DISEÑO Y DESARROLLO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO … · A partir del caudal, y una vez decidido la...

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL (MECÁNICO)

DISEÑO Y DESARROLLO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES

Autor: Natividad Bermejo Herrero Director:Íñigo Sanz Fernández

Madrid Mayo y 2012

DISEÑO Y DESARROLLO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO DE

AGUAS RESIDUALES

Autor: Bermejo Herrero, Natividad.

Director: Sanz Fernández, Íñigo.

Entidad Colaboradora: ICAI – Universidad Pontificia Comillas.

RESUMEN DEL PROYECTO

Los objetivos del presente proyecto son, en primer lugar, dimensionar el pozo de

gruesos del futuro EDAR del término municipal de Boadilla del Monte, en la

Comunidad de Madrid. En segundo lugar, el bombeo de las aguas residuales que

contenga el pozo hasta llegar al depósito donde comenzarán las fases de su depuración.

La construcción de dicho EDAR se plantea para dentro de 50 años, y se situará en

la cuenca hidrográfica del arroyo Valenoso. Se estima un caudal máximo teórico de

2000 m3/h a bombear.

La instalación de la estación de bombeo se compondrá de dos tramos. El primero

estará a su vez diversificado en cuatro secciones, al ser el número de bombas necesarias

en el pozo. Cada uno de estas cuatro secciones tendrá 2,5 m de tubería DN315 en

vertical dentro del pozo, mediante un codo el fluido pasará a la cámara de válvulas, la

cual tendrá una válvula de cierre (de mariposa) y otra antirretorno (de bola) por cada

sección uniéndose todas ellas en el entronque o pieza pantalón. Desde esta pieza

comenzará el segundo tramo. Serán necesarios 7 m de tubería DN500 para unir la pieza

pantalón con la válvula de cierre elegida, tipo mariposa, y de esta llegar hasta la válvula

antirretorno de clapeta a muro que descargará al depósito.

A partir del caudal, y una vez decidido la instalación de la estación de bombeo, se

halla la altura debido a las pérdidas por fricción del fluido con la tubería y con los

accesorios, obteniendo una altura de 3,37 m.

Al conocer la altura debido a las pérdidas de carga, y la altura geodésica del pozo

al depósito que serán 10 m, se tiene una altura manométrica de 13,4 m. Finalmente, esta

será la altura total a la que las bombas tengan que hacer frente para conseguir elevar el

fluido hasta el depósito.

Se descarta la bomba en seco porque se necesitaría otro compartimento además

del pozo para su ubicación. Por tanto, para ahorrar espacio, se decide que sea una

bomba sumergida para aguas residuales con partículas flotantes. Con estas

características se ha realizado un estudio de los tres modelos de bombas más adecuadas

en la EBAR para una vida útil de 10 años, teniendo en cuanta: el rendimiento

hidráulico, el NPSH, la potencia en el eje de la bomba y el coste energético y de

mantenimiento durante los diez años.

Como conclusión, se ha elegido instalar un sistema 3+1 de bombas iguales en

paralelo de la marca ABS, modelo AFP 3002, con un motor ME 900-6 que

proporcionará una potencia de accionamiento de 108 kW. En primer lugar, el sistema

3+1 es debido a que se ha previsto una bomba de reserva porque el coste de pérdida

debido a la falta de actividad es elevado. En segundo lugar, la decisión de que sean

iguales es debido a la simplificación del mantenimiento y la reducción de stock de

repuestos.

Para evitar la sobrecarga térmica de los motores, las bombas no se deben arrancar

con demasiada frecuencia dentro de un intervalo de tiempo. Al ser la potencia del motor

de 90 kW, se corresponde con un máximo de 15 arranques/hora, es decir, un máximo de

240 s entre dos arranques consecutivos.

Para el funcionamiento con bombas sumergidas hay que tener en cuenta que la

refrigeración del motor la realiza el mismo medio que la bomba eleva por lo que el

volumen muerto del pozo de bombeo se corresponderá con una altura de 1,77 m.

El volumen del pozo depende también de la secuencia de funcionamiento. El

modo de funcionamiento seleccionado es el modo de ‘arranque y paro escalonados’. Es

decir, las bombas arrancan una tras otra a niveles crecientes y paran sucesivamente en

orden inverso. Frente al modo ‘arranque escalonado y paro común’, es decir, las bombas

arrancan una tras otra, pero paran todas a la vez en el nivel de desconexión de la primera

bomba. En el modo elegido se trata de una serie de volúmenes útiles superpuestos, por

lo que el volumen total es mayor. Este modo se adapta mejor a las fluctuaciones de

caudal, ya que produce menos puntas, y a su vez redundará en un beneficio para el

funcionamiento de la EDAR a la que se vierte el agua del pozo de gruesos.

El pozo será de planta cuadrada porque, aunque es recomendable que la superficie

del pozo sea mínima, si fuese circular habría que cavar a mayor profundidad.

Los pozos de planta circular se utilizan generalmente en estaciones de poco caudal

o prefabricadas. Sin embargo, los pozos de planta cuadrada o rectangular permiten un

flujo de agua más abundante y regular. Con un criterio hidráulico son preferibles los de

planta cuadrada o rectangular, por eso ha sido la elegida en este proyecto.

Con lo dicho anteriormente, se ha determinado que el pozo tenga unas

dimensiones de 4800x4000x3000 mm (Ancho x Largo x Alto). Según las dimensiones

obtenidas, el pozo va a tener un volumen útil de 18,38 m³. El volumen total del pozo de

bombeo es la suma del volumen útil y el volumen muerto, dando un total de 57,60 m³.

Para evitar la entrada directa del agua sobre las bombas o sus cables de

alimentación, se decide construir una cámara tranquilizadora en el pozo que disminuya

la energía cinética del agua y a la vez ayude a eliminar aire disuelto. Tendrá unos

orificios para ayudar a que el agua fluya hacia la línea de bombas perpendicularmente.

Desde el punto de vista económico, se estiman unas pérdidas durante los 10 años

analizados de 16.795.101,65 €, que se deducen de sustraer a los ingresos por venta de

energía y agua regenerada, los costes de ejecución de obras, compra e instalación de

equipos, y compra de agua residual.

Puede ahorrarse entre un 30 y un 50% de la energía consumida mediante la

optimización de las bombas y toma de decisiones. Por ello, se ha realizado un estudio de

los factores que influyen en el coste del ciclo de vida de las bombas: coste inicial, de

instalación, energético, de operación, de mantenimiento, de tiempo por avería,

medioambiental y de retirada.

El presupuesto general sin contabilizar los costes de actividad se reflejan en la

siguiente tabla:

PRESUPUESTO GENERAL Concepto % Ejecución Importe 1 Total de Ejecución 100% 2.190.348,68 € 2 Gastos generales 11% 240.938,36 € 3 Beneficio industrial 7% 153.324,41 € 4 I.V.A. 21% 459.973,22 € PRESUPUESTO TOTAL PARA 10 AÑOS 3.044.584,67 €

DESIGN AND DEVELOPMENT OF A PUMPING STATION SEWAGE

Author: Bermejo Herrero, Natividad.

Director: Sanz Fernández, Íñigo.

Collaborating Organization: ICAI – Universidad Pontificia Comillas.

PROJECT SUMMARY

There are two main objetives in this project. Firstly, measure the future raw water

well to be installed in Boadilla del Monte, Community of Madrid. Secondly, the

pumping of waste water from the well to the deposit where the purification will happen.

The construction of the WWTP is due in 50 years, and will be placed in the

watershed of Valenoso stream. It is estimated a theoretical maximum flow of 2,000

m3/h pumped.

The installation of the pumping station will be composed by two segments. The

first segment will be divided in four sections. A section for every pump that the well

will have. Each section will have a vertical pipe of 2.5 m inside the well. Through an

elbow the pipes will arrive to the valve chamber. In this chamber will be necessary to

place a butterfly valve and a ball valve on each pipe. Afterward all of them will be

joined with a junction pipe. Here will start the second segment, where a 7 m pipe will be

required to join the junction pipe with another butterfly valve and from this one to the

clapper valve that will discharge in the tank.

Once the flow and the installation of the pump station is know, the height due to

the fluid frictions is calculated. The height obtained is 3.37 m.

Knowing the height due to the losses, and geodetic height of the well to the tank

(10 m), the conclusion is that the total height will be of 13.4 m. This is the total height

to which the pumps will have to lift the fluid to the tank.

A dry pump has been discard as another compartment in addition to the well is

needed. Therefore, to save space, it is decided to choose a submerged pump for waste

water. A study has been made to analyze the more suitable pumps for a lifetime of 10

years. For the analysis has been taken in consideration: the hydraulic performance, the

NPSH, the power on the shaft of the pump and the energy and service costs for ten

years.

In conclusion, it has been chosen to install a 3+1 system. The four pumps will be

the same, the brand selected is ABS, AFP model 3002, with an engine ME 900-6. The

reason to choose a system 3+1 is due to a reserve pump has been forecasted as the cost

of loss due to lack of activity is high. The reason for the pumps to be the same is due to

simplified maintenance and reduced stock of spare parts.

To avoid thermal overload of the motors, the pumps must not be too often started.

The engine power is of 90 kW, it corresponds to a maximum of 15 starts / hour, it

means a maximum of 240 s between two consecutive starts.

For operation with submersible pumps should be considered that the minimum

heigh of the well has to be 1.77 m in order to the engine to get cool.

The volume of the well also depend on the sequence of operation. The operational

mode selected is “staggered start and stop”, this means that the pumps will start one

after the other in ascending order and stop one after the other in descending order. The

method defers from the “staggered start and stop common”. This method will start the

pumps in ascending order one after the other but will stop all of them simultaneously.

The method chosen will increase the volume of water and adjust better to the flow

fluctuations so the WWTP will be more benefit.

Circular wells are generally used in low flow stations or prefabricated. However,

rectangular or square wells allow a more abundant flow of water and regular. With a

hydraulic criterion are preferable to square or rectangular, so it has been chosen in this

project.

Due to the exposed data the dimensions of the well will be 4800x4000x3000 mm

(W x L x H). The useful volume will be 18.38 m³ and the total volume will be 57.60 m³.

To avoid direct intake of water on pumps or in its power cables, it has been

decided to build a wall into the pit reassuring to decrease the kinetic energy of water and

as well to help remove dissolved air. In the bottom part of the wall there are several

holes so the water can flow to the pumps.

From the economic point of view during the ten years analyzed, the losses will be

€ 16,795,101.65. This is derived by subtracting the income from energy sales and

reclaimed water, the implementation costs of construction, purchase and installation of

equipment, and purchase of wastewater.

You can save between 30 and 50% of the energy consumed by optimizing the

pumps and the decisions taken. It has been developed a study of the factors that will

influence on the life cycle of the pumps: initial cost, installation, energy, operation,

maintenance, time to failure, environmental and withdrawal.

The overall budget without the cost of activity is reflected on the following table:

GENERAL BUDGET Concept Execution % Amount 1 Execution Total 100% 2.190.348,68 € 2 General Expenses 11% 240.938,36 € 3 Industrial Benefit 7% 153.324,41 € 4 V.A.T. 21% 459.973,22 € TOTAL BUDGET FOR 10 YEARS 3.044.584,67 €

ÍNDICE DE FIGURAS

I

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL MECÁNICO

Índice de figuras

Figura 1. Mapa de Madrid-Boadilla del Monte ........................................... 13

Figura 2. Mapa de ubicación del EDAR en Boadilla del Monte ................. 13

Figura 3. Plano de pozo con planta rectangular .......................................... 19

Figura 4. Tipos de impulsores ........................................................................ 19

Figura 5. Procesador de datos ....................................................................... 24

Figura 6. Bombas para aguas limpias y residuales ...................................... 30

Figura 7. Altura de elevación ......................................................................... 31

Figura 8. Instalación fija sumergida ............................................................. 32

Figura 9. Instalación horizontal en seco ...................................................... 32

Figura 10. Instalación vertical en seco .......................................................... 32

Figura 11. Portátiles ....................................................................................... 33

Figura 12. Formas de instalación fija sumergida ......................................... 34

Figura 13. Vórtices debido a una sumergencia insuficiente ........................ 35

Figura 14. Descripción de la cavitación ........................................................ 36

Figura 15. Ejemplo de la erosión por cavitación .......................................... 36

Figura 16. Consecuencias de la cavitación .................................................... 37

Figura 17. Distribución de presiones en una bomba ................................... 38

Figura 18. Proceso de identificación y evaluación de aspectos ambientales..

Significativos (Fuente: Ministerios de Medio Ambiente) ......... 39

Figura 19. Rugosidad ...................................................................................... 49

Figura 20. Pérdidas de carga primaria en el primer tramo ........................ 52

ÍNDICE DE FIGURAS

II



Figura 21. Pérdidas de carga secundaria de la instalación ......................... 52

Figura 22. Pérdidas de carga primaria en el segundo tramo...................... 53

Figura 23. Áltura manométrica o altura total de la instalación ................. 53

Figura 24. Pérdidas volumétricas .................................................................. 61

Figura 25. Interrelación de potencias ........................................................... 64

Figura 26. Curva característica de la bomba ............................................... 65

Figura 27. Curva característica de la instalación ........................................ 65

Figura 28. Punto de funcionamiento ............................................................. 66

Figura 29. Funcionamiento simultáneo en paralelo .................................... 66

Figura 30. Campo de trabajo de las bombas ................................................ 67

Figura 31. Oscilación de la altura geométrica .............................................. 68

Figura 32. Cambio de las condiciones hidráulicas ....................................... 68

Figura 33. Curvas características del presente proyecto ............................ 69

Figura 34. Costes de accesorios según diámetros ......................................... 74

Figura 35. Recirculación interna ................................................................... 78

Figura 36. Sumergencia y altura mínima del pozo ...................................... 79

Figura 37. Factor Ft para el cálculo del condensador ................................. 81

Figura 38. Coste de mantenimiento preventivo y correctivo ...................... 84

Figura 39. Diferencia económica por tipo de mantenimiento ..................... 85

Figura 40. Ingresos durante 10 años ............................................................. 87

Figura 41. Costes durante 10 años ................................................................ 88

Figura 42. Gráfico de amortización .............................................................. 89

Figura 43. Flujos de caja durante 10 años .................................................... 90

Figura 44. Elementos de la ecuación LCC .................................................... 91

ÍNDICE DE FIGURAS

III



Figura 45. Esquema de coste inicial .............................................................. 92

Figura 46. Esquema de costes de instalación y puesta en marcha ............. 94

Figura 47. Esquema de coste energético ....................................................... 95

Figura 48. Esquema de coste de funcionamiento ......................................... 96

Figura 49. Esquema de costes de mantenimiento y reparación .................. 97

Figura 50. Esquema de coste de avería ......................................................... 98

Figura 51. Esquema de coste medioambiental ............................................. 99

Figura 52. Esquema de coste por retirada .................................................... 99

Figura 53. Municipios colindantes a Boadilla del Monte .......................... 103

Figura 54. Pirámide demográfica de Boadilla del Monte 2004 ................ 106

Figura 55. Carreteras cercanas a Boadilla del Monte ............................... 109

Figura 56. Bombas ABS de serie AFP M4-M9 ........................................... 115

Figura 57. Bombas de la serie AFP M4-M9 instaladas en paralelo ......... 115

Figura 58. Área óptima de funcionamiento de cada bomba a 50 Hz ....... 116

Figura 59. Curvas del motor ME 900-6 ...................................................... 117

Figura 60. Tubería en 3D. (Fuente: Catálogo de Faraplan) ..................... 121

Figura 61. Ajuste del vaso de la tubería ............................................................

(Fuente: Catálogo de Faraplan) ................................................ 121

Figura 62. Válvula de mariposa ................................................................... 122

Figura 63. Partes de la válvula de mariposa ...................................................

(Fuente: Catálogo de ICOMAR) .............................................. 123

Figura 64. Válvula de bola (Fuente: Catálogo de Ross) ............................ 124

Figura 65. Válvula abierta (Fuente: Catálogo de Ross) ............................ 125

Figura 66. Válvula abierta (Fuente: Catálogo de Ross) ............................ 125

ÍNDICE DE FIGURAS

IV



Figura 67. Válvula de clapeta (Fuente: Catálogo de Ross) ....................... 125

Figura 68. Ejemplo de instalación (Fuente: Catalogo de Ross) ................ 127

Figura 69. Regulador de nivel (Fuente: Catalogo de Guedar) ................. 128

Figura 70. Análisis químico (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa) .............. 130

Figura 71. Propiedades mecánicas del codo .....................................................

(Fuente: Catálogo de Tenaris Tamsa) ...................................... 130

Figura 72. Proceso de fabricación del codo ......................................................

(Fuente: Catálogo de Tenaris Tamsa) ...................................... 130

Figura 73. Acotación del codo (Fuente: Catálogo de Tenaris Tamsa) ..... 130

Figura 74. Condensador (Fuente: Cisar) .................................................... 132

Figura 75. Cuadro eléctrico (Fuente: Catálogo Seiza) .............................. 133

Figura 76. Características del cable ..................................................................

(Fuente: Catálogo Conductores del Note)................................ 135

Figura 77. Descripción del cable elegido ...........................................................

(Fuente: Catálogo Conductores del Note)................................ 136

Figura 78. Presupuesto total de ejecución .................................................. 203

Figura 79. Presupuesto general ................................................................... 204

ÍNDICE DE TABLAS

I



Índice de tablas

Tabla 1. Usos previstos para la reutilización del agua residual depurada ....

(Fuente: Real Decreto1620/2007).................................................. 8

Tabla 2. Prohibiciones de uso del agua reutilizada..........................................

(Fuente: Real Decreto1620/2007).................................................. 9

Tabla 3. Ejemplo de relación de arranques/h y potencia del motor .......... 16

Tabla 4. Dimensiones recomendadas para un pozo de planta rectangular19

Tabla 5. Renovaciones/hora según el tipo de ventilación ............................ 28

Tabla 6. Leyenda de la forma e instalación fija sumergida ........................ 34

Tabla 7. Impactos generales del presente proyecto ..................................... 41

Tabla 8. Rugosidad de diferentes materiales ................................................ 50

Tabla 9. Estudio comparativo de bombas .................................................... 54

Tabla 10. Arranques/hora según potencia para el motor ME900-6........... 55

Tabla 11. Niveles de arranque y parada para cada bomba ........................ 56

Tabla 12. Relación de las propiedades del agua ........................................... 58

Tabla 13. Factores en la elección del diámetro óptimo ............................... 72

Tabla 14. Elección del diámetro .................................................................... 73

Tabla 15. Costes de accesorios según diámetros .......................................... 74

Tabla 16. Variables del coste a largo plazo .................................................. 74

Tabla 17. Comparativa de costes de potencia .............................................. 75

Tabla 18. Relación de T y Ps .......................................................................... 76

ÍNDICE DE TABLAS

II



Tabla 19. NPSHR ............................................................................................. 77

Tabla 20. Coste del mantenimiento preventivo y correctivo ...................... 83

Tabla 21. Diferencia económica por tipo de mantenimiento ...................... 85

Tabla 22. Ingresos durante 10 años ............................................................... 86

Tabla 23. Costes fijos, variables y totales ..................................................... 88

Tabla 24. Comparativa de ingresos y costes durante 10 años .................... 89

Tabla 25. Flujos de caja durante 10 años ..................................................... 90

Tabla 26. Evolución de la población. (Fuente: Banco de datos municipal ....

Abril 2005, Instituto de Estadísticas, Comunidad de Madrid). 105

Tabla 27. Ríos y arroyos del Boadilla del Monte ....................................... 107

Tabla 28. Carreteras principales de Boadilla del Monte .......................... 108

Tabla 29. Indicadores de movilidad de las carreteras ............................... 110

Tabla 30. Características del motor según la carga ................................... 118

Tabla 31. Características de la tubería de PVC según el diámetro exterior ..

(Fuente: UNE 53332/81) ............................................................... 118

Tabla 32. Características técnicas del PVC ......................................................

(Fuente: Catálogo de Faraplan) .................................................. 119

Tabla 33. Resistencia química del PVC. ...........................................................

(Fuente: Catálogo de Faraplan) .................................................. 120

Tabla 34. Coste de tuberías. (Fuente: Catálogo de Faraplan) .................. 121

Tabla 35. Materiales de construcción de las válvulas de mariposa. ...............

(Fuente: Catálogo de ICOMAR) ................................................. 123

Tabla 36. Especificaciones técnicas. (Fuente: Catálogo de Ross) ............. 125

Tabla 37. Especificaciones técnicas. (Fuente: Catálogo de Ross) ............. 126

ÍNDICE DE TABLAS

III



Tabla 38. Dimensiones de codos. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa) ...... 131

Tabla 39. Variedad de condensadores de la serie Mural a 400V. ..................

(Fuente: Catálogo de Cisar) ........................................................ 132

Tabla 40. Dimensiones y referencias de cuadros eléctricos. ...........................

(Fuente: Catálogo Seiza) .............................................................. 134

Tabla 41. Variedad del modelo elegido.. ...........................................................

(Fuente: Catálogo de Conductores del Norte). .......................... 136

Tabla 42. Normas utilizadas en la realización del presente proyecto ...... 139

Tabla 43. Tamaño en mm de los formatos DIN serie A ............................ 147

Tabla 44. Código de planos .......................................................................... 148

Tabla 45. Lista de materiales ....................................................................... 149

Tabla 46. Presupuesto parcial de obra ........................................................ 197

Tabla 47. Presupuesto parcial de elementos mecánicos ............................ 198

Tabla 48. Presupuesto parcial de elementos eléctricos .............................. 199

Tabla 49. Presupuesto parcial de elementos hidráulicos ........................... 200

Tabla 50. Presupuesto parcial de mantenimiento ...................................... 201

Tabla 51. Presupuesto parcial de otros costes ............................................ 202

Tabla 52. Presupuesto total de ejecución .................................................... 203

Tabla 53. Presupuesto general ..................................................................... 204

ÍNDICE DE TABLAS

IV



Parte I: MEMORIA

- 1 -



Parte I MEMORIA

Parte I: MEMORIA

- 2 -



Índice del documento 1: Memoria

- 3 -



ÍNDICE DEL DOCUMENTO 1: MEMORIA

1.-Memoria descriptiva.

1.1. Objeto.

1.2. Alcance y campo de aplicación.

1.3. Situación geográfica.

1.4. Datos de partida.

1.5. Desarrollo de estudio: Estación de Bombeo de Aguas Residuales.

1.5.1. Introducción.

1.5.2. Tanque receptor.

1.5.2.1. Forma.

1.5.2.2. Volumen.

1.5.2.3. Tiempo de retención.

1.5.2.4. Dimensiones.

1.5.3. Las bombas.

1.5.3.1. Concepto y clasificación.

1.5.3.2. Tipos de bombas sumergibles.

1.5.3.3 Elementos constituyentes.

1.5.3.4. Número.

1.5.4. Forma de montaje.

1.5.5. El automatismo.

1.5.6. Telemetría.

1.5.7. Válvulas.

1.5.7.1. Válvulas de retención.

1.5.7.2. Válvulas de cierre.

1.5.8. Tubería de impulsión.


- 4 -



1.5.8.1. Flujo inverso.

1.5.8.2. Velocidad en las conducciones.

1.5.8.3. Materiales.

1.5.9. Bridas.

1.5.10 Boyas.

1.5.11. Instalaciones auxiliares.

1.5.11.1. Ventilación.

1.5.11.2. Equipos de elevación y transporte.

1.5.11.3. Fontanería.

1.5.11.4. Conexión telefónica.

1.6. Análisis del sistema hidráulico.

1.6.1. Líquido a elevar.

1.6.2. Altura de elevación.

1.6.3. Instalación.

1.6.4. Cavitación.

1.6.4.1. Concepto.

1.6.4.2. Descripción del proceso.

1.6.4.3. Consecuencias.

1.6.4.4. Origen del proceso.

1.7. Impacto en el medio ambiente.

1.8. Resumen del presupuesto.

1.9. Bibliografía consultada.

2.-Cálculos justificativos.

2.1. Caudales.

2.2. Pérdidas de carga.

2.2.1. Pérdidas en tubería.


- 5 -



2.2.2. Pérdidas en accesorios y piezas especiales.

2.2.3. Programa.

2.3. Selección de las bombas.

2.4.-Pozo de bombeo.

2.5. Presiones.

2.5.1. Presión de descarga.

2.5.2. Reynolds.

2.5.3. Presión a la salida de la bomba.

2.5.4. Presión de entrada a la bomba.

2.5.5. Presión máxima en accesorios.

2.6. Caudal de aspiración.

2.7. Alturas.

2.7.1. Altura total a la entrada de la bomba.

2.7.2. Altura mínima en el pozo.

2.8. Potencia requerida por la bomba.

2.9. Técnica de bombeo.

2.9.1. Curvas características de las bombas y de la instalación.

2.9.2. Adaptación al punto de funcionamiento.

2.9.3. Condiciones de funcionamiento.

2.10. Diámetro óptimo.

2.11. Cavitación.

2.11.1. Predicción del proceso.

2.11.2. Fenómenos asociados.

2.11.2.1. Recirculación interna.

2.11.2.2. Sumergencia.

2.12. Motor.


- 6 -



3. Estudio económico.

3.1. Fiabilidad.

3.2. Ahorro económico debido a la reutilización de materias.

3.3. Amortización.

3.4 Interés en la ejecución.

3.5. Coste del ciclo de vida.

4. Anexos.

4.1. Boadilla del Monte.

4.2. Elementos utilizados.

4.3. Seguridad sanitaria.

4.4. Normativa.

Memoria descriptiva

- 7 -



Capítulo 1 MEMORIA DESCRIPTIVA

1.1 OBJETO

El propósito de este proyecto es el diseño y desarrollo de una estación de bombeo de

aguas residuales. La idea de tratar el agua surge por la conciencia del agua como recurso

escaso. El objetivo actual no consiste solo en conseguir un agua más o menos depurada que

pueda verterse en un cauce natural, sino en aprovechar esas aguas para otros usos de modo

directo, es decir, para su reutilización. Esta mentalidad viene derivada del déficit que se

detecta en el balance hídrico en muchas zonas del mundo, incluida España.

También es debida a la degradación de los cauces naturales y los recursos existentes,

y por último, a la aplicación de la Directiva 91/271/CEE, que ha impulsado la depuración

de las aguas residuales generadas, permitiendo disponer de grandes volúmenes de agua

depurada cerca de los lugares de demanda de agua. Según el Real Decreto 1620/2007, se

distingue entre:

• Aguas depuradas: aguas residuales que han sido sometidas a un proceso de

tratamiento que permita adecuar su calidad a la normativa de vertidos aplicable.

• Aguas regeneradas: aguas residuales depuradas que han sido sometidas a un

proceso de tratamiento adicional para adecuar su calidad al uso al que se destinan.

• Reutilización de las aguas: aguas que habiendo sido utilizadas, se han sometido a

los procesos de depuración establecidos para la autorización de vertido, y a los

necesarios para alcanzar la calidad requerida en función del nuevo uso al que se

van a destinar antes de su devolución al dominio público hidráulico.

Memoria descriptiva

- 8 -



1.2 ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN

Los posibles usos para esa agua regenerada serían aquellos en los que la calidad y las

propiedades del agua no requieren un control tan estricto como por ejemplo el agua para

consumo.

En concreto, el Real Decreto 1620/2007 sobre reutilización de agua cita en el anexo

I.A cinco grandes bloques de consumos posibles (Tabla 1.). Cada uno de los usos previstos

lleva implícita unas exigencias de calidad, y también existen usos prohibidos para el agua

reutilizada (Tabla 2.)

Además, uno de los objetivos fundamentales del Real Decreto es aumentar el grado

de utilización de aguas reutilizadas de unos 450 hectómetros cúbicos sobre 3400

hectómetros cúbicos de aguas depuradas en 2007, a 1200 hectómetros cúbicos en 2015, lo

que supondría triplicar dicha cantidad. Las estimaciones en 2009 eran de un volumen de

agua reutilizada de alrededor de 530 hectómetros cúbicos.

1. Uso

urbano

1.1. Residencial: riego jardines privados, descarga de aparatos sanitarios.

1.2. Servicios: riego zonas verdes, limpieza de calles, incendios, lavado

industrial de vehículos.

2. Uso

agrícola

2.1. Riego de cultivos de productos comestibles en fresco para

alimentación humana.

2.2. Productos de consumo humano no fresco, pastos para consumo de

animales, acuicultura.

2.3. Cultivos leñosos, flores ornamentales, viveros, cultivos industriales

no alimentarios.

Memoria descriptiva

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3. Uso

industrial

3.1. Aguas de proceso y limpieza, otros usos industriales.

3.2. Torres de refrigeración y condensadores evaporativos.

4. Uso

recreativo

4.1. Riego campos de golf.

4.2. Estanques, caudales circulantes con acceso al público prohibido.

5. Uso

ambiental

5.1. Recarga de acuíferos por precolación.

5.2. Recarga de acuíferos por inyección directa.

5.3. Riego de bosques, zonas verdes no accesibles al público.

5.4. Otros usos: mantenimiento de humedales, caudales mínimos.

Tabla 1. Usos previstos para la reutilización del agua residual depurada.

(Fuente: Real Decreto 1620/2007).

Para el consumo humano, salvo situaciones de declaración de catástrofe en las que

la autoridad sanitaria especificará los niveles de calidad exigidos a dichas aguas y

los usos.

Para los usos propios de la industria alimentaria, salvo lo dispuesto para el uso de

aguas de proceso y limpieza.

Para uso en instalaciones hospitalarias y otros usos similares.

Para el cultivo de moluscos filtradores en acuicultura.

Para el uso recreativo como agua de baño.

Para el uso en torres de refrigeración y condensadores evaporativos, excepto lo

previsto para uso industrial.

Para el uso en fuentes y láminas ornamentales en espacios públicos o interiores de

edificios públicos.

Para cualquier otro uso que la autoridad sanitaria considere un riesgo para la salud

de las personas o un perjuicio para el medio ambiente.

Tabla 2. Prohibiciones de uso del agua reutilizada.

(Fuente: Real Decreto 1620/2007).

Memoria descriptiva

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En la actualidad, según el Ministerio del Medio Ambiente y Medio Rural y Marino,

los usos del agua regenerada en España se reparten especialmente entre el riego agrícola

industrial y de zonas deportivas. Otros usos son: en campos de golf, zonas verdes, riego

agrícola forestal, riego agrícola invernadero, parques y jardines, estanques, uso industrial,

agricultura, uso urbano, uso domiciliario, etc.

La línea de tratamiento clásica y más extendida en España para la regeneración de

aguas depuradas consiste en un tratamiento físico químico seguido de un decantador

lamelar, un sistema de filtración (normalmente en filtro de arena) para finalizar con un

sistema de desinfección. Los sistemas de desinfección se pueden clasificar según empleen

agentes químicos (hipoclorito, cloro gas, ozono), agentes físicos (radiación ultravioleta) o

membranas (micro/ultrafiltración, osmosis inversa). En España lo más común es encontrar

tratamientos de desinfección mediante hipoclorito o radiación ultravioleta. Es el caso de la

depuradora de Boadilla del Monte, que cuenta con un sistema de ultrafiltración, un

tratamiento posterior de rayos UVA, y una ligera post-cloración para aseguramiento de

calidad antes de su distribución.

La desinfección por radiación UV ha tenido importantes avances tecnológicos, que

también van poco a poco siendo adoptados por las depuradoras españolas; como la EDAR

de Reus (Tarragona) que instaló un sistema MycroDynamics de desinfección mediante

lámparas ultravioleta activadas mediante energía microondas, sin electrodos de encendido

y sin conexiones eléctricas cercanas al agua, la EDAR de Arcos de la Frontera (Cádiz), que

en 2008 instaló un sistema de tratamiento terciario pionero en España mediante filtración

por telas y desinfección por luz ultravioleta, y cuya agua regenerada llega al campo de golf

Arcos Gardens, o la EDAR de Ponteareas (Vigo) o del Baix Llobregat (Barcelona), que

incorpora un sistema de desinfección mediante rayos UVA, y que está ideado, en este

último caso, para mantenimiento del caudal ecológico del río, sustitución del riego agrícola

y el mantenimiento de humedales.

Memoria descriptiva

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Muchas son las EDAR que incorporan tratamientos terciarios con vistas a la

reutilización del agua depurada para otros usos, incorporando interesantes novedades

tecnológicas hasta ahora poco frecuentes en España, como por ejemplo la EDAR de

Castellón, que desde 2008 aplica ozono para desinfección, y sistemas de recuperación de

biogás de su tratamiento de fangos para aprovechamiento energético. Estos procesos se

realizan siempre acorde con el Real Decreto 91/271.

El Plan Nacional de calidad del agua (2007-2015) ha incrementado la disponibilidad

de agua depurada en las pequeñas poblaciones. Esto, junto con la preocupación y la

necesidad de la regeneración y reutilización de aguas depuradas para un uso y gestión más

sostenible de los recursos hídricos, ha promovido la instalación de diversos sistemas y

tecnologías que permitan la regeneración del agua en cumplimiento con el Real Decreto

1620/2007 de reutilización del agua. Así mismo, el impulso de tecnologías extensivas en

nuestro país permite obtener agua regenerada para ciertos usos (mejora de riberas de los

ríos, recuperación paisajística y de humedales, riego de cultivos leñosos, de cereales,…)

sin la necesidad de costosas tecnologías, aunque sigue siendo necesario el impulso en

I+D+i para mejorar los rendimientos y fiabilidad de las mismas.

Para el ministro de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, Miguel Arias

Cañete, un aspecto preocupante ha sido el proceso de planificación hidrológica de las

demarcaciones hidrográficas que se debería haber terminado en diciembre de 2009, según

la directiva Marco del Agua. El ministro ha explicado que para España se han definido 25

demarcaciones. En total 25 planes, de los cuales, hasta la fecha, sólo se ha culminado uno

de cuencas intracomunitarias, el de Cataluña.

Los demás planes todavía no están aprobados. Por ese motivo, la Comisión Europea

ha presentado una demanda contra España en el Tribunal de Luxemburgo por

incumplimiento en dos puntos relevantes: el plazo de aprobación y la realización de un

proceso de participación pública.

Memoria descriptiva

- 12 -



El Ministro Miguel Arias Cañete declaró: “Nuestro objetivo es tener revisados y

terminados todos los planes de demarcación hidrográfica intercomunitarios en el mínimo

plazo posible. Queremos tenerlos, si puede ser, antes de que termine el año 2013”.

“El problema –ha explicado Arias Cañete- es que dos de las fuentes de financiación

no están disponibles hasta que se acaban las obras y, en alguna sociedad, se han realizado

inversiones por encima de los recursos propios; más de 4.000 millones de euros, contando

con 1.652 millones de euros y sin disponer de los ingresos de otras fuentes de

financiación”. “Todo esto supone dejar a las sociedades en una situación que el derecho

mercantil tipifica con toda nitidez. En este momento, se necesitan, a corto plazo, 800

millones de euros de financiación para poner en explotación algunas inversiones”, ha

añadido.

Como consecuencia, se han estancado los planes hidrológicos debido a las

insuficientes fuentes de financiación.

1.3 SITUACIÓN GEOGRÁFICA

La estación de bombeo se encontrará en el pozo de gruesos del EDAR que se situará

en la cuenca hidrográfica del arroyo Valenoso, en el término municipal de Boadilla del

Monte de la Comunidad de Madrid. Se encontrará a 14,5 km de la capital española, y se

podrá tener acceso mediante una bifurcación de la M-50. El anexo I incluye características

básicas de la zona.

Memoria descriptiva

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Figura 1. Mapa de Madrid- Boadilla del Monte.

Figura 2. Mapa de ubicación del EDAR en Boadilla del Monte.

1.4 DATOS DE PARTIDA

Consiste en diseñar una estación de bombeo con una instalación sumergida que tiene

un caudal de 2000 m3/h, es decir, 556 l/s y una altura manométrica total máxima de 15 m

de altura. Con estos datos, se decide una altura geométrica máxima de 10 m y para el

Memoria descriptiva

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diseño del pozo se toman 3 m de altura. La distancia en el depósito desde la tubería de

entrada hasta la superficie del fluido va a tener un máximo de 7 m.

Las bombas situadas en el pozo tendrán que estar aproximadamente a 1 m por

encima de la superficie del suelo, lo que hace que la boca del depósito también se sitúe 1m

más alto que el techo del pozo.

Para satisfacer esta demanda de caudal se necesitarán 3 bombas en funcionamiento,

y otra más de reserva debido a los posibles imprevistos que pueda haber en la vida útil de

la instalación.

El caudal máximo teórico del arroyo Valenoso es de 2000 m3/h. Este flujo de agua

está previsto para dentro de 50 años, fecha en la que se estima mayor número de viviendas

en los alrededores de la zona.

1.5 DESARROLLO DE ESTUDIO: EBAR

1.5.1 INTRODUCCIÓN

Una estación de bombeo consta de elementos mecánicos, eléctricos y constructivos

que deben estar bien seleccionados y relacionados entre sí para conseguir un

funcionamiento correcto y un mantenimiento adecuado del conjunto.

• El tanque receptor de las aguas.

• Las bombas (tipo, número).

• El tipo de montaje.

• El automatismo.

• El control a distancia.

Memoria descriptiva

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• Las válvulas.

• La tubería de impulsión.

• Las bridas.

• Las boyas.

• Elementos auxiliares.

1.5.2 TANQUE RECEPTOR

1.5.2.1 Forma

Los pozos receptores se construyen casi siempre de planta circular o

cuadrada/rectangular. Los pozos de planta circular se utilizan generalmente en estaciones

de poco caudal o prefabricadas, siendo las prefabricadas de anillos de hormigón o de

materiales plásticos. Los pozos de planta cuadrada o rectangular se utilizan en estaciones

pequeñas, medianas y grandes y permiten un flujo de agua más regular a través de ellos.

Con un criterio hidráulico son preferibles los de planta cuadrada o rectangular, por

eso ha sido la elegida en este proyecto.

1.5.2.2 Volumen

Desde un punto de vista económico, el pozo debe ser lo más pequeño posible. Este

criterio tiene una limitación: el volumen útil mínimo que es función del número de

bombas, de su potencia y de los caudales de servicio. El límite inferior lo marca el número

de arranques/hora permisible en las bombas, que a su vez depende de su potencia y el

número de ellas.

El motivo de esta limitación es el calentamiento que experimenta un motor en el

arranque, pues el calor producido debe disiparse antes de repetir el proceso. Se tiene que

Memoria descriptiva

- 16 -



tener en cuenta que la intensidad nominal se dispara en ese momento, en el caso del

presente proyecto se pasa de 162A a 1101A, es decir, se multiplica por 6,8 en ese

momento. Arranques muy frecuentes y sobrecalentamientos muy frecuentes repercuten

negativamente en el aislamiento de los cables que forman el bobinado del motor.

En la tabla siguiente se indica el número máximo de arranques/hora recomendado en

función de la potencia nominal de los motores:

Arranques/hora Potencia, Kw Arranques/hora

< 11 12 - 20 11 a 37 10 - 17 37 a 110 8 - 14 110 a 160 7 - 12

>160 5 - 10 Tabla 3. Ejemplo de relación: arranques/h y potencia del motor.

Los motores menores de 11 kW pueden arrancar hasta 20 veces en una hora, lo que,

sumado a un caudal de bombeo pequeño, permite estaciones, especialmente las

prefabricadas, muy pequeñas.

Para más de una bomba en servicio, el volumen del pozo depende también de la

secuencia de funcionamiento prevista:

• Secuencia A: Arranque escalonado y paro común. Las bombas arrancan una tras

otra, pero paran todas a la vez en el nivel de desconexión de la primera bomba.

• Secuencia B: Arranque y paro escalonados. Las bombas arrancan una tras otra a

niveles crecientes y paran sucesivamente en orden inverso.

Memoria descriptiva

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En el primer caso, los volúmenes adicionales de las bombas que entran en servicio

sucesivamente utilizan el volumen calculado para la bomba que ha entrado previamente en

el ciclo. Esta secuencia es la normalmente utilizada en saneamientos y necesita un volumen

total menor que la secuencia B.

En el segundo caso se trata de una serie de volúmenes útiles superpuestos, por lo que

el volumen total es mayor. Dado que se adapta mejor a las fluctuaciones de caudal, esta

secuencia es la recomendada para alimentación de EDAR, ya que produce menos puntas

que la secuencia A. Esto redundará en un beneficio para el funcionamiento de la planta.

Factores a tener en cuenta para la forma constructiva de la estación:

• Las tuberías deben instalarse de forma que no impidan la extracción ni el

descenso de las bombas.

• Hay que prever válvulas de retención y compuerta si varias bombas elevan el agua

a un colector común. Las válvulas, en la medida de lo posible, no deben estar en

contacto con el líquido a elevar.

• Hay que prever un vertedero de llegada y reparto si el pozo es especialmente corto

o si la llegada está relativamente alta sobre la solera del pozo. La pared de rebote

se puede construir como un canal con aperturas en el fondo. Este dispositivo

tranquiliza el agua afluente y reparte homogéneamente la corriente hacía las

bombas. Hay que evitar la entrada de burbujas de aire.

• Se forman depósitos en las zonas del pozo, en que el agua está sin movimiento.

Estos depósitos pueden evitarse en gran parte con pendientes en las paredes del

pozo y cantos de 45º en las esquinas. En algunos casos hay que prever una

agitación artificial.

1.5.2.3 Tiempo de retención

Es conveniente calcular el tiempo de retención medio del agua en el pozo y tener en

cuenta que, en ausencia de oxígeno y en períodos cálidos, una retención mayor de unos 30

Memoria descriptiva

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minutos dará origen a la formación de H2S, con las consecuencias medioambientales y de

corrosión de equipos que pueden presentarse.

1.5.2.4 Dimensiones

Para un mismo volumen es recomendable que la superficie sea mínima. Una

superficie excesiva convierte a la estación en un decantador con zonas sin movimiento y

velocidades de aproximación a las bombas muy bajas, con lo que se producirán depósitos

indeseados.

Una vez elegido el tipo de pozo de planta rectangular y el volumen del pozo se

plantea el problema de la situación de las bombas con respecto a la entrada de agua y de las

bombas entre sí.

Se trata de una cuestión importante ya que puede afectar al funcionamiento correcto

de las bombas: hay que evitar la formación de vórtices, eliminar en lo posible el aire

disuelto que pueda llevar el agua y favorecer un flujo hacia las bombas lo más laminar

posible.

Hay que evitar la entrada directa del agua sobre las bombas o sus cables de

alimentación, para ello, se decide construir una cámara tranquilizadora en el pozo que

disminuya la energía cinética del agua y a la vez ayude a eliminar aire disuelto. Tendrá

unos orificios para ayudar a que el agua fluya hacia la línea de bombas

perpendicularmente.

Memoria descriptiva

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A continuación se dan algunas cotas recomendadas para pozos rectangulares:

Figura 3. Plano de pozo con planta rectangular.

En el pozo de planta rectangular de la figura, las cotas indicadas se calculan en

función del caudal unitario mayor (q1).

Dimensiones recomendadas para pozo de planta rectangular, q1 en l/s

Cota Descripción Valor recomendado

A (mm), mínimo Distancia entre ejes de bombas y entrada de agua A (mm) = 162 q1

0,5

B (mm), mínimo Distancia entre ejes de bombas contiguas B (mm) = 70 q1

0,5

C (mm), máximo Distancia entre eje de bomba a muro más próximo C (mm) = 34 q1

0,5

D (mm) Lado del hueco de comunicación D (mm) = 22 q10,5

E (mm) Distancia entre entrada de agua y pantalla deflectora E (mm) = 304 q1

0,28

F (mm), mínimo Nivel de agua F (mm) = 178 q1

0,274

G (mm) Distancia entre volutas contiguas Mínimo 200 mm H (mm) Distancia entre muro y voluta extrema Mínimo 200 mm

Tabla 4. Dimensiones recomendadas para un pozo de planta rectangular.

Memoria descriptiva

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Para valores pequeños de q1, el valor de la cota A puede impedir la instalación de la

pantalla; en tal caso se debe ampliar esa cota y no disminuir la cota E.

1.5.3 LAS BOMBAS

1.5.3.1 Concepto y clasificación

La bomba es una máquina que absorbe energía mecánica y aporta al líquido que la

atraviesa energía hidráulica. Se emplean para impulsar toda clase de líquidos; agua, aceites

de lubricación, combustibles, ácidos, líquidos alimenticios: leche, cerveza, etc. Estas

últimas constituyen el grupo de las bombas sanitarias. También se emplean, como en el

caso del presente proyecto, las bombas para bombear líquidos espesos con sólidos en

suspensión, como pastas de papel, fangos, desperdicios, etc.

Las bombas se clasifican en:

1) Bombas rotodinámicas: pertenecen a este grupo las bombas que son

turbomáquinas o también llamadas máquinas de corriente, se caracterizan porque

el fluido fluye, no está encerrado en una cámara.

Su funcionamiento se basa en la ecuación de Euler; y su órgano transmisor

de energía se llama rodete. Se llaman rotodinámicas porque su movimiento es

rotativo y la dirección de la corriente posee un papel esencial en la transmisión de

la energía.

2) Bombas de desplazamiento positivo: se identifican en este grupo tanto las bombas

alternativas como las rotoestáticas, que son rotativas pero en ellas la dinámica de

la corriente no es importante en la transmisión de la energía.

Memoria descriptiva

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1.5.3.2 Tipos de bombas sumergibles

La diferencia entre los distintos tipos radica en el impulsor. En la figura siguiente se

representan los impulsores:

Figura 4. Tipos de impulsores.

Los adjetivos radial y axial indican si el flujo del agua a través del impulsor es

perpendicular o paralelo a su eje de giro.

Las bombas con impulsor radial pueden trabajar en una zona amplia de caudales y

alturas y permiten el paso de sólidos de cierto tamaño. Son las utilizadas normalmente en

saneamientos y EDAR, por eso van a ser el tipo de bombas a utilizar.

Sin embargo, las bombas de impulsor axial están recomendadas especialmente en

casos de caudales grandes y alturas pequeñas. Además tienen limitación de paso de

sólidos, por lo que sería necesaria la instalación de una reja de desbaste previa.

Flujo mixto - cerrado Flujo mixto - abierto

Flujo Radial Flujo Axial

Memoria descriptiva

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Las bombas de flujo mixto combinan las ventajas de ambos impulsores en caudales

medios o elevados.

1.5.3.3 Elementos constitutivos

Los principales elementos de una bomba radial son:

• Rodete, gira solidario con el eje de la máquina y consta de un cierto número de

álabes que imparten energía al fluido en forma de energía cinética y energía de

presión.

• Corona directriz o corona de álabes fijos, recoge el líquido del rodete y transforma

la energía cinética comunicada por el rodete en energía de presión, ya que la

sección de paso aumenta en esta corona en la dirección del flujo. Esta corona

directriz no existe en todas las bombas, porque encarece su construcción, aunque

hace a la bomba más eficiente.

• Caja espiral, transforma también la energía de presión, y recoge además con

pérdidas mínimas de energía el fluido que sale del rodete, conduciéndolo hasta la

tubería de salida o tubería de impulsión.

• Tubo difusor troncocónico, realiza una tercera etapa de difusión, es decir, de

transformación de energía dinámica en energía de presión.

1.5.3.4 Número

El número mínimo de bombas en un pozo debe ser de 2, una en reserva activa, cada

una de ellas capaz de elevar el caudal máximo de cálculo.

Memoria descriptiva

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El número óptimo de bombas depende de una serie de factores y no puede prefijarse.

La decisión se deberá tomar tanteando varias soluciones y analizando costes de instalación,

consumo energético y mantenimiento. En el presente proyecto habrá 4 bombas, una de

ellas en reserva.

1.5.4 FORMA DE MONTAJE

Las bomba sumergibles pueden instalarse sumergidas o en seco. Hay argumentos a

favor y en contra de estos dos tipos de montaje.

Desde el punto de vista constructivo, es evidente que la solución de bombas

sumergidas requiere menos superficie y por tanto menos volumen.

Existe la creencia de que el montaje de las bombas en seco facilita su mantenimiento,

lo que puede ser cierto para trabajos in situ, pero el desmontaje es más rápido y más fácil si

la bomba está conectada a un pedestal que si está conectada con bridas a los tubos de

aspiración e impulsión. Por otra parte, el montaje en seco exige la existencia de un tubo de

aspiración más o menos largo entre la bomba y el pozo colector. En el caso de que se

produzca una obstrucción en dicho tubo hay que proceder a vaciar el pozo para intentar

eliminarla.

Si se trata de renovar una instalación de bombeo antigua, con bombas

convencionales, el cambio a bombas sumergibles en seco presenta la ventaja de ser

resistente a las inundaciones.

Todos estos factores deben tenerse en cuenta para la elección del tipo de montaje. En

el presente proyecto es más conveniente la instalación sumergida.

Memoria descriptiva

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1.5.5 EL AUTOMATISMO

Las bombas entran en funcionamiento y se paran en función del nivel del agua en el

pozo colector. Las señales emitidas por los sensores de nivel se reciben en un dispositivo

del cuadro eléctrico que, de acuerdo con un programa, arranca y para las bombas.

El programa de funcionamiento debe intentar que todas las bombas, incluida la de

reserva activa, trabajen aproximadamente el mismo número de horas.

1.5.6 TELEMETRÍA

Las señales procedentes de los sensores de las estaciones de bombeo se transmiten

vía red telefónica o modem. Los parámetros o situaciones más interesantes de controlar son

los niveles de:

• Caudales.

• Fallo en bombas de reserva.

• Pérdida de la reserva, entrada en

funcionamiento de la bomba de

reserva.

• Salto de térmicos.

• Fallo de juntas mecánicas.

• Temperatura de cojinetes.

• Temperatura de bobinados.

• Fallo en el generador de emergencia.

• Detección de gases nocivos.

• Fallo en el grupo electrógeno.

• Fallo en el compresor.

• Presencia de intrusos.

Figura 5. Procesador de datos.

Memoria descriptiva

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1.5.7 VÁLVULAS

1.5.7.1 Válvulas de retención

Son dispositivos hidromecánicos, su finalidad es la de dejar pasar el agua en un solo

sentido. Están formados por un obturador que deja pasar el agua en un solo sentido para

evitar la inversión del flujo en el sentido opuesto, cerrando automáticamente.

Si se produce el flujo inverso con un valor importante, puede producir elevadas

sobrepresiones por golpe de ariete originando anomalías en el resto de la instalación.

Se utilizan siempre que las bombas descargan en un colector común. Se instalarán en

posición horizontal, para evitar acumulación de sólidos sobre la bola o la clapeta, según el

caso. Se han escogido los modelos que dejan más libre el paso del agua. Las válvulas de

bola se instalará fuera del pozo, en una cámara de válvulas.

1.5.7.2 Válvulas de cierre

Serán de tipo mariposa. Las de menor diámetro se instalarán en una cámara de

válvulas junto a las de bola.

1.5.8 TUBERÍA DE IMPULSIÓN

1.5.8.1 Flujo inverso

Al parar las bombas puede ser inevitable que se produzca un flujo inverso en las

tuberías. Puede ser peligroso que en ese momento, estando la bomba girando al revés,

reciba una señal de arranque, lo que dispararía el consumo eléctrico. Para evitar esta

eventualidad se temporizará el siguiente arranque de las bombas hasta que se prevea que

ha desaparecido el flujo inverso.

Memoria descriptiva

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1.5.8.2 Velocidad en las conducciones

Para las velocidades de las aguas residuales en las tuberías, se ha estimado que la

velocidad mínima sea superior a 0,6 m/s, para evitar sedimentaciones en la tubería. Y la

velocidad máxima sea inferior a 5 m/s, para evitar la abrasión.

1.5.8.3 Materiales

Los materiales más habituales en la estación de bombeo son:

• Acero galvanizado en caliente.

• Acero inoxidable.

• Polietileno electro-soldado.

• Polietileno.

• PVC.

Y en la impulsión general:

• Fundición dúctil con recubrimiento interior de mortero.

• Materiales plásticos, con un coeficiente de rugosidad muy bajo.

1.5.9 BRIDAS

Son accesorios para conectar tuberías con equipos: bombas, intercambiadores de

calor, calderas, tanques, etc.; o accesorios: codos, válvulas, etc. La unión se hace por

medio de dos bridas, en la cual una de ellas pertenece a la tubería y la otra al accesorio a

ser conectado.

Las ventajas de las uniones bridadas es que al estar unidas por espárragos, permite el

rápido montaje y desmontaje a la hora de realizar reparaciones o mantenimiento.

Memoria descriptiva

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Tipos de bridas:

• Brida con cuello, es utilizada con el fin de minimizar el número de soldaduras en

pequeñas piezas a la vez que contribuye a contrarrestar la corrosión en la junta.

• Brida con boquilla, para soldar.

• Brida deslizante, puede deslizarse hacia cualquier extremo del tubo antes de ser

soldada. Tiene varias formas; cara plana, cara levantada, borde y ranura, macho y

hembra y de orificio. Requiere soldadura por ambos lados.

• Brida roscada, pueden ser instaladas sin necesidad de soldadura y se utilizan en

líneas de fluidos con temperaturas moderadas, baja presión y poca corrosión, no

es adecuada para servicios que impliquen fatigas térmicas.

• Brida loca con tubo rebordeado, su borde puede girar alrededor de cuello, lo que

permite instalar los orificios para tornillos en cualquier posición sin necesidad de

nivelarlos.

• Brida ciega, es una pieza completamente sólida sin orificio para fluido, y se une a

las tuberías mediante el uso de tornillos, se puede colocar conjuntamente con otro

tipo de brida de igual diámetro, cara y resistencia.

• Brida orificio, son convertidas para cumplir su función como bridas de orificio.

Son del grupo de las denominadas estándar, específicamente del tipo cuello

soldable y deslizantes.

• Brida de cuello largo, para soldar.

• Brida embutible, tiene la propiedad de ser embutida hasta un tope interno que ella

posee. Tiene una tolerancia de separación de 3,18 m y solo va soldada por el lado

externo.

1.5.10 BOYAS

Las boyas generalmente son huecas y a menudo están infladas con aire o con algún

gas neutro, aunque también es común encontrar boyas rellenas de un material sólido más

http://es.wikipedia.org/wiki/Aire

Memoria descriptiva

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ligero que el agua, como puede ser la espuma de poliestireno, con el fin de impedir que el

contenido se llene de agua o que se desinfle, perdiendo así su eficacia, en caso de un

pinchazo o fuga tras un golpe.

La flotación de las boyas se debe al Principio de Arquímedes, ya que su masa es

inferior a la de su volumen equivalente en agua.

1.5.11 INSTALACIONES AUXILIARES

1.5.11.1 Ventilación

Una buena ventilación es esencial para evitar accidentes en la estación de bombeo y

minimizar los efectos corrosivos del sulfhídrico. El número de renovaciones/hora que se

debe hacer varía según el tipo de ventilación.

Ventilación Tipos Renovaciones/hora

Continua 12 Intermitente 30

Tabla 5. Renovaciones/hora según el tipo de ventilación.

La ventilación se hará introduciendo aire fresco en el interior de la estación. En

climas de humedad excesiva o temperaturas muy bajas se preverá un equipo de

deshumidificación o calefacción automático.

Para una mayor seguridad se realizará la instalación de detectores de gases:

sulfhídrico, metano, monóxido de carbono, etc.; con sus correspondientes alarmas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno

http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes

Memoria descriptiva

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1.5.11.2 Equipos de elevación y transporte

Debido a que el grupo motobombas va a ser de tamaño medio se realizará la

instalación permanente de equipos para su izado y transporte interno. Por el tamaño de las

bombas, los equipos de izado van a ser con desplazamiento en una línea: polipasto móvil a

lo largo de una viga.

Como medida de seguridad, la capacidad nominal del polipasto será el doble del peso

del conjunto motobomba a extraer o mover. Los polipastos serán de accionamiento

eléctrico.

La puerta de acceso al recinto deberá contar la altura del vehículo cargado con la

bomba en posición vertical.

1.5.11.3 Fontanería

La estación de bombeo va a disponer de una conexión de agua potable, para, limpiar

las bombas con manguera antes de su manipulación y limpiar en ciertas ocasiones los

muros del pozo.

En la red de fontanería también se incluyen servicios para el personal.

1.5.11.4 Conexión telefónica

La conexión telefónica permite integrar los datos obtenidos en el SCADA de la

instalación.

Memoria descriptiva

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1.6 ANÁLISIS DEL SISTEMA HIDRÁULICO

1.6.1 LÍQUIDO A ELEVAR

El diseño correcto de una bomba exige información sobre el líquido a elevar. La

construcción, la forma de trabajo y los materiales dependen del comportamiento físico y

químico del líquido. La presencia de sólidos y las mezclas fibrosas influyen directamente

en la forma del impulsor. Líquidos con partículas abrasivas o químicamente agresivas

necesitan materiales de construcción resistentes al desgaste o a los ácidos.

• Bombas para aguas limpias y residuales, comprende modelos sumergibles y de

instalación en seco. Se elige la solución óptima según la aplicación.

Figura 6. Bombas para aguas limpias y residuales.

Memoria descriptiva

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1.6.2 ALTURA DE ELEVACIÓN

Las bombas se utilizan para

elevar a un nivel más alto un

líquido bombeable. La siguiente

figura representa esta diferencia

de altura o altura geométrica

entre los niveles de agua superior

e inferior.

Hay que partir de la base

de que al menos un nivel no es

constante y la altura es variable.

Los tubos, accesorios y

piezas especiales por las que circulan los líquidos ofrecen resistencia a su paso. Se

producen pérdidas de carga que se pueden describir como pérdidas de altura Hv.

Las bombas centrífugas y de hélice son elementos activos de una conducción. Elevan

la presión desde la entrada a la salida de la bomba. La altura de elevación está relacionada

en la práctica con la aceleración de la gravedad “g” y la densidad del líquido “ρ” como

factores de proporcionalidad. La bomba debe dar, frente a una instalación concreta, una

altura total o manométrica que es la suma de la altura geométrica y la pérdida de carga.

Figura 7. Altura de elevación.

Hgeo, min

Hgeo, máx.

Memoria descriptiva

- 32 -



1.6.3 INSTALACIÓN

Tipos de instalación de las bombas seleccionadas:

• Instalación fija sumergida, usando el sistema

automático y un solo tubo guía. La bomba se hace

bajar a lo largo de la guía, adopta automáticamente

la postura correcta de trabajo sobre el pedestal y

cierra por sí misma la conexión de descarga.

• Instalación horizontal en seco, con soportes

de motor y voluta. Este tipo de instalaciones sirve

para estaciones de bombeo con pozo de aspiración

separado o para conectar a un tanque. Constituye

una alternativa que ahorra espacio y costos en la

remodelación de estaciones existentes.

• Instalación vertical en seco, con base de apoyo.

Aplicable en estaciones de bombeo con pozo de

aspiración separado o para conectar a un tanque.

Alternativa de bajo costo y poca necesidad de

espacio para renovación de estaciones existentes

equipadas con bombas de eje prolongado.

Figura 8.Instalación fija

sumergida.

Figura 9. Instalación horizontal en seco.

Figura 10. Instalación vertical

en seco.

Memoria descriptiva

- 33 -



• Portátiles, con base soporte y codo de

descarga para conexión a tubo o manguera. Para

instalaciones rápidas de emergencia, para

mantenimiento y durante la construcción o

reparación de colectores.

Figura 11. Portátiles.

Memoria descriptiva

- 34 -



En el presente proyecto se ha determinado que sea la instalación fija sumergida. A

continuación se detalla la forma de este tipo de instalación:

Figura 12. Forma de instalación fija sumergida.

Leyenda 1 Ventilación 10 Reguladores de nivel 2 Cámara de Válvulas 11 Pantalla deflectora 3 Válvula de compuerta 12 Colector 4 Tubería de descarga 13 Tubo de elevación 5 Válvula de retención 14 Tubo guía 6 Carrete de desmontaje 15 Pozo colector 7 Bomba sumergible 16 Soporte de reguladores de nivel 8 Tubo guía 17 Tubo para cables 9 Relleno en pendiente

Tabla 6. Leyenda de la forma e instalación fija sumergida.

1

2

3

4

5

6

7

8 9

10

11

12

13

14

15

16

17

Memoria descriptiva

- 35 -



1.6.4 CAVITACIÓN

El fenómeno de la cavitación se produce en líquidos sometidos a altas velocidades,

como ocurre en el interior de una bomba centrífuga.

1.6.4.1 Concepto

La cavitación consiste en la formación de cavidades en un líquido y se produce

cuando su tensión de vapor iguala o supera la presión que actúa sobre él. Como

consecuencia de ello, el líquido hierve. El agua hierve a 100ºC a nivel del mar porque a esa

temperatura su tensión de vapor es de 760 mm de Hg, o lo que es lo mismo, una atmósfera,

que es la presión existente sobre su superficie.

Aparte de esta causa principal hay otros factores que pueden inducir el proceso o

están relacionados con él:

• Toma de aire; por formación de vórtices en la

aspiración de la bomba que son consecuencia de

una sumergencia insuficiente.

• Recirculación interna: suele darse en la boca de

aspiración de la bomba.

• Turbulencia en las tuberías de aspiración.

1.6.4.2 Descripción del proceso

En la zona de la bomba donde el líquido circula a altas velocidades, y en

consecuencia a bajas presiones, se forman núcleos diminutos de burbujas que aumentan de

tamaño a medida que pasan por el impulsor. Al llegar estas burbujas a zonas de menor

velocidad se produce su implosión.

Figura 13. Vórtices debido a una

sumergencia insuficiente.

Memoria descriptiva

- 36 -



Figura 14. Descripción de la cavitación.

Las implosiones generan ondas de choque contra las superficies del impulsor y de la

voluta produciendo en las partes metálicas una corrosión tipo picadura.

Simultáneamente tienen lugar vibraciones en la bomba y en el sistema de tuberías.

Figura 15. Ejemplo de la erosión por cavitación.

Superficie

Metálica

Agua Núcleos

Burbujas

Alta velocidad

Baja Presión Disminución

de la velocidad

Onda de choque

Memoria descriptiva

- 37 -



1.6.4.3 Consecuencias

Durante el proceso tiene lugar un descenso en el caudal, la altura y el rendimiento de

la bomba, así como erosión y desgaste de los álabes del impulsor, ejes y camisas de ejes.

Pueden producirse intermitentemente cargas axiales o radiales por encima de lo previsto

para ejes, juntas y alojamiento de cojinetes.

La cavitación suele ser audible, con un ruido característico, como si se estuviese

trasegando agua con partículas de grava.

Figura 16. Consecuencias de la cavitación.

1.6.4.4 Origen del proceso

La explicación del fenómeno se encuentra en la ecuación de Bernoulli, que sin

considerar la energía de posición, se puede escribir como:

(Energía de presión) +

Memoria descriptiva

- 38 -



v: La velocidad del líquido.

g: La aceleración de la gravedad

Al pasar un líquido por el impulsor de una bomba, con una sección

considerablemente menor que la del tubo de succión o incluso que la de la boca de entrada,

se producirá un aumento de su velocidad.

Para que se cumpla la ecuación de Bernoulli el aumento de velocidad se tiene que

compensar con una disminución de la presión, con lo que esta puede llegar a igualar la

tensión de vapor del líquido, y se producirá su ebullición.

Figura 17. Distribución de presiones en una bomba.

Memoria descriptiva

- 39 -



1.7 INCIDENCIA EN EL MEDIO AMBIENTE

Las normativas acerca de sistemas de gestión medioambiental como ISO 14001,

establecen que se deben redactar procedimientos para asegurar que se identifican todos los

aspectos medioambientales significativos y que se conocen todos los requisitos legales

aplicables a los aspectos medioambientales. Todos estos aspectos deberán ser controlados,

y además se tendrán en cuenta al establecer los objetivos y metas.

Figura 18. Proceso de identificación y evaluación de aspectos ambientales significativos.

(Fuente: Ministerio de Medio Ambiente).

A continuación se realiza una síntesis de los efectos identificados y valorados tanto

como negativos como positivos. Esta síntesis se presenta indicando el impacto de cada

actuación significativa por fase del proyecto: de diseño, de obra y de funcionamiento.

Memoria descriptiva

- 40 -



En general los impactos negativos identificados sobre el medio abiótico tendrán una

alta probabilidad de ocurrir, aunque se estima que con una intensidad mínima. Además se

producirán en su totalidad durante la fase de obras.

El medio acuático será objeto de una serie de impactos positivos, durante la fase de

funcionamiento, derivados de la mejora de la calidad de las aguas, que tendrán lugar con

una altísima probabilidad. Por este motivo, el tratamiento de las aguas permitirá a las aguas

superficiales y subterráneas una mejor calidad que se dejará notar con fuerte intensidad.

Sobre la vegetación y la fauna, se prevé una afección negativa por consecuencia de la

ocupación. Sin embargo, durante la fase de funcionamiento, la mejora del sistema de

saneamiento resultará favorable.

Sobre el medio socioeconómico y cultural, la fase de obras supondrá una serie de

molestias que incidirán en su mayor parte sobre la calidad paisajística y el aumento del

tráfico. Sin embargo, estos efectos son considerados insignificantes frente al beneficio que

supone para la población la creación de empleo y la demanda de recursos. Por este motivo

la fase de obras supondrá para la población un impacto positivo.

Por último, la fase de funcionamiento supondrá una serie de impactos, positivos y

negativos. Por un lado, como impactos negativos se encuentra la aparición de olores, que

emporará la calidad de vida de los ciudadanos. En cuanto a los impactos positivos, en

primer lugar en el sector primario, las obras del EDAR propuestas llevarán a una mejora de

las aguas circulantes en la red de acequias, y dependiendo del momento del año, también

su cantidad, beneficiando al sector agrario. En segundo lugar, derivado de la demanda de

recursos y maquinaria, los sectores secundario y terciario serán beneficiados por la fase de

obras. En este sentido, la depuradora permitirá un mayor desarrollo urbano.

Memoria descriptiva

- 41 -



IMPACTOS GENERALES

Elemento del medio

Identificación de impactos y riesgos ambientales

Fase de aparición Medidas propuestas

Atmósfera Emisión de contaminantes gaseosos e incremento de partículas en el aire.

Fase de obra

Medidas preventivas: -Regar los materiales y cubrir las cajas de los camiones que transporten tierras. -Revisar el correcto estado de la maquinaria (ITV y CE). -Se incorporarán filtros para garantizar que los gases emitidos no superen las concentraciones máximas de gases contaminantes de la legislación vigente.

Ruido producido por las estaciones de bombeo.

Fase de obra y explotación

Medidas preventivas: -Aislamiento acústico de las instalaciones. -Adecuado mantenimiento de las instalaciones.

Hidrología y calidad de las aguas.

Arrastre de partículas debido al movimiento de tierras.

Fase de obra

Medidas preventivas: -Evitar acumulaciones fuera de la zona reservada y utilizar separadores de las instalaciones auxiliares. -Gestionar los residuos generados durante la obra y durante la fase de funcionamiento. -Realizar un seguimiento del control analítico a la salida del EDAR con el fin de desviar los caudales a un lugar adecuado en caso de superarse los parámetros mínimos de calidad en vertidos establecidos.

Contaminación por vertidos accidentales y aguas residuales.


Suelo Contaminación del suelo por vertidos accidentales.


Medidas preventivas: -Evitar acumulaciones fuera de la zona reservada. -Realizar reparaciones y mantenimiento de maquinaria en zonas impermeabilizadas. -Gestionar los residuos generados durante la obra y durante la fase de funcionamiento.

Ocupación del suelo

Fase de obra

Medidas preventivas: -Controlar la zona de acumulaciones. -Evitar que los camiones circulen fuera de los caminos de la obra.

Memoria descriptiva

- 42 -



Vegetación Riesgo de incendios.

Fase de obra

Medidas preventivas: -Disponer de planes de protección de incendios.

Eliminación de la vegetación producida por el despeje y desbroce.

Fase de obra

Medidas correctoras: -Las especies vegetales singulares que aparezcan en la zona de obras se trasplantarán a un área próxima y en unas condiciones que garanticen su normal desarrollo. -Revegetar las zonas por las que discurran las conducciones una vez adaptadas las zanjas.

Posible afección de algunos hábitats prioritarios.

Fase de obra

Medidas preventivas: -Inspección y señalización de las zonas de hábitat encontradas. -Reducción de la velocidad de los vehículos en dichas zonas.

Fauna Alteración del entorno debido a la entrada de máquinas y personal de la obra.

Fase de obra

Medidas preventivas: -Realizar el desbroce en la época con menor alteración. -Revegetar las zonas de ocupación temporal. -Minimización de la ocupación del hábitat. -Adecuada ubicación de instalaciones y elementos auxiliares de obra.

Fase de explotación

Socio-cultural

Afección al patrimonio arqueológico y etnológico.

Fase de obra

Medidas preventivas y correctoras: -Seguimiento arqueológico de las obras.

Afección al paisaje.


Medidas preventivas y correctoras: -Integración paisajística con el acondicionamiento de zonas verdes.

Socio-económico

Alteración de la accesibilidad a determinadas parcelas.

Fase de obra

Medidas preventivas y correctoras: -Petición de los permisos necesarios e información a los usuarios, estableciendo accesos alternativos si fuese necesario. -Señalización y reposición posterior.

Tabla 7. Impactos generales del presente proyecto.

Memoria descriptiva

- 43 -



1.8 RESUMEN DEL PRESUPUESTO

El presupuesto del presente proyecto, detallado en el Documento nº 4, Presupuesto,

asciende a la cantidad de TRES MILLONES CUARENTA Y CUATRO MIL

QUINIENTOS OCHENTA Y CUATRO EUROS CON SESENTA Y SIETE CÉNTIMOS

(3.044.584,67 €).

1.9 BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA

[1] MATAIX PLANA, Claudio. Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas. 2º Edición.

Ediciones del Castillo SA, 1986.

[2] CANAL ISABEL II. Especificaciones técnicas sobre acometidas de agua. 2011.

[3] CANAL ISABEL II. Normativa para el abastecimiento de agua. 2004.

.

[4] ABS, S.A. Manual del proyectista.

[5] Regante, E. NPSH. http://npsh.elregante.com

[6] Villareal, B. (25 de Junio de 2010) Slideshare. htpp://www.slideshare.net/byvillar/diseo de

bombas

[7] Villareal, B. (25 de Junio de 2010) Slideshare. http://www.slideshare.net/daviddesing/bombeo-

electrosumergible-bombas-centrifugas

[8] Barbera, S. Criterios de elección para bombas centrífugas y esquemas de instalación.

http://www.savinobarbera.com/espanol/scelta-pompe.html

[9] Romero, A. Boadilla. http://boadilla.com

Memoria descriptiva

- 44 -



[10] Cevallos, F. Resolución de 15 de noviembre de 2010.

http://legislacion.derecho.com/resolucion-15-noviembre-2010-vicepresidencia-consejeria-de-

cultura-y-deporte-y-portavocia-del-gobierno-3190101

[11] Comunidad de Madrid. Contratos públicos.

http://www.madrid.org/cs/Satellite?c=CM_ConvocaPrestac_FA&cid=1142651639413&langua

ge=es&pagename=ComunidadMadrid%2FEstructura&pid=1273078188154

[12] Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. Reutilización de aguas

depuradas. http://www.magrama.es/es/agua/temas/concesiones-y-autorizaciones/reutilizacion-

aguas-depuradas/

[13] Válvulas. http://www.vaindusa.es/indice_archivos/menu.htm

[14] E. Medio ambiente: Identificación y evaluación de aspectos ambientales. Disponible en

World Wide Web: http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/5831/8/07.pdf

[15] Bripetrol. Bridas.http:// www.bripetrol.com.ar

[16] Tenaris. (Junio de 2005). Conexiones: Codos, Tes, Reducciones y Tapones Capa.

Disponible en World Wide Web: http://www.tenaris.com/shared/documents/files/CB284.pdf

[17] World Class Manufacturing. Analizar el costo de vida de un activo. http://world-class-

manufacturing.com/es/LCC/lcc_calculation.html

[18] Sanz, I. El coste de ciclo de vida en las bombas. Disponible en World Wide

Web: http://www.google.co.uk/url?sa=t&rct=j&q=el%20coste%20del%20ciclo%20de%20vid

a%20en%20las%20bombas&source=web&cd=1&ved=0CFQQFjAA&url=https%3A%2F%2F

www.icai.es%2Fpublicaciones%2Fanales_get.php%3Fid%3D443&ei=tFixT6aGMc_gtQa444S

YBA&usg=AFQjCNGcyD3Tbv7eNEA5KZzERtPMP-S0Ug

http://www.bripetrol.com.ar/

http://www.tenaris.com/shared/documents/files/CB284.pdf

http://www.google.co.uk/url?sa=t&rct=j&q=el%20coste%20del%20ciclo%20de%20vida%20en%20las%20bombas&source=web&cd=1&ved=0CFQQFjAA&url=https://www.icai.es/publicaciones/anales_get.php?id%3D443&ei=tFixT6aGMc_gtQa444SYBA&usg=AFQjCNGcyD3Tbv7eNEA5KZzERtPMP-S0Ug




Memoria descriptiva

- 45 -



[19] Directindustry. Tubería de aguas residuales.

http://www.directindustry.es/prod/faraplan/tuberia-plastica-17523-135728.html

[20] Icomar. Válvulas de mariposa. Disponible en World Wide Web:

http://www.lleal.com/usuaris/pdfs_bombes_valvules/arxius/1_1_mariposa.pdf

[21] Ross. Productos. http://www.valvulasross.es/es/producto/familias

[22] Cisar. Condensadores en caja metálica IP31- serie mural

http://www.cisar.net/producto.php?lang=es&producto=condensadores-en-caja-metalica-ip31-

serie-mural&idprod=17

[23] Seiza. Material eléctrico, cuadro eléctrico. Electrobombas. http://www.seiza.es

http://www.cisar.net/producto.php?lang=es&producto=condensadores-en-caja-metalica-ip31-serie-mural&idprod=17

http://www.cisar.net/producto.php?lang=es&producto=condensadores-en-caja-metalica-ip31-serie-mural&idprod=17

- 46 -



Cálculos justificativos

- 47 -



Capítulo 2 CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS

2.1 CAUDALES

El caudal es el volumen de líquido suministrado por la bomba por unidad de tiempo,

a través de la boca de salida. Este caudal, corresponde en el presente proyecto a un caudal

máximo teórico estimado para dentro de 50 años, Q=2000 m3/h.

Demanda total = Caudal máximo teórico = 2.000 m3/h = 83,34 m3/d

Se denomina caudal medio de suministro, al caudal medio instantáneo que

corresponde a la demanda total.

Caudal medio: Qm

=


- 48 -



• Aguas abajo del depósito regulador Cp= 1,8·( 1+

·0,5 ) ≤ 3 Como impulsa al depósito regulador, el coeficiente de punta instantáneo es de: Cp =


- 49 -



D: El diámetro de la tubería: D en metros

g: La aceleración de la gravedad: 2·g = 19,62 m/s2

λ indica la resistencia de la tubería al flujo. En el coeficiente de rozamiento se

incluyen todos los factores que originan el rozamiento interno y externo. El rozamiento

interno depende de la viscosidad del líquido a elevar y de su contenido en sustancias

disueltas. Normalmente las pérdidas de carga en tuberías rectas se deben a rozamiento

externo. Los factores que más influyen en ello son la velocidad de flujo y la rugosidad de

la tubería.

La elección de la velocidad de flujo es importante para la economía de

funcionamiento de las bombas y para su duración. Cuanto más corta sea la conducción y

menor el contenido de sólidos en el líquido a elevar mayor puede ser la velocidad de flujo.

Velocidades inferiores a 0,5 m/s pueden conducir a sedimentación de sólidos dentro de los

tubos; por encima de 5 m/s tiene lugar abrasión por ser el líquido agua residual.

Por rugosidad de la tubería se entienden las irregularidades en la pared de la misma,

que varían mucho según el material y que pueden cambiar a lo largo del funcionamiento.

Se intensifica normalmente debido a la corrosión y las incrustaciones que se van

produciendo.

Figura 19. Rugosidad.


- 50 -



Material Valor

usual k (mm)

Zona Valores más altos pueden

darse por: Nuevo (mm)

Usado (mm)

Acero 0,25 0,05 0,4 Incrustaciones GGG 0,25 0,2 0,8 Incrustaciones, óxido

Hormigón 1 0,4 1,5 Formación de moluscos Fibrocemento 0,1 0,05 0,4 Huellas de gripado

PE, PVC 0,1 0,02 0,4 Erosión Tabla 8. Rugosidad de diferentes materiales.

La tabla anterior indica rugosidades de distintos materiales en tubos nuevos y usados.

De esta forma, podemos observar cómo a medida que pasa el tiempo aumenta la rugosidad

y eso afecta a las pérdidas de carga. Este efecto se compensa con el desgaste de los álabes

del rodete, ya que de la bomba tampoco se obtiene toda la altura hallada.

2.2.2 PÉRDIDAS EN ACCESORIOS Y PIEZAS ESPECIALES

Los accesorios y piezas especiales también originan pérdidas de carga, que tienen

lugar por separación de la corriente de la pared del tubo, ya que el perfil de la misma es

distorsionado por la formación de remolinos y discontinuidades de las paredes.

El coeficiente de resistencia ζ (zeta), es un factor de proporcionalidad que depende

del caudal, define las pérdidas en piezas especiales y accesorios. En la práctica la pérdida

de carga de un accesorio o una pieza especial se determina, conociendo el coeficiente de

resistencia, con la fórmula:

Hrs =


- 51 -



2.2.3 PROGRAMA

La pérdida de carga total viene dada por la suma de las pérdidas de carga primarias y

las secundarias:


- 52 -



Figura 20. Pérdidas de carga primaria en el primer tramo.

Figura 21. Pérdidas de carga secundaria de la instalación.


- 53 -



Figura 22. Pérdidas de carga primaria en el segundo tramo.

Figura 23. Altura manométrica o altura total de la instalación.


- 54 -



De esta forma, se obtiene una altura manométrica total de 13,4 m a partir de la cual

trabajar para obtener las posibles bombas y dimensiones del pozo.

2.3 SELECCIÓN DE LAS BOMBAS

Entre las bombas sumergibles o en seco, se descarta la bomba en seco porque se

necesita más espacio en el pozo, ya que la bomba se sitúa en otro compartimento diferente

del pozo donde se acumula el agua. Por tanto, será una bomba sumergida para aguas

residuales con partículas flotantes, y derivado de esto último será también semi-abierta.

Gamas de bomba ABS más interesantes para la instalación:

-AFP 2073

-AFP 2501

-AFP 3002

La elección de bomba y motor se basa en el siguiente estudio comparativo:

Bombas AFP

Rend. Hidr. NPSH P. Eje C. Energético

en 10 años C. Manten. en 10 años

C. Total en 10 años

2073 ME 900-4 78,70% 7,4 99,7 kW 240.741,47 € 22.927,76 € 312.469,22 €

2501 ME 900-6 78,00% 3,2 105 kW 200.617,89 € 22.927,76 € 275.545,65 €

3002 ME 900-6 77,30% 2,2 108 Kw 171.958,19 € 22.927,76 € 248.045,95 €

Tabla 9. Estudio comparativo de bombas.

.

El rendimiento hidráulico y la potencia del eje tienen unos valores similares en las

tres bombas. La diferencia está en el NPSH y el coste monetario, donde se incluye el coste


- 55 -



de instalar la bomba, del motor, los costes energético y de mantenimiento preventivo

estimados para los próximos 10 años.

Como conclusión se obtiene que la bomba seleccionada es la AFP 3002 con el motor

ME 900-6.

2.4 POZO DE BOMBEO

Las cotas mínimas recomendadas de dimensionamiento para pozos rectangulares se

citan en el documento de la memoria descriptiva página 19, haciendo uso de la figura 3 y

tabla 4.

Los datos de base para la definición del pozo son el caudal y la frecuencia de

arranque de las bombas. Para evitar la sobrecarga térmica de los motores, los grupos no se

deben arrancar demasiado a menudo dentro de un intervalo de tiempo. Los valores

aproximados para el número máximo de arranques por hora Z, dependen de la potencia del

motor. Como ya se mencionó en la memoria descriptiva página 16, con la ayuda de la tabla

3. Para el caso del motor elegido, ME 900-6, se tienen la siguiente tabla:

Arranques/hora Potencia, Kw Arranques/hora

0 a 11 20 11 a 160 15

>160 ≤ 10

Tabla 10. Arranques/hora según potencia para el motor ME900-6.

Al ser la potencia del motor de 90 kW, se corresponde con un máximo de 15

arranques/hora. Como la selección de las bombas está orientada a trasegar el máximo

caudal afluente y este está sujeto a oscilaciones a lo largo del día, se va a disponer en el


- 56 -



pozo de bombeo de un volumen de almacenamiento, volumen útil, para evitar un arranque

demasiado frecuente de las bombas. Se ha determinado de acuerdo a las dimensiones

apropiadas del pozo un volumen útil de 18,38 m³.

Bomba Caudal de diseño (l/s)

Nivel de arranque (m)

Nivel de parada (m)

Bomba 1 185,00 1,203 0,625 Bomba 2 185,00 1,430 0,675 Bomba 3 185,00 1,582 0,725 Bomba en

reserva - - -

Alarma 1,682 Tabla 11. Niveles de arranque y parada para cada bomba.

Una vez seleccionado el número máximo de arranques/hora se calcula el tiempo

entre dos arranques consecutivos, el período T, mediante la expresión:

T(s)=


- 57 -



El caudal afluente, que varía a lo largo del día, va a ser elevado con varias bombas.

El número de bombas se ha fijado en 4, teniendo en cuenta los siguientes aspectos:

• Para simplificación del mantenimiento y reducción de stock de repuestos, se ha

previsto bombas iguales.

• Todas las bombas instaladas estarán en situación de elevar conjuntamente los

caudales previstos.

Se ha previsto una bomba de reserva para un alto grado de seguridad.

2.5 PRESIONES

Los cálculos que se van hallando se toman como presiones absolutas:

2.5.1 PRESIÓN DE DESCARGA

La presión del fluido al descargar sobre el depósito es de igual valor a la presión

ambiente. Para hallarlo se utiliza la siguiente expresión que relaciona la altitud y la

presión:


- 58 -



Despejando la ecuación anterior se obtiene que: Pd = 92963,61 Pa.

2.5.2 REYNOLDS

Al ser los diámetros de entrada y salida de la bomba distintos, antes de aplicar la

ecuación de Bernoulli para hallar la presión en la salida de la bomba, es necesario saber si

el flujo será laminar o turbulento y así poder conocer el coeficiente α que altera la altura

debido a la energía cinética.

En función de la temperatura a la que vaya el fluido se determina la densidad, la

viscosidad dinámica y cinemática:

Temperatura (ºC)

Densidad (kg/m3)

Viscosidad dinámica (105 kg/m·s)

Viscosidad cinemática (106 m2/s)

0 999,8 178,7 1,787 2 999,9 167,1 1,671 4 1000 156,2 1,652 5 999,95 151,3 1,558 6 999,9 146,4 1,464 8 999,8 137,6 1,375 10 999,7 130,5 1,307 12 999,4 122,6 1,227 14 999,2 116,1 1,163 16 998,9 110,4 1,106 18 998,5 105,2 1,053 20 998,2 100,2 1,004 22 997,7 95,5 0,957 24 997,2 91,1 0,914 26 996,6 87,2 0,876 28 996,1 83,4 0,837 30 995,7 79,7 0,801

Tabla 12. Relación de las propiedades del agua.


- 59 -



Una vez que se saben estas características, se puede hallar el número de Reynolds a

la entrada y a la salida de la bomba para conocer qué tipo de flujo se tiene en cada caso:


- 60 -



: Las pérdidas de carga en la instalación. (13,4 m)


- 61 -



: La velocidad en la descarga del fluido al depósito (3,33m/s)

Al resolver la ecuación, se obtiene que Pa = PE= 124.983,453 Pa.

2.5.5 PRESIÓN MÁXIMA EN ACCESORIOS

El límite para aguas residuales de los accesorios seleccionados que se van a

necesitar en la instalación será PN10, es decir, que la presión máxima permitida será de 10

bares.

Esto se aplicará en: las tuberías, los codos, las válvulas: de mariposa, de bola y de

clapeta y el entronque o pieza pantalón. Como se detalla en el anexo 3 del presente

proyecto.

2.6 CAUDAL DE ASPIRACIÓN

Debido a las pérdidas volumétricas que

se producen en la bomba el caudal útil es Q.

El rodete bombea Q + qe + qi , qe sale por el

prensaestopas al exterior, goteo de la bomba,

qi retrocede por el intersticio. Por la tubería

de aspiración circula un caudal Q + qe menor

que por el rodete. A consecuencia de estas

pérdidas, el caudal que aspira la bomba es

distinto al caudal de la brida de salida, y

también será distinto al caudal que llega al depósito.

Figura 24. Pérdidas volumétricas.


- 62 -



Con lo anterior se concluye que el caudal que se aspira es superior al de descarga.

Calculado para una bomba, el caudal de aspiración será:


- 63 -



: La velocidad a la entrada de la bomba (1,616m/s)

Al resolver la ecuación, se obtiene que la altura en la entrada de la bomba es

HE = 7,051m

2.7.2 ALTURA MÍNIMA EN EL POZO

Para el funcionamiento con bombas sumergidas hay que tener en cuenta que la

refrigeración del motor la realiza el mismo medio que la bomba eleva por lo que la altura

mínima de lámina de agua en el pozo de bombeo no debe ser nunca inferior a

aproximadamente la altura que cubra el cuerpo de la bomba. El volumen ocupado por esta

altura mínima de lámina de agua es de 1,77 m, y se denomina volumen muerto del pozo de

bombeo.

Esta es la mínima profundidad de inmersión de las bombas a la que el fluido debe

llegar para conseguir que se pueda absorber las aguas residuales. Así se asegura que el

motor queda sumergido teniendo una buena refrigeración para que no se caliente más de lo

aconsejable.

2.8 POTENCIA REQUERIDA POR LA BOMBA

La elevación de líquidos por medio de bombas exige una aportación de energía que

se aplica en forma de electricidad, se transforma en el motor en energía cinética y se

suministra al líquido a través del impulsor. De esta interrelación se deducen las potencias

de aspiración, de impulsión y del motor que ilustran en la figura de a continuación:


- 64 -



La potencia hidráulica P3, la potencia de

accionamiento o potencia en el eje P2 y la potencia

absorbida de la red P1 están relacionadas a través

de los rendimientos hidráulicos (η) y del motor

(ηM).

Figura 25.Interrelación de potencias


- 65 -



En lo que se refiere a la bomba se habla de la curva característica de la bomba, figura

26, que representa su capacidad de transporte. Esta curva se conoce también como curva de

estrangulamiento, pues cualquier punto de la misma se puede conseguir por cierre

paulatino de un dispositivo de bloqueo. Si este dispositivo se cierra totalmente, se alcanza

el llamado punto de caudal nulo. Este método se utiliza en el banco de prueba de las

bombas.

A la curva característica de la bomba se opone la curva característica de la

instalación, que describe el comportamiento hidráulico de un sistema de conducciones. La

curva característica de la instalación se compone de la diferencia de altura Hgeo,

independiente del caudal, y de las pérdidas de carga en las conducciones. La diferencia de

la altura Hgeo varía según las oscilaciones del nivel del agua en la cámara de aspiración y

en la zona de descarga. La pérdida de carga Hv aumenta con el caudal Q y depende del

diámetro, longitud y estado de las tuberías, del tipo y número de accesorios y piezas

especiales, así como del líquido a elevar.

Figura 26. Curva característica de la bomba. Figura 27.Curva característica de la instalación.


- 66 -



La figura 28 representa la acción conjunta de las curvas características de la bomba y

de la instalación. Ambas curvas se cortan en un punto, que es el punto de funcionamiento.

Este punto define la situación en que la bomba se coloca automáticamente al funcionar,

debido a las pérdidas de carga de la instalación.

A menudo las bombas deben trabajar simultáneamente. La figura 29 muestra el

funcionamiento simultáneo de dos bombas en un caso ideal. La curva característica de las

bombas se obtiene sumando los caudales para cada altura de elevación.

En la instalación, cada bomba tiene su propia conducción con las válvulas

correspondientes, se unen por una pieza pantalón o injerto y sigue por una tubería común

que transporta la totalidad del caudal hasta descargarlo al depósito.

Esta forma de montaje conduce a una superposición de varias curvas características

de la instalación. Como se muestra en la figura 30, este problema se puede resolver

gráficamente mediante el trazado de las curvas características de bombas modificadas:

1. Dibujar las curvas características de las bombas para funcionamiento individual y

simultáneo.

Figura 28. Punto de funcionamiento. Figura 29. Funcionamiento simultáneo en

paralelo.


- 67 -



2. Calcular las pérdidas de carga en el tramo de impulsión particular de cada bomba.

Restar dichas pérdidas de las curvas características de las bombas para obtener las

curvas características modificadas.

3. Sumar los caudales de las curvas modificadas para funcionamiento simultáneo.

4. Calcular las pérdidas de carga de la conducción general para el caudal total y

dibujar la curva característica de dicha conducción.

5. Los puntos de funcionamiento se obtienen a partir de los puntos de corte de las

curvas de la instalación con las curvas modificadas de las bombas, trazando hacía

arriba una línea vertical hasta que toque a las curvas características de las bombas.

Como resultado de este gráfico se obtienen para cada bomba dos puntos de

funcionamiento que limitan el campo de trabajo, figura 30:

A: Punto de trabajo de una bomba en funcionamiento simultáneo

B: Punto de trabajo de la bomba en funcionamiento individual

Figura 30. Campo de trabajo de las bombas.


- 68 -



Un caudal demasiado pequeño o demasiado elevado puede originar la aparición de

fenómenos de cavitación. Especialmente en el caso de curvas características planas, una

estimación, por ejemplo con el método de longitud de tubería equivalente, de las pérdidas

por rozamiento puede tener consecuencias inesperadas, porque pequeños cambios en la

altura de elevación pueden dar lugar a grandes variaciones de caudal.

Las bombas nunca trabajan en un solo punto de funcionamiento sino en una zona de

la curva característica dentro de la cual todos los puntos son posibles. Esto se debe a

variaciones de la altura geométrica y a cambios en las condiciones hidráulicas de la

instalación, así como al número de bombas en servicio simultáneo.

La oscilación de la altura geométrica conduce a un desplazamiento paralelo de la

curva característica de la instalación, figura 31, y depende de dos factores:

• El nivel de agua en la cámara de bombas es variable puesto que los niveles de

arranque y parada son diferentes.

• La altura geométrica en la parte de la impulsión también es variable.

Un cambio en las condiciones hidráulicas influye en la pendiente de la curva

característica de la instalación, figura 32. El motivo suele ser el cambio de rugosidad de los

elementos de la conducción, por ejemplo por incrustaciones a causa de reacciones

químicas, corrosión o fuerte contaminación del líquido a elevar.

Figura 31. Oscilación de la altura geométrica. Figura 32. Cambio de las condiciones hidráulicas.


- 69 -



El conjunto de curvas características del presente proyecto se expone en la figura 33:

Figura 33. Curvas características del presente proyecto.


- 70 -



2.9.2 ADAPTACIÓN AL PUNTO DE FUNCIONAMIENTO

Una curva característica representa el comportamiento de una bomba para un tamaño

de impulsor determinado y un número de revoluciones concreto. Variando dichas

magnitudes es posible un solo tipo de hidráulica.

La adaptación exacta de la curva característica de la bomba al punto de

funcionamiento se consigue cambiando el número de revoluciones y/o la geometría del

impulsor. El cambio en la geometría del impulsor de flujo radial se consigue torneando su

diámetro exterior.

Los caudales y alturas varían según leyes determinadas, llamadas leyes de

semejanza. El caudal varía linealmente con el número de revoluciones y el diámetro del

impulsor. La altura varía con el cuadrado del número de revoluciones y de los cambios de

diámetro del impulsor.

2.9.3 CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO

La aportación de energía al impulsor de la bomba hace que localmente se consigan

altas velocidades de paso del líquido, lo que produce una excesiva bajada de presión, que

puede llegar a ser inferior a la tensión de vapor del líquido. Como se mencionó en la

memoria descriptiva al explicar el fenómeno de la cavitación, se forman burbujas de vapor

y el líquido hierve. En las zonas de alta presión las burbujas coinciden de repente y

generan ondas de presión de algunos miles de bares. Se reconoce acústicamente por un

chasquido intermitente.

El funcionamiento de una bomba en la zona de cavitación conlleva una pérdida de

rendimiento y puede ocasionar el deterioro de la voluta y del impulsor.


- 71 -



El comportamiento de una bomba frente al fenómeno de cavitación se define por

medio del valor NPSH (Net Positive Suction Head). El valor NPSH es específico de cada

impulsor y corresponde a la presión mínima que debe haber sobre la bomba cuando ésta

trabaja en aspiración.

Cada hidráulica de bomba necesita un determinado NPSHR, R: requerido, para evitar

la aparición de cavitación. Frente a este valor está el NPSHD, D: disponible, de la

instalación, es decir, la carga de agua existente sobre la voluta o hélice. El valor NPSH está

influenciado principalmente por la forma del impulsor, el número de revoluciones, la

temperatura del líquido y la presión atmosférica.

El funcionamiento de régimen de aspiración es un caso especial para las bombas

sumergibles. En esta forma de trabajo hay que hacer notar que físicamente sólo es posible

alcanzar una determinada altura de aspiración. La altura de aspiración se compone de la

altura geométrica y de las pérdidas por rozamiento en la tubería, frente a ella está el

NPSHR de la bomba. Para estimar si es posible el funcionamiento en aspiración de una

bomba debe cumplirse la siguiente relación:

Altura geométrica de aspiración + Pérdidas en la aspiración ≤ 9,5 m – NPSH R


- 72 -



2.10 DIÁMETRO ÓPTIMO

Es importante la elección del diámetro, cuanto más se acerque al diámetro óptimo

más rentabilidad obtendremos en el proyecto.

Con un caudal dado, al escoger una bomba pequeña, esta proporcionará al fluido una

velocidad baja, por lo que la instalación tendrá que tener un diámetro grande para

descargar el flujo marcado. En cuanto al coste, cuanto mayor sea el diámetro de la tubería,

mayor será su precio porque habrá que emplear más material en su fabricación y será más

elevado su transporte. Sin embargo, al tener la instalación una bomba pequeña, también

será menor la potencia requerida y esto se notará en el gasto energético que se realice a

largo plazo.

Por el contrario, si se elige una bomba grande para el mismo caudal dado, la

velocidad será más elevada y el diámetro de las tuberías tendrá que ser menor que en el

caso anterior. En cuanto al coste ocurre lo contrario, al tener tuberías pequeñas el gasto

inicial será menor. Y lo contrario ocurrirá con el coste energético, que al tener una bomba

grande consumirá más potencia que en el caso anterior.

Diámetro velocidad Bomba Coste energético Coste a LP

Coste de instalación Coste a CP

Pequeña

Grande

Tabla 13. Factores en la elección del diámetro óptimo.

Para calcular el diámetro óptimo en cada tramo de la instalación se determina a partir

del caudal y la velocidad media que va a tener el fluido en cada tramo. De este modo,


- 73 -



tendremos dos diámetros óptimos, uno para cada tramo. Se halla despejando el diámetro de

la expresión:

Q = v·A

Siendo;

Q: El caudal previsto que circula por la instalación (2000m3/h)

V: La velocidad del fluido (m/s).

A: La sección de la tubería (m2).

Se obtiene los siguientes valores:

vmin = 2,63 m/s Dmáx = 0,518 m

vmáx = 5 m/s Dmin = 0,376 m

Aunque estos sean los diámetros idóneos para obtener mayor rentabilidad, su coste

sería altamente elevado porque no se fabrican si no es por pedido específico. Por eso se

utilizarán los diámetros normalizados más próximos a estos valores:

Diámetro óptimo Diámetro normalizado 376 mm 315 mm 518 mm 500 mm

Tabla 14. Elección del diámetro.


- 74 -



Una vez determinado el diámetro de la instalación, a continuación se muestra una

comparativa entre los costes de los accesorios necesarios comunes en ambos tramos.

D [mm] Coste Tubería Coste de Válvula de Cierre

Coste de Válvula Antirretorno

D 315 461,64 € 3.500,00 € 2.800,00 € D 500 626,85 € 5.200,00 € 4.500,00 €

Tabla 15. Costes de accesorios según diámetros.

Figura 34. Costes de accesorios según diámetros.

Como se ha explicado anteriormente, la tubería no solo influye en los costes de

instalación a corto plazo. La elección de estos diámetros específicos conlleva un coste a

largo plazo debido a la potencia que consumirá el motor, que a su vez deriva de la altura

manométrica necesaria. Los valores de estas variables en el presente proyecto son:

H manométrica P. motor Coste de Potencia C. Potencia en 10 años 14,1 m 90 kW 10,80 €/h 127.145,24 €

Tabla 16. Variables del coste a largo plazo.

- €

1.000,00 €

2.000,00 €

3.000,00 €

4.000,00 €

5.000,00 €

6.000,00 €

Coste Tubería Coste de Válvula deCierre

Coste de VálvulaAntirretorno

Costes según diámetros

D 315

D 500


- 75 -



En la tabla 9, ‘Estudio comparativo de bombas’, se vio el coste máximo previsto de

potencia para los 10 años. A continuación se compara dicho valor con el coste real previsto

calculado en la tabla anterior.

Coste de la potencia en 10 años Real 127.145,24 €

Máximo 171.958,19 €

Tabla 17. Comparativa de costes de potencia.

2.11 CAVITACIÓN

2.11.1 PREDICCIÓN DEL PROCESO

Para evitar que se produzca el descenso de la presión hasta valores peligrosos, el

líquido debe disponer, en su entrada a la bomba, de una presión suficiente para compensar

el efecto del aumento de la velocidad. Esta presión se define como NPSHD, y es un valor

que depende de las condiciones de la instalación y de la temperatura del líquido.

Para que no se produzca el fenómeno de la cavitación, el NPSHD debe ser mayor que

el que requiere la bomba a la entrada, NPSHR,


- 76 -



La presión a la entrada de la bomba (124.983,453Pa)


- 77 -



Para cada tipo de impulsor y después de ensayos en banco de pruebas, el NPSH

mínimo que ha dado el fabricante para evitar que la cavitación se produzca es el NPSHR,

este valor también se denomina como ‘NPSH3’. Sin embargo, el NPSHR calculado que

debe cumplir la instalación, también se puede hallar como el grado de cavitación en el que

se produce un 3 % de caída en la presión normal que daría la bomba si no cavitase.


- 78 -



2.11.2 FENÓMENOS ASOCIADOS

2.11.2.1 Recirculación interna

El líquido aumenta su velocidad

dentro del impulsor hasta que se produce

su vaporización.

La velocidad específica de

aspiración determina la proximidad que

debe tener el punto de servicio con

respecto al punto de máximo rendimiento

de la bomba para evitar este problema.

Figura 35. Recirculación interna.


- 79 -



2.11.2.2 Sumergencia

Para evitar la entrada de aire a la bomba como consecuencia de la formación de

vórtices, debe haber una cierta altura sobre su voluta.

Figura 36. Sumergencia y altura mínima del pozo.

La sumergencia recomendada se puede calcular mediante la expresión:


- 80 -



2.12 MOTOR

La bomba sumergible elegida para aguas residuales es accionada por un motor

asíncrono con inducido en cortocircuito. Es un motor trifásico, estanco al agua con tipo de

protección IP 68. La profundidad de inmersión máxima en la ejecución normal es de 20 m.

La refrigeración se realiza por medio de una camisa de refrigeración integrada, abierta o

cerrada. Este sistema está calculado para garantizar un servicio sin limitaciones.

Se construye con un criterio de ‘mecano’. Esto significa que una parte de la bomba,

seleccionada desde un punto de vista hidráulico, se puede combinar con el motor óptimo

por potencia, número de revoluciones y otras características.

Funciona con una frecuencia de 50 Hz, y a una tensión de 400 V. El factor de

potencia de los motores, cos ϕmot, se mejora hasta el valor de cos ϕ deseado, instalando

condensadores de compensación. La potencia del condensador necesario para conseguir un

cos ϕ = 0,9 se calcula con la fórmula:

K (kVAr) = P (kW) * Ft (kVAr/kW)

Aplicando la figura 37, se puede partir de la potencia absorbida P1 o de la potencia en

el eje P2 para hallar el factor Ft, que también tiene en cuenta el rendimiento del motor.


- 81 -



Figura 37. Factores Ft para el cálculo del condensador.

El valor de Ft entrando en la figura con la potencia del eje, y para cos ϕ = 0,868 es

0,1. Como la potencia del condensador es de 64,8 kW, se sustituyen valores en la ecuación

anterior hallando K= 6,48 kVAr.

El número de revoluciones del motor se determina a partir de la frecuencia f=50Hz,

el número de pares de polos, p=3, y el deslizamiento, 58. Se sustituyen los valores en la

fórmula:

n (min-1) =


- 82 -



El motor admite arranque directo, arranque por transformador y arrancador suave. La

caja de bornes posee seis conductores: U1, V1, W1 y U2, V2, W2; que posibilitan el arranque

estrella-triángulo.

El bobinado del motor está equipado con controles de temperatura. Estos sensores se

abren si se sobrepasa una temperatura crítica preseleccionada, y se conectan al circuito de

mando del cuadro.

La bomba seleccionada utiliza una junta de estanqueidad doble en el eje, entre el

motor y el líquido a elevar. Esta junta mecánica se lubrifica y refrigera con aceite. El

sistema de vigilancia de las juntas controla la conductividad eléctrica del aceite en caso de

fugas y la presencia de agua de condensación en el alojamiento del motor.

Estudio económico

- 83 -



Capítulo 3 ESTUDIO ECONÓMICO

3.1 FIABILIDAD

Uno de los objetivos es funcionar con un caudal lo más homogéneo posible, para

ello, se pretende evitar cualquier tipo de ruptura debido al mal funcionamiento de las

bombas del pozo. Es decir, se pretende alcanzar un nivel de fiabilidad en sus elementos lo

más elevado posible.

Para decidir el tipo de cuidado que recibirán los elementos, en especial de las bombas

del pozo, se analiza a continuación el precio de los tipos de mantenimiento: preventivo vs

correctivo.

Mantenimiento

Preventivo Correctivo

1 2.000,00 € 6.000,00 € 2 2.060,00 € 6.180,00 € 3 2.121,80 € 6.365,40 € 4 2.185,45 € 6.556,36 € 5 2.251,02 € 6.753,05 € 6 2.318,55 € 6.955,64 € 7 2.388,10 € 7.164,31 € 8 2.459,75 € 7.379,24 € 9 2.533,54 € 7.600,62 € 10 2.609,55 € 7.828,64 €

TOTAL 22.927,76 € 68.783,28 € Tabla 20. Coste del mantenimiento preventivo y correctivo.

Estudio económico

- 84 -



Figura 38. Coste de mantenimiento preventivo y correctivo.

El mantenimiento preventivo consiste en cuidar la máquina para su correcto

funcionamiento antes de la rotura. Mediante la realización de revisiones y reparaciones se

garantiza su buen funcionamiento.

Sin embargo, el mantenimiento correctivo se efectúa en caso de rotura o mal

funcionamiento de alguna de sus piezas. Y consiste en la reparación de dichas máquinas

reparándolas o sustituyéndolas.

A nivel económico, se muestra la diferencia de ambos mantenimientos en la tabla 21:

- € 1.000,00 € 2.000,00 € 3.000,00 € 4.000,00 € 5.000,00 € 6.000,00 € 7.000,00 € 8.000,00 € 9.000,00 €

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Cost

e [€

]

Años

Preventivo vs Correctivo

MantenimientoCorrectivo

MantenimientoPreventivo

Estudio económico

- 85 -



Años Ahorro 1 4.000,00 € 2 4.120,00 € 3 4.243,60 € 4 4.370,91 € 5 4.502,04 € 6 4.637,10 € 7 4.776,21 € 8 4.919,50 € 9 5.067,08 € 10 5.219,09 €

TOTAL 45.855,52 € Tabla 21. Diferencia económica por tipo de mantenimiento.

Figura 39. Diferencia económica por tipo de mantenimiento.

Se ve como a lo largo de los 10 años de la vida útil, la opción del tipo de

mantenimiento acarrea una diferencia monetaria a tener en cuenta

- €

1.000,00 €

2.000,00 €

3.000,00 €

4.000,00 €

5.000,00 €

6.000,00 €

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Cost

e [€

]

Años

Ahorro por Mant. Preventivo

Ahorro

Estudio económico

- 86 -



Como conclusión, se decide la elección del mantenimiento preventivo. Porque

además de proporcionar mayor fiabilidad a la instalación, también genera menores gastos

que el correctivo.

3.2 AHORRO ECONÓMICO DEBIDO A LA REUTILIZACIÓN DE

MATERIAS.

El presente proyecto, además de los gastos, genera una serie de ingresos. Sus

principales fuentes de financiación se deben a la venta de:

• Energía, se cogenera el metano de la digestión anaerobia de los fangos activados,

ahorrándose alrededor del 50% del consumo eléctrico.

• Agua regenerada, el 80% del caudal, y el otro 20% para uso interno.

Además de estas, también se venden los lodos, tratados por un gestor autorizado

acorde con los precios del mercado.

Fuente de

Financiación Energía Agua regenerada Ingresos

Cantidad anual 187500 kW 14016000m3 €/Cantidad 0,12 €/kW 0,37 €/m3 Año 1 22.500,00 € 5.185.920,00 € 5.208.420,00 € Año 2 23.175,00 € 5.341.497,60 € 5.364.672,60 € Año 3 23.870,25 € 5.501.742,53 € 5.525.612,78 € Año 4 24.586,36 € 5.666.794,80 € 5.691.381,16 € Año 5 25.323,95 € 5.836.798,65 € 5.862.122,60 € Año 6 26.083,67 € 6.011.902,61 € 6.037.986,27 € Año 7 26.866,18 € 6.192.259,69 € 6.219.125,86 € Año 8 27.672,16 € 6.378.027,48 € 6.405.699,64 € Año 9 28.502,33 € 6.569.368,30 € 6.597.870,63 € Año 10 29.357,40 € 6.766.449,35 € 6.795.806,75 € Total en 10 años 257.937,28 € 59.450.761,00 € 59.708.698,28 €

Tabla 22. Ingresos durante 10 años.

Estudio económico

- 87 -



Figura 40. Ingresos durante 10 años.

3.3 AMORTIZACIÓN.

El coste del presente proyecto se acentuará en la iniciación de la ejecución debido al

coste de la construcción, de los elementos mecánicos, eléctricos e hidráulicos a comprar.

Estos costes constituyen el coste fijo. Porque, aunque una vez preparado no se lleve a cabo

la producción de actividad, estos costes ya habrán tenido lugar.

Como costes variables se incluye el mantenimiento, otros gastos indefinidos que se

puedan originar y el coste del agua residual. Formando parte del mantenimiento los

siguientes costes variables; el mantenimiento preventivo, el salario de los operarios, la

cuota por tirar los fangos al vertedero, el transporte de los fangos, el coste energético, los

repuestos de piezas, la reparación de elementos, los costes de limpieza, jardinería, etc.

- €

1.000.000,00 €

2.000.000,00 €

3.000.000,00 €

4.000.000,00 €

5.000.000,00 €

6.000.000,00 €

7.000.000,00 €

8.000.000,00 €

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ingr

esos

[€]

Años

Ingresos

Ingresos

Estudio económico

- 88 -



Costes C. Fijos C. Variables Costes Año 1 299.588,14 € 6.647.332,00 € 6.946.920,14 € Año 2 - € 6.846.751,96 € 6.846.751,96 € Año 3 - € 7.052.154,52 € 7.052.154,52 € Año 4 - € 7.263.719,15 € 7.263.719,15 € Año 5 - € 7.481.630,73 € 7.481.630,73 € Año 6 - € 7.706.079,65 € 7.706.079,65 € Año 7 - € 7.937.262,04 € 7.937.262,04 € Año 8 - € 8.175.379,90 € 8.175.379,90 € Año 9 - € 8.420.641,30 € 8.420.641,30 € Año 10 - € 8.673.260,54 € 8.673.260,54 € Total en 10 años 299.588,14 € 76.204.211,79 € 76.503.799,93 €

Tabla 23. Costes fijos, variables y totales.

Figura 41. Costes durante 10 años.

En la gráfica se contempla el pico del coste en el primer año debido a los costes fijos

de obra que antes se explicaban.

