Si es sin duda evidente la importancia de la caracterización de pérdidas de caudal en cualquier instalación hidráulica, más lo es en nuestro estudio. La cantidad de esfuerzo invertido en la extracción de agua podría verse tremendamente incrementada si no minimizamos al máximo el caudal de pérdidas, lo que estaría directamente relacionado con la disminución de calidad de vida de los usuarios de la bomba.
Vista la importancia de la caracterización de éste caudal procederemos a su obtención lo más fielmente posible. Para ello, una vez que nos aseguramos de que todas las roscas de la instalación están perfectamente apretadas, nos disponemos a determinar cuáles son los puntos críticos de la instalación.
Desde un primer momento nos dimos cuenta que las dos válvulas no eran estancas al 100% ya que, aunque la tubería de ascensión tardaba bastante en vaciarse, al principio de la jornada siempre estaba vacía. Además, inspeccionando visualmente, nos dimos cuenta de que la junta que unía el cuerpo de la bomba con la tubería de ascensión estaba siempre mojada y se apreciaban pequeñas gotas precipitándose al depósito.
Así pues destacando el hecho de que las juntas que unían la tubería de ascensión eran perfectamente estancas si estaban bien apretadas, ya teníamos seleccionados nuestros puntos críticos.
Proceso de ensayo y toma de datos
La técnica utilizada para hallar el caudal no pudo ser más sencilla, a la vez que exacta. Utilizamos una regla graduada fijada a determinados puntos con una pinza y medimos el tiempo que tardaba el agua en bajar hasta dejar de estar en contacto con la regla para después resolver las siguientes ecuaciones:
Primero calculamos el volumen de pérdidas.
Posteriormente el caudal.
A continuación explicaremos las particularidades para las medidas de cada punto crítico.
7.1.1.1. Caudal de pérdidas en la válvula de pie.
Para las pérdidas en la válvula de pie extrajimos la varilla y pusimos la regla en el borde superior de la tubería de ascensión.
Ilustración 10: Método de obtención del caudal de pérdidas en la válvula de pie.
Nuestro diámetro específico correspondía al diámetro interior de la tubería de ascensión, .
Para la instalación del primer piso:
Con lo que
Proceso de ensayo y toma de datos
Para la instalación del segundo piso:
Con lo que
7.1.1.2. Caudal de pérdidas en la válvula móvil.
Para el cálculo de este caudal pensamos que la mejor forma de hacerlo sería midiendo con las dos válvulas montadas ya que así serían las condiciones de funcionamiento de la bomba. No obstante, si los tiempos de descarga fueran muy próximos a los del subapartado anterior podríamos repetir el experimento sin la válvula fija.
Ante la imposibilidad de colocar una regla de forma efectiva en el hueco por el que asciende el agua con la varilla puesta, decidimos sumergir la válvula móvil hasta el final de la tubería de ascensión (atada con una cuerda para poder pescarla con facilidad posteriormente) y volver a colocar la regla del mismo modo que en el subapartado anterior. Así, nuestro diámetro específico vuelve a ser .
Ilustración 11: Método obtención del caudal de pérdidas en la válvula de móvil.
Para la instalación del primer piso:
Con lo que
Para la instalación del segundo piso:
Proceso de ensayo y toma de datos
Con lo que
7.1.1.3. Caudal de pérdidas en la junta cuerpo-tubería de ascensión.
En ésta caso volvimos a repetir la misma operación pero fijando la regla en el borde superior del cuerpo de la bomba. El problema entonces era que debíamos medir nuestro
del mismo modo pero debíamos intentar hacerlo por debajo del caño de la bomba
para evitar cuentas e inexactitudes innecesarias.
Para ello consultamos los planos C5136 y C5020 pertenecientes al cuerpo de la bomba y al encaje superior respectivamente, contenidos en el Anexo 1. Aclararemos que estas dos piezas vienen soldadas de fábrica y por eso no las desmontamos. De ellos
obtuvimos que la distancia entre el punto donde íbamos fijar la regla y el borde inferior del caño era de 15,2 cm y nuestro nuevo diámetro específico, .
El último paso sería restar esos 15,2cm a la regla que utilizaríamos, la cual medía 29,5cm hasta el borde donde la fijamos en el caso de la instalación del primer piso y 30cm en el caso de la instalación del segundo piso.
También aclararemos que realizamos el experimento con la válvula de pie montada porque desde el primer momento supusimos que las pérdidas por la válvula serían menores que por la junta. El último paso sería restar el caudal de pérdidas de la válvula al caudal de pérdida combinada (junta-válvula de pie) para obtener el caudal de pérdida específico de la j unta.
Para la instalación del primer piso:
Con lo que
Si por la válvula inferior se pierden
Para la instalación del segundo piso:
Con lo que
Si por la válvula inferior se pierden
Haciendo un análisis preliminar de los datos obtenidos, observamos que son
coherentes con lo que se podría esperar. Los correspondientes a las válvulas aumentan con la profundidad y el correspondiente a la junta se mantiene casi constante.
Proceso de ensayo y toma de datos
Finalmente los caudales de pérdidas combinados cuando la columna de agua llega al caño del cuerpo de la bomba (altura de extracción) son:
Para las instalaciones en el primer piso:
Para las instalaciones del segundo piso: