Bomba de Mecate

FABRICACION DE UNA BOMBA MANUAL MECATE

CURSO: SANEAMIENTO AMBIENTALSECCION: B3-2

PROFESOR: ING. MARCOS RAMÍREZINTEGRANTES:

CRUZ CHÁVEZ , SABINA CELIADEXTRE GALLEGOS, ANTONY

FLORES CAMPO, CARLOS ARTUROMENDOZA COLCHADO, NADER OMAR

VARGAS ESCALANTE, NANCY

2015

2 UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLAREAL

INTRODUCCION

Un poco de ingenio y sabiduría popular logro crear un equipo que supera en eficiencia

y sustentabilidad a todos los mecanismos conocidos para el bombeo manual Mecate. La

bomba de soga, además, otorga beneficios para los usuarios domésticos, es decir,

hogares y centros comunitarios. Se reduce la contaminación del agua al permitir tapar el

pozo y controlar óptimamente la higiene de los elementos de la bomba. Permite una

disminución de enfermedades, con una mejora significativa en la calidad de vida de

niños y adultos. Menores gastos de tratamiento médico y remedios, y menor ausentismo

escolar y laboral. Además beneficia aspectos de género, pues la obtención de agua es un

trabajo que usualmente realizan mujeres, niñas o niños. La bomba de soga ahorra

esfuerzo y tiempo. La bomba de Mecate constituye una tecnología apropiada para los

países pocos desarrollados por su bajo costo, sencillez, eficiencia y, sobre todo, porque

su fabricación, instalación, mantenimiento y explotación pueden ser asumidos por las

comunidades mediante sus propios recursos.

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II.OBJETIVOS:

1. OBJTIVO PRINCIPAL:

Realizar el diseño, la instalación y evaluar la Bomba de Mecate con

instrumentos en su mayoría de origen casero o cotidiano.

2. OBJETIVOS SECUNDARIOS:

Realizar el diseño conceptual y detallado de la Bomba de Mecate

Construir la Bomba de Mecate a partir de las dimensiones y medidas

teóricas obtenidas del diseño conceptual.

Supervisar el comportamiento de la Bomba de Mecate realizando prueba

de funcionamiento.

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III. MARCO TEORICO:

3.1BOMBA TRADICIONAL

La bomba de mecate (cuerda) es un sistema tradicional utilizado para extraer agua del

subsuelo u otra fuente de agua hasta la superficie o nivel deseado, con un mínimo de

esfuerzo físico.

Básicamente consiste en una cuerda (mecate) auto-enlazado o "sinfín", por medio del

cual y accionándolo en "circuito cerrado", hace posible mover hasta la superficie

porciones continuas de agua.

La cuerda se coloca alrededor de una rueda de bicicleta o similar situada sobre el pozo.

La cuerda lleva amarrados unos tapones de plástico (hechos de cualquier material

flexible como llanta, cada 20 o 30 cm) que pasan dentro de un tubo de PVC. Los

tapones de plástico funcionan como pistones y el tubo de PVC funciona como un

cilindro. La rueda de bicicleta se hace girar a mano, de forma que la cuerda baje al pozo

y vuelva a subir por el tubo.

La Bomba de Mecate es una bomba de diseño simple y de operación sencilla, la cual

constituye una tecnología apropiada por su bajo costo, sencillez, eficiencia y, sobre

todo, porque su fabricación, instalación, mantenimiento y explotación pueden ser

asumidos por las comunidades mediante sus propios recursos, contribuyendo al

autoabastecimiento de agua.

Es utilizada en pozos comunales o en pozos de uso individual familiar. Esos pozos pueden ser excavados o perforados, pudiendo éstos últimos tener un diámetro mínimo de 100 mm (4"). La profundidad máxima a la que se han instalado comúnmente estas bombas es de 40 m. Sin embargo, diseños especiales tienen capacidad para instalarse a 80 m.

