verificar que la velocidad especfica de operacin no sobrepase la mxima dada por elfabricante.
2.7 PROBLEMAS PRESENTES
En este punto se va a desarrollar una variedad de problemas que actualmente se presentan en el
sistema de aire acondicionado del edificio Torre Financiera del BCV, entre los que destacan, el
franco deterioro de las tuberas (Figura 2.20), al presentar en su exterior oxidacin y fuga de
lquido en diferentes tramos a lo largo de su red de distribucin, as como la ausencia total o
parcial de aislante trmico en diferentes ubicaciones de las lneas. El aislante trmico (fibra de
vidrio) existente, posee un status de obsolescencia que dificulta la labor de mantenimiento
programado por parte de los tcnicos y mecnicos encargados de realizar los mismos.
Hay que enfatizar que el sistema actual fue construido junto con el edificio y data de una
antigedad mayor a treinta (30) aos, con lo que se puede deducir que el sistema de tuberas ha
cumplido con su vida til y que la problemtica actual y las limitaciones inherentes del sistema se
deben en gran parte a este factor. As mismo, pese a no contar con los equipos necesarios para
realizar una inspeccin interna del sistema de tuberas, se puede decir, basados en lo anterior, que
existe una variacin de dimensiones transversales en las tuberas, que conlleva a una distribucin
distinta a la originalmente diseada.
La ausencia de aparatos de medicin tales como, medidores de caudal (Venturi, Pitot, toberas,
entre otros), as como la poca existencia y el mal estado de otros como, barmetros y
termmetros, dificultan obtener un conocimiento preciso y detallado del sistema de aire
acondicionado.
Adicionalmente se puede mencionar que la falta de adquisicin de algunos equipos, cuyo
cambio es necesario debido a que ya cumplieron con la vida til estipulada de los mismos,
conlleva a la implementacin de otros dispositivos como los Fan-coils que sirven para atenuar los
fallos del sistema en general.
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Por ltimo la implementacin de una escalerilla de soporte para cableado de data (Figura 2.21)
en las fosas de servicios, obstaculiza el espacio necesario para que el personal encargado del
mantenimiento realice trabajos de menor y gran envergadura en la red de distribucin de agua
helada del sistema.
Figura 2.20Estado fsico del sistema de tuberas (retorno invertido) de distribucin de agua
helada
Figura 2.21Imgenes de la escalerilla en diferentes espacios de la red de distribucin ubicada
dentro de las fosas de servicios Norte y Sur
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2.8 CONSECUENCIAS
Debido a los factores explicados previamente, se presentan diversas complicaciones que no
permiten el buen desempeo del sistema de aire acondicionado. El aislante trmico de las tuberas
compuesto por fibra de vidrio, dificulta las labores de mantenimiento, y su estado fsico da como
resultado una baja eficiencia trmica. Se presentan adems desprendimientos de materiales y
fugas en algunos tramos de tubera, lo que constituye un riesgo para la seguridad laboral del
personal de mantenimiento.
De igual forma, la poca existencia de instrumentos de medicin dificulta una entrega equitativa
en la cantidad y calidad del aire fro suministrado, lo que conlleva a reas dentro del edificio con
temperaturas ms bajas que otras y a la inconformidad en trminos de confort de parte del
personal que se encuentra laborando.
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CAPTULO 3MARCO METODOLGICO
En este captulo se describir la metodologa utilizada en el dimensionamiento del sistema de
tuberas, seleccin de materiales, sistema de bombeo y realizacin de cmputos mtricos. Para
ello, se consideran las condiciones en cada etapa del proceso y se evalan distintos escenarios de
rendimiento y eficiencia del sistema.
3.1 FASES DEL PROYECTO
La realizacin del proyecto implic el desarrollo de cuatro fases principales:
Fase I- Revisin Bibliogrfica: sta se desarroll en 2 partes. La primera de ellas, fue la
observacin y obtencin del conocimiento necesario acerca del estado del sistema de
tuberas y de los equipos involucrados en la transferencia trmica del edificio. La