BOMBAS DE PRESION HIDRAULICA DE EMBOLO


  Este proyecto fue realizado en el primer semestre de 1957 como un proyecto de final de carrera en la Escuela de Ingenieros Industriales de Bilbao, ahora incorporada a la Universidad del Pais Vasco. Pasados los anos, y modificados los planes de estudio universitarios, se acepto esta tesina como Tesis Doctoral para obtener el grado de doctor Ingeniero Industrial, un grado que fue otorgado por la Junta Calificadora con fecha 11 julio 1968.
  Ha parecido que no tiene sentido el copiar el contenido de esta Tesis Doctoral ahora que ya ha pasado medio siglo desde que fuera presentada. Lo unico que se pretende en este momento es dejar constancia del hecho y dar una orientacion sobre su contendido


INTRODUCCION


  El enunciado del proyecto es el siguiente: "Proyecto de bomba de embolo de tres grupos y tres manivelas, movida por correa, para elevar 200 l/seg. a 50 metros de altura. Calculo y despiece de todas sus partes, estudio de su construccion y coste". Como se puede ver hay una serie de datos indeterminados que sera necesario fijar de una forma previa.
  En primer lugar se supone que la localizacion del lugar del emplazamiento de la bomba esta situado a 200 metros de altura sobre el nivel del mar, y que la temperatura media en dicho lugar es de 20? C.
  La bomba va a ser destinada a la elevacion de agua de riego, suficientemente limpia como para necesitar una alcachofa solamente a la entrada del tubo de aspiracion. La altura total de elevacion es de 50 metros. Se supone en primer lugar que la bomba esta colocada en un lugar cuya cota es superior en 5 metros al nivel constante de donde se toma el agua. Luego veremos por medio de este proyecto que esta altura de elevacion entra perfectamente dentro de las caracteristicas de esta bomba, incluido un prudente coeficiente de seguridad.
  Dentro de las condiciones particulares de la toponimia de la localidad donde esta situada la bomba, la longitud de la tuberia de aspiracion es de 10 metros, y la de impulsion de 150 metros. Las bombas estan situadas en un lugar de tal amplitud que pueden ser facilmente inspeccionadas durante su funcionamiento. Se supone que las tuberias de aspiracion e impulsion tienen un emplazamiento lo menos accidentado posible, es decir evitando codos y sinuosidades y procurando que la tuberia de aspiracion sea lo mas vertical posible, dentro de las condiciones permitidas por el terreno.
  La camara de las bombas es suficientemente amplia como para permitir la instalacion de un cabrestante o dispositivo analogo, para poder maniobrar con facilidad las partes pesadas de las bombas. La tuberia esta lo suficientemente sumergida para que aun en el caso de un descenso maximo de nivel no quede nunca la valvula de pie al descubierto estando en funcionamiento la bomba. La tuberia esta sumergida en todo momento una longitud igual a cuatro veces su diametro.


GENERALIDADES


  Las condiciones basicas de este proyecto son bastante fuertes, no tanto en cuanto a la altura de elevacion del agua, 50 metros, que podemos considerar como una altura media -sin considerar las bombas de alta presion de 50 a 150 atmosferas-, sino en cuanto al volumen de agua a elevar. Efectivamente este volumen es de 200 l/seg., es decir de 720 m3/hora para el conjunto de los tres cuerpos. Por ello hemos considerado lo mas conveniente una bomba de doble efecto.
  Se ha preferido que el embolo buzo sea comun porque si llevase embolos diferentes tendria la desventaja de tener que poner un marco exterior de conexion, con los inconvenientes de un mayor coste y complicacion. Estos inconvenientes solo llegan a compensarse cuando las alturas de elevacion son mayores.
  Tambien hemos prescindido de la bomba con embolo de disco porque creemos que estas tienen su mas conveniente aplicacion con alturas de elevacion pequenas y cantidades de agua impulsadas no demasiado grandes. Por todo ellos escogemos una bomba horizontal de doble efecto y con embolo buzo comun para los dos cuerpos de la bomba


Cuestiones tecnicas diversas, planos


Documento I, Memoria

  Los calculos tecnicos realizados demostraban la necesidad que los cilindros tuviesen un diametro de 260 m/m., y el embolo un diametro de 60 m/m. y un recorrido de 650 m/m. Luego se estudiaban el dimensionado de las valvulas de aspiracion y sus resortes, asi como su resistencia a la apertura; las tuberias de aspiracion e impulsion, sus diametros y tuberias de alivio, las camaras de aire, asi como el embolo y su vastago, el ciguenal, las bielas, etc.
Una vez calculadas las principales dimensiones se analizaba la disposicion constructiva, los materiales que se iban a emplear en la bomba propiamente dicha, en el asiento de las valvulas y en particular en su junta de cierre. Cada bomba ten?a su propia tuberia de aspiracion, lo que permitia una elasticidad importante en su manejo, de un diametro de 350 m/m., mientras que la tuberia de impulsion, comun para los tres cuerpos de bomba, tendria un diametro de 500 m/m.
Se exponen en el proyecto calculos diversos sobre la altura de aspiracion, las camaras de aire de aspiracion y de impulsion, el embolo y su vastago, el ciguenal, los brazos de la manivela, los gorrones del arbol y las bielas.


Documento numero 2, Presupuesto.


  Se descomponen los diversos elementos del proyecto, dando su peso y su precio por cada Item considerado, incluyendo su moldeado y mecanizado cuando fuera necesario. Luego se consideraba el precio de diversos materiales de almacen, es decir que se pensaban comprar en el mercado especializado en el tema, tales como valvulas de by-pass de 30m/m. de paso, prensaestopas de amianto de diversas dimensiones, etc.
Luego, de una forma independiente, se consideraba la mano de obra en talleres de diferentes especialidades. Conviene dejar constancia que el precio de la hora de mano de obra directa considerado en el taller de modelos era de 11,50 pts./hora, mientras que en los de fundicion, forja y mecanizado se consideraba 11 pts./hora. La diferencia en los gastos generales entre unos y otros talleres era importante, por lo que el precio resultante en el taller de modelos era de 38 pts./h., en el de fundicion 44 pts./h., y 60 pts./h. en los de forja y maquinaria.
El presupuesto total de proyecto ascendia a 341.542 pesetas.


Documento n? 3, los planos generales y despiece correspondientes.

  Estos planos se referian al plano general de la tuberia, una seccion transversal de la bomba be embolo, un despiece del cilindro de agua, el despiece de las valvulas, el diseno de las camaras de aspiracion y de impulsion, el vastago, el embolo y el ciguenal, asi como del mecanismo de biela/manivela.