Sus usos son para propósitos agrícolas o ganaderos, para el

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riego a pequeña escala; así como para el abastecimiento de agua para la población en comunidades con deficiente suministro de agua.

VENTAJAS

- Es de bajo costo, de fácil mantenimiento y fácil operación.

- Disminuye la contaminación del agua porque el pozo está protegido con su brocal, tapa de concreto y desagüe.

- Por su fácil manejo, la bomba puede ser utilizada por mujeres y niños, distribuyendo el tiempo y el esfuerzo para la obtención de agua entre toda la familia.

- Su diseño puede adaptarse para ser accionada con motores, molinos de viento o animales.

- Se puede extraer suficiente agua para almacenarla en tanques o recipientes y luego utilizarla ya sea para el riego o para la ganadería.

- Todos los componentes de la bomba de mecate se encuentran fácilmente en cualquier comunidad: cuerda (mecate), llantas usadas, cuadro y rueda de bicicleta vieja y tubo de plástico.

FUNCIONAMIENTO

Como se mencionó al principio, la bomba de mecate constituye un circuito cerrado entre la fuente de agua y la superficie o nivel deseado, mediante una cuerda sinfín en la que se disponen pistones de goma u otro material, a intervalos determinados.

El mecate asciende por un tubo de subida (PVC), pasa por una polea motriz (rueda de bicicleta) y baja libre hasta la fuente de agua. En la parte inferior se coloca una guía que facilita la entrada de la soga y los pistones en el tubo de subida.

Entre los pistones y el diámetro interior del tubo de subida, existe una holgura mínima para disminuir el desgaste de los pistones y el interior del tubo.

Los pistones se mueven en una sola dirección y, cuando llegan arriba, el agua bombeada se desvía hacia el consumidor a través de una tubería de descarga, que se ensambla al tubo de subida, para recoger el agua que los pistones bombean por el tubo, mientras la cuerda sigue dando vueltas. Al accionar la polea motriz, los pistones que ascienden por

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dentro de la tubería empujan la columna de agua hacia arriba por su parte superior, y succionan otra columna de agua por debajo. Otra modalidad que puede utilizarse es fijar la bicicleta a un marco para sujetar la rueda y utilizar los pedales como manivelas.

3.2CARACTERISTICAS DE LA BOMBA TRADICIONAL

Inicialmente las bombas de cuerda (mecate) eran elaboradas de manera muy artesanal, con el devenir del tiempo y de diversas mejoras se logro su mejora e innovación tecnológica. En la actualidad existen diversos modelos de bombas pero todas poseen el mismo principio básico de funcionamiento.

Sus componentes básicos son:

1. Soporte. Permite la colocación de la polea motriz con su eje y manija, de forma tal que esta quede sobre el pozo. La estructura puede ser construida de madera o de perfiles metálicos.

2. Polea. Puede ser construida de madera o de metal, revestida de goma, o utilizar la llanta usada de una bicicleta vieja. Esta polea utiliza pedazos de hule (cejas de llanta en desuso) como medio de tracción o de arrastre del mecate.

3. Manivela. De madera o metal o el mismo pedal de la bicicleta, la cual se fija al centro de la polea y a la estructura. Las manivelas pueden ser simples o dobles (de ambos lados) según el esfuerzo a realizar y en el extremo de cada manivela colocar manillas, para no lastimar las manos de la persona que extraiga el agua.

4. Tubería. El tubo de subida debe ser de PVC o manguera plástica. El diámetro a utilizar depende de la profundidad del pozo y en su ensamblaje deben cumplirse algunos requerimientos básicos. El extremo inferior del tubo de subida debe tener forma de campana que permita el paso fluido de la cuerda y los pistones, sin daño para estos

En el extremo superior de la tubería de subida debe acoplarse una la conexión que permite el desvío del agua hasta el recipiente.

5. Pistones o tapones de plástico. Los más recomendables son de goma, pero se utilizan también de madera dura, plástico y otros materiales. Su diámetro depende del diámetro interior de la tubería de subida, siempre dejando una holgura entre el pistón y el tubo para evitar que se atasque. La distancia entre

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cada pistón varía de 0. 2 a 5 m; pero comúnmente es de 2 m. La distancia será mayor en la medida en que aumente la profundidad del pozo.

6. Guías. Se construyen de metal, madera dura, concreto o cerámica esmaltada; esta última es la más recomendable para alargar la vida de la soga y los pistones. Se coloca en el fondo del pozo y su función básica es guiar la cuerda y los pistones (sin roce o desgaste) la entrada del mecate en la tubería de subida.

7. Contrapeso. Su función principal es mantener la tubería en posición lo mas perpendicular posible, y puede ser una piedra, un bloque, un pedazo de metal o algún cuerpo pesado.

8. Soga. Preferiblemente de nylon. En la práctica su vida útil es de 2 años, aproximadamente.

9. Sistema de bloqueo o freno. Este elemento se incorpora para impedir el retroceso de la polea en sentido contrario al convenido, o accionar la polea en sentido opuesto. Así se evitan roturas del equipo.

3.3PARTES DE LA BOMBA

Pistones

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Los pistones pueden ser hechos con goma de neumáticos de auto, de cuero o de madera.

El mejor resultado se logra al hacerlos por inyección de polietileno de alta densidad ya

que es posible controlar mejor sus dimensiones en una producción en serie. Se pueden

hacer con una inyectora de plástico motorizada o con una inyectora manual que puede

hacerse. Los pistones se fijan a la soga o mecate con nudos o con un pedazo fundido de

mecate por ambos lados del pistón.

Mecate o soga

La soga o mecate que se usa debe tener 5 a 6 mm. El nylon es fuerte pero tiende a

deslizar. Los mecates de polipropileno dan mejor resultado. En casos de pozos de más

de 35 m deben usarse mecates de mayor diámetro. La cantidad de mecate a empitonar es

dos veces la profundidad del pozo más un par de metros para poner encima de la polea.

Guía Inferior

El conjunto de la guía inferior es una

parte importante ya que es el que permite que los pistones entren en el tubo de subida

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del agua con la menor fricción posible. El diámetro del tubo de entrada del mecate debe

ser de un diámetro mayor al tubo de subida de agua.

Ambos tubos deben estar muy bien alineados y con sus extremos ensanchados en forma

de embudo (trabajo que se hace calentando el extremo del tubo y estirándolo con una

pieza de madera o una botella de vidrio) para evitar que los pistones se traben.

La guía donde el mecate gira es una pieza de cerámica esmaltada o una pequeña botella

de vidrio que se recubre con cemento

Tubo

El tubo está realizado en PVC y la cantidad de tubo que necesitamos es

aproximadamente medio metro más de la profundidad que tiene el pozo

Cabe indicar que el diámetro del tubo de entrada del mecate debe ser de un diámetro

mayor al tubo de subida de agua.

Tabla

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En toda bomba de mecate es importante cubrir el pozo mediante una tabla sobre la que

se fija la polea con el fin de crear las mejores condiciones higiénicas posibles.

En esta tabla se fijan además los tubos de entrada y salida del mecate

Polea

La manera más sencilla de obtener la polea es reutilizar la llanta de una bicicleta en

desuso unida a una barra pasante o incluso al propio cuadro delantero de la bicicleta.

Manivela

La manivela se realiza soldando tres tubos de

acero inoxidable en ángulo recto y se une al eje central de la llanta para producir el

movimiento

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3.4USO DE BOMBA TRADICIONAL

La bomba de mecate ó “bomba de cuerda” es una bomba manual utilizada para extraer

agua del subsuelo. Tiene como elemento fundamental un mecate auto enlazado o

“sinfín”, por medio del cual y accionándolo en “circuito cerrado”, hace posible mover

hasta la superficie porciones continuas de agua.

Con esta bomba, el agua es transportada a través de unos tapones de plástico (u otro

material de fácil acceso y que realice la misma función), que anudados a una cuerda o

mecate pasan dentro de un tubo de PVC. Los tapones funcionan como pistones y el tubo

de PVC funciona como cilindro.

La bomba de mecate se utiliza en pozos comunales o en pozos de uso individual

familiar. Esos pozos pueden ser excavados o perforados, pudiendo éstos últimos tener

un diámetro mínimo de 100 mm (4”).

La bomba de mecate se recomienda para zonas donde el nivel de agua no sea muy

profundo, ya que la capacidad de bombeo disminuye con la profundidad del pozo. La

profundidad máxima a la que se han instalado comúnmente estas bombas es de 40

m .Sin embargo, diseños especiales tienen capacidad para instalarse a los 80 m.

Con este tipo de bomba no hay que hacer mucho esfuerzo para sacar agua del pozo y su

costo es alcanzable a nivel familiar.

Estas bombas también son utilizadas con propósitos agrícolas o ganaderos, para el riego

y el suministro de agua para animales.

IV.PPROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN

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4.1 MATERIALES:

Tubo en forma de U, 1 ½ pul

Tubo de 1 ½ pul de 28 cm

2 metros de soga

Un balde de 28 cm de altura y tapa de 30 cm de diámetro

Soporte

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Polea

pistones de jebe de 2 cm de anchura y 1 ½ de diámetro

tubo en forma de T

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tubo de reducción de 1 ½ pulg y 2 pulg

4.2HERRAMIENTAS:

cuchilla

pegamento de tubo

serrucho

cinta métrica

4.3 PROCEDIMIENTO AMBIENTAL


1. Mandar a elaborar el soporte en el tornero

2. Realizar las medidas del diseño en cada uno de los materiales y cortar.

3. Pegar el tubo con el pegamento

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4. Cortar los pistones de 1 ½ cm y de 1 pul de jebe

5. Realizar los cortes en la tapa del baldé, el primero de 1 pulg y segundo de área de 2cm2

6. Realizar nudos en la soga en cada pistón de jebe

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7. Colocar los tubos en la tapa del balde

8. Colocar la soga y los pistones dentro de los tubos

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9. Realizar la prueba respectiva de la bomba de mecate

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V.COSTOS DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE

Fabricación Descripción Total S/.

Preparación del soporte y manija de fierro Elaboración del soporte 18.00

Preparación de polea Limado y perforado 10.00

TOTAL S/.28.00

Fuente: Elaboración propia

Materiales Unidad Cantidad Precio Unitario

Total S/.

Fierro (estructura metálica) cm 1 12.00 12.00

Polea - 1 15.00 15.00

Balde y tapa l 1 de 20l 5.00 5.00

Tornillo ¼” 4 0.50 2.00

Tubo de PVC 1" 1 4.00 4.00

T de PVC 1" 1 2.00 2.00

Codos 1" 1 2.00 2.00

Pegamento 118ml 1de 1/4 8.00 8.00

Hoja de sierra 12/300mm 1 5.00 5.00

Pistones de caucho m 1/2m. 12.50 12.50

Cúter - 1 1.50 1.50

Mecate m 2 1.00 2.00

TOTAL S/.71.00Cuadro N° Estructura de gastos de materiales


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Cuadro N° Estructura de gastos directos


Descripción de otros gastos Comisión para la compra (personas)

Pasaje unitario

Gastototal

Pasaje para la preparación del soporte 2 1.00 4.00

Pasaje para la compra de materiales 2 1.00 4.00

TOTAL S/.8.00

Cuadro N° Estructura de gastos indirectos


Cuadro N°Estructura Costos de la Bomba Manual de Mecate

Costos Descripción Total

Gastos Directos Fabricación de estructura 28.00

Gastos de Materiales Materiales 71.00

Gastos Indirectos Otros gastos 8.00

TOTAL S/.107.00


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VI. CONCLUSIONES:

Se ha logado la instalación de la bomba de la manera como se había planeado

desde un principio y se ha observado el modo de funcionamiento de la bomba.

A pesar de ser esta la primera vez que se desarrolla un proyecto como este se ha

podido cumplir con los parámetros establecidos en su construcción.

Para trabajos futuros parecidos a este se tendría que disponer con aparatos de

medidas adecuados y precisos.

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VII. RECOMENDACIONES

Se debe tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

La bomba de mecate es efectiva para pozos superficiales.

Tanto el diámetro como el grosor de los pistones afectan la profundidad que

puede tener el pozo (en el que se coloque uno bombo de mecate).

Como existen llantas y pieles de diferentes grosores y los pistones se cortan a

mano, no son uniformes.

Si el pistón es demasiado fino y flexible se dobla y pierde parte del agua que

empuja hacia arriba.

Si el pozo es muy profundo el peso del agua sobre el pistón de más abajo puede

ser tan alto que se escape antes de llegar a la superficie del pozo.

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Si el pistón no está cortado con el diámetro exacto del interior del tubo el agua

se escapará hacia el pistón siguiente. Este problema aumenta también con la

profundidad del pozo.

Si el pistón se corta demasiado ajustado al diámetro del tubo subirá el agua más

eficientemente, pero la fricción dificultará la rotación de la rueda que hace girar

la cuerda.

En algún momento la rueda será imposible de girar a mano. Este problema

también se incrementa con la profundidad del pozo.

Puesto que todas estas variables son impredecibles no es posible establecer cuál

es la profundidad máxima a la que es efectiva una bomba de mecate en un pozo.

Puede ser entre 35 y 40 metros.

Otro inconveniente es la contaminación del pozo. La bomba de mecate que se

describe arriba no indica que el pozo debe estar cubierto.

Si está descubierto los animales pueden entrar y defecar o morir en él.

Los desechos humanos pueden llegar hasta el pozo si las manos que manejan la

rueda no están limpias.

Una cubierta adecuada para el pozo permitirá que el tubo salga por encima, antes

de enviar el agua que sube a un recipiente.

Un simple agujero en la cubierta donde baja la cuerda será suficiente.

Esto mejora instalando un pequeño trozo de tubo algo más ancho que el tubo de

subida sobre la cubierta, de forma que 105 pistones puedan pasar fácilmente con

la cuerda de vuelta al pozo. (SEDRAGO, 2011)

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VIII. BIBLIOGRAFÍA

INSTITUTO DE NUTRICIÓN DE CENTRO AMÉRICA Y PANAMÁ. (2006).

Bomba de Mecate. Ecotecnologias para la Seguridad Alimentaria y Nutricional,

III, 1-8

Jaimes, O, Niño, L (2010) Diseño, construcción e implementación de una bomba

de soga (tesis de pregrado) Universidad Pontificia Bolivariana. Manizales.

Colombia

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SEDRAGO. (2011). Secretaria del Medio Ambiente. Obtenido de

http://portal2.edomex.gob.mx/sma/cuida_medioambiente/ecotecnias/bicicleta_c

omo_motor_para_extraer_agua/index.htm.

Bombas de mecate. Tecnology Transfers Division. Henk Alberts, Carretera Vieja a León. PO Box 3352 Managua, Nicaragua. www.ropepump.com

Tecnología hidráulica para el desarrollo. Sistemas de impulsión. 2009 José Antonio Mancebo. ICHAB. Universidad Politécnica de Madrid.

AMBIENTAL

http://www.ropepump.com/

http://portal2.edomex.gob.mx/sma/cuida_medioambiente/ecotecnias/bicicleta_como_motor_para_extraer_agua/index.htm

http://portal2.edomex.gob.mx/sma/cuida_medioambiente/ecotecnias/bicicleta_como_motor_para_extraer_agua/index.htm

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