Junto a los gastos ocasionados año tras año, se solapan los ingresos obtenidos por la

ejecución de la actividad.

- € 1.000.000,00 € 2.000.000,00 € 3.000.000,00 € 4.000.000,00 € 5.000.000,00 € 6.000.000,00 € 7.000.000,00 € 8.000.000,00 € 9.000.000,00 €

10.000.000,00 €

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Cost

es [€

]

Años

Costes

Costes

Estudio económico

- 89 -



Ingresos Costes Año 1 5.208.420,00 € 6.946.920,14 € Año 2 5.364.672,60 € 6.846.751,96 € Año 3 5.525.612,78 € 7.052.154,52 € Año 4 5.691.381,16 € 7.263.719,15 € Año 5 5.862.122,60 € 7.481.630,73 € Año 6 6.037.986,27 € 7.706.079,65 € Año 7 6.219.125,86 € 7.937.262,04 € Año 8 6.405.699,64 € 8.175.379,90 € Año 9 6.597.870,63 € 8.420.641,30 € Año 10 6.795.806,75 € 8.673.260,54 € Total 59.708.698,28 € 76.503.799,93 €

Tabla 24. Comparativa de ingresos y costes durante 10 años.

Figura 42. Gráfico de amortización.

La recuperación de la inversión se efectúa al obtener el capital invertido en el

proyecto. En este caso, no se llega a conseguir.

- € 1.000.000,00 € 2.000.000,00 € 3.000.000,00 € 4.000.000,00 € 5.000.000,00 € 6.000.000,00 € 7.000.000,00 € 8.000.000,00 € 9.000.000,00 €

10.000.000,00 €

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Valo

r mon

etar

io [€

]

Años

Amortización

Ingresos

Costes

Estudio económico

- 90 -



3.4 INTERÉS EN LA EJECUCIÓN.

Para obtener la cuantía monetaria neta que se espera conseguir después de deducir

los gastos, se realiza la diferencia entre ganancias y pérdidas efectuadas cada año.

Ingresos Costes Flujos de caja Año 1 5.208.420,00 € 6.946.920,14 € - 1.738.500,14 € Año 2 5.364.672,60 € 6.846.751,96 € - 1.482.079,36 € Año 3 5.525.612,78 € 7.052.154,52 € - 1.526.541,74 € Año 4 5.691.381,16 € 7.263.719,15 € - 1.572.337,99 € Año 5 5.862.122,60 € 7.481.630,73 € - 1.619.508,13 € Año 6 6.037.986,27 € 7.706.079,65 € - 1.668.093,38 € Año 7 6.219.125,86 € 7.937.262,04 € - 1.718.136,18 € Año 8 6.405.699,64 € 8.175.379,90 € - 1.769.680,26 € Año 9 6.597.870,63 € 8.420.641,30 € - 1.822.770,67 € Año 10 6.795.806,75 € 8.673.260,54 € - 1.877.453,79 € Total 59.708.698,28 € 76.503.799,93 € - 16.795.101,65 €

Tabla 25. Flujos de caja durante 10 años.

Figura 43. Flujos de caja durante 10 años.

-4.000.000,00 €

-2.000.000,00 €

- €

2.000.000,00 €

4.000.000,00 €

6.000.000,00 €

8.000.000,00 €

10.000.000,00 €

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Valo

r mon

etar

io [€

]

Años

Flujos de caja

Ingresos

Flujos de caja

Costes

Estudio económico

- 91 -



A partir de la intersección entre las curvas de ingresos y costes comenzará el

superávit del proyecto. En este caso, al no llegar a cortar entre ambas, se concluye que

desde el primer año de funcionamiento, se obtienen pérdidas.

3.5 COSTE DEL CICLO DE VIDA (LCC)

El coste de la vida de un elemento es el coste total de toda su vida. Incluye la

compra, instalación, funcionamiento, mantenimiento y retirada de dicho elemento. Para

obtener este coste hay que identificar y cuantificar todos los factores que influyen en su

ecuación.

Figura 44. Elementos de la ecuación LCC.

La importancia del LCC radica en que puede ahorrarse entre un 30 y un 50% de la

energía consumida por sistemas de bombeo, mediante la optimización de las bombas y

toma de decisiones.

El coste inicial Cic La calidad de las bombas elegidas incrementan los costes iniciales pero reducirán el

coste de ciclo de vida.

Estudio económico

- 92 -



Por otra parte, el coste de las tuberías es proporcional a su diámetro, pero

inversamente proporcional a la potencia requerida de la bomba. Por lo que, cuanto más

pequeños sean los diámetros de los tubos, menor será el coste de compra e instalación.

Pero derivará en mayores costes de funcionamiento.

El coste inicial incluye:

• Estudio técnico (diseños y planos, especificaciones iniciales).

• Proceso de licitación.

• Orden de compra para administración.

• Pruebas e inspecciones.

• Inventario de piezas de repuesto.

• Equipos auxiliares de refrigeración y sellado.

Figura 45.Esquema de coste inicial.

Estudio económico

- 93 -



El coste de instalación y puesta en marcha Cin La instalación y puesta en marcha incluye:

• Cimentación.

• Colocación y anclaje del equipo.

• Conexión de los tubos (fontanería/calderería).

• Conexión de los aparatos eléctricos y la instrumentación.

• Conexión de los sistemas auxiliares y otros accesorios.

• Prevención anti-inundaciones.

• Puesta a punto y arranque.

• Rodaje.

Los sistemas de bombeo pueden ser instalados por un suministrador de equipos, un

contratista o personal propio. Esta decisión depende de varios factores: los métodos,

herramientas y equipos necesarios para realizar la instalación, los requerimientos del

proceso contractual, normas reguladoras de la construcción, y la disponibilidad de personal

instalador competente.

Para el buen funcionamiento de la planta y la obtención de un rendimiento óptimo es

importante contar con personal cualificado. La puesta en marcha requiere una especial

atención a las instrucciones del fabricante y del proceso de puesta en marcha inicial. Se

utilizará una lista de comprobación para reconfirmar que la instalación y los sistemas

funcionan según los requerimientos especificados. Siempre será necesaria una prueba final

antes de entregar la instalación.

Estudio económico

- 94 -



Figura 46. Esquema de costes de instalación y puesta en marcha.

El coste energético Ce El consumo energético suele ser el mayor elemento de coste del ciclo de coste de

vida, principalmente en bombas que trabajan más de 2000 horas al año (un año tiene 8760

h), como es el caso del presente proyecto.

La energía y los costes de consumo de material para servicios auxiliares también

necesitan ser incluidos. Estos costes pueden provenir de los circuitos de refrigeración,

calentamiento o de sistemas de estanqueidad. A menudo no se distingue entre la variedad

de sistemas de diseño que puede afectar la selección de diferentes materiales o sistemas de

cierre. Los costes de montaje se contabilizan en otra parte.

Estudio económico

- 95 -



Figura 47. Esquema de coste energético.

El coste de operación Co Los costes de funcionamiento son costes por la operación del sistema de bombeo. Y

varían ampliamente dependiendo de las características de cada sistema.

El funcionamiento de un bombeo peligroso hará necesarios controles diarios para

seguir las posibles emisiones peligrosas, seguimiento en la operación, y ejecución fuera de

los parámetros tolerados. Por otro lado, un sistema no peligroso absolutamente

automatizado requerirá una supervisión muy limitada. La observación periódica del

proceso de funcionamiento podrá poner en aviso a los operarios sobre las posibles pérdidas

en la correcta ejecución del sistema. Los indicadores del correcto funcionamiento incluyen

cambios en la vibración de la bomba, síntomas de sobreesfuerzos, temperatura, ruido,

consumo energético, proporción de caudal y presión.

Estudio económico

- 96 -



Figura 48. Esquema de coste de funcionamiento.

El coste de mantenimiento Cm

Requiere un servicio regular y eficiente, el fabricante avisará al usuario sobre la

frecuencia del proceso de mantenimiento preventivo. El coste depende del tiempo y la

frecuencia del servicio, y el coste de los materiales. El diseño podrá afectar a estos costes

debido a los materiales de construcción, los componentes elegidos y la facilidad de acceso

a las partes que deben ser servidas.

El programa de mantenimiento puede requerir desde una reparación inusual pero

importante hasta el más frecuente y simple servicio. Los trabajos habituales de

mantenimiento obligarán a trasladar la bomba al taller.

En el período de tiempo en que la bomba no está disponible en la planta de proceso,

al tener una bomba de reserva no será necesario el coste de una reposición temporal,

bombas de alquiler.

Estudio económico

- 97 -



Los costes de reparación suelen incluir los portes y los costes de entrenamiento

necesarios para poder realizar el trabajo de una forma competente. La devaluación

temporal del dinero también se tendrá en cuenta.

El coste total de mantenimiento se obtiene multiplicando los costes de cada

intervención por el número de intervenciones que se espera efectuar durante el ciclo de

vida de la bomba.

Aunque los fallos inesperados no se pueden predecir con precisión, éstos se pueden

estimar estadísticamente mediante el cálculo de tiempo entre fallos (Mean Time Between

Failures) MTBF se puede estimar para componentes y entonces combinarlo para dar un

valor concreto para el equipo completo.

Figura 49. Esquema de costes de mantenimiento y reparación.

Estudio económico

- 98 -



El coste por tiempo de avería Cs El coste por el tiempo inesperado de parada y la pérdida de actividad en la

producción puede ser un valor muy relevante en el coste de vida. A pesar del diseño o de la

esperanza de vida de una bomba y de sus componentes, habrá ocasiones donde aparecerá el

fallo inesperado.

Como en el presente proyecto el coste de pérdidas en la producción es elevado, se ha

decidido instalar una bomba de repuesto en paralelo para reducir el riesgo, sistema 3+1.

Así, el coste inicial será más grande pero el coste de mantenimiento no programado

incluirá sólo el coste de la reparación.

Figura 50. Esquema de coste de avería.

Costes medioambientales Camb Ciertas opciones pueden reducir la cantidad de contaminación, pero usualmente

producen un incremento en los costes de I+D. Ejemplos de contaminación ambiental

pueden incluir el líquido refrigerante, residuos de la empaquetadura, elementos

antideflagrantes, lubricantes, partes usadas contaminadas como sellos y cierres. Por el

contrario se utilizan pinturas ecológicas no contaminantes.

También se incluyen los costes de inspecciones ambientales.

Estudio económico

- 99 -



Figura 51. Esquema de coste medioambiental.

El coste por retirada incluida la restauración medioambiental Cd

El coste por retirada hace referencia a la eliminación de los residuos que genera la

estación de bombeo, es decir, a los costes debido a su transporte hasta el vertedero o la

planta de reciclaje.

Cuando la ubicación es muy cara, los costes del ciclo de vida llegan a ser mucho más

sensibles para la vida útil de la bomba.

Figura 52. Esquema de coste por retirada.

Conclusión: importantes ahorros con un bombeo rentable El coste de compra inicial para una bomba sólo representa una pequeña parte de su

precio total. Considerando los demás aspectos que afectan al coste total en el ciclo de vida

de una bomba –no sólo la rentabilidad de la bomba y el consumo de energía, sino también

Estudio económico

- 100 -



la instalación y los costes de explotación tales como servicio y mantenimiento– pueden

generar importantes ahorros.

Anexos

- 101 -



Capítulo 4 ANEXOS

Anexo 1: Boadilla del Monte.

Anexo 2: Elementos utilizados.

Anexo 3: Seguridad sanitaria.

Anexo 4: Normativa.

Anexos

- 102 -



Boadilla del monte

- 103 -



BOADILLA DEL MONTE

1. OBJETO

La finalidad de este anexo es describir los condicionantes que imperan en el área del

presente proyecto, caracterizándolos a través de sus aspectos cuantitativos.

2. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA ZONA

2.1. SITUACIÓN Y EXTENSIÓN

El municipio de Boadilla del Monte tiene una superficie de 47,24 km2, se encuentra

al sur de la Comunidad de Madrid, en las coordenadas geográficas 40º 24' de latitud y 3º

52' de longitud. El término municipal de Boadilla del Monte, geográficamente, se ubica

en un terreno cruzado por arroyos, además del río Guadarrama y limita al norte con

Majadahonda, al sur con Villaviciosa de Odón y Alcorcón, al este con Pozuelo de Alarcón

y al Oeste con Brunete y Villanueva de la Cañada. Se encuentra al oeste de Madrid capital

de la que le separan 14,5 kilómetros.

Figura 53. Municipios colindantes a Boadilla del Monte.

http://es.wikipedia.org/wiki/Brunete

http://es.wikipedia.org/wiki/Villanueva_de_la_Ca%C3%B1ada

Boadilla del monte

- 104 -



Los principales núcleos poblacionales, además del casco antiguo, son las

urbanizaciones: Montepríncipe, Olivar de Mirabal, Parque Boadilla, Bonanza y Las

Lomas, conocidas como urbanizaciones históricas. Anexas a estas se encuentran Monte de

las Encinas, Pino Centinela, Valdecabañas y Valdepastores; y de reciente construcción

cabe destacar el Residencial Siglo XXI y las zonas de Viñas Viejas.

Muchas de estas urbanizaciones siguen la misma línea que las urbanizaciones de las

cercanas localidades de Pozuelo de Alarcón, Majadahonda, La Florida, Villaviciosa de

Odón, o de las Rozas.

2.2. CLIMATOLOGÍA

La temperatura media anual es de 13,6 °C, y la precipitación media anual: 500,5 m³

de marzo a diciembre.

Los vientos dominantes son del suroeste y posee un clima mediterráneo templado y

moderado con 5º de media en el mes más frío (enero) y de 24,1º de media en el mes más

cálido (julio). La duración en el período de las heladas oscila entre los 6 a 7 meses, y en el

período seco de 4 a 5 meses.

Valores que, junto a las temperaturas extremas, definen unos inviernos tipo avena y

unos veranos tipo arroz o maíz según la clasificación de J. Papadakis.

2.3. DEMOGRAFÍA

El municipio ha registrado un crecimiento importante estos últimos años. En el

periodo 1994-2004, el número de habitantes ha aumentado un 82,3%. El incremento de

población ha sido mayor de 1999-2004 con un 70% de aumento en comparación con un

7,2% que obtuvo durante el periodo 1994-1999. (Datos 2004).

http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico

Boadilla del monte

- 105 -



La evolución demográfica del municipio ha seguido grandes incrementos de

población, especialmente durante la década 70-80 donde la población se multiplicó por

más de tres. En los años 80-90, el crecimiento continuó siendo constante y en este periodo

se ha registrado un aumento del 160%.

El crecimiento de población ha sido constante a lo largo de los últimos años en toda

la Comunidad de Madrid.

La mejora de las vías de comunicación y de la red de transporte han permitido que

los municipios de la Comunidad hayan quedado completamente integrados en la dinámica

metropolitana de Madrid.

Boadilla del Monte Año Habitantes 1900 575 1950 1041 1960 1039 1991 15824 2001 23654 2002 27145 2003 30920 2004 32813

Tabla 26. Evolución de la población.

(Fuente: Banco de datos municipal Abril 2005, Instituto de Estadísticas, Comunidad de Madrid).

La población de Boadilla del Monte es una población joven:

• En 2004, los menores de 35 años representaron un 53% de la población total del

municipio.

• En 2003, la edad media de la población de Boadilla del Monte era de 33,67 años, lo

que se sitúo en la media de la zona Oeste Metropolitano (34,47 años). La Comunidad

de Madrid como Madrid capital con una edad media de 38,64 años y 41,33 años

respectivamente, registraron un nivel de envejecimiento más alto.

Boadilla del monte

- 106 -



• En 2004, un 20,45% de su población estaba compuesto por menores de 15 años

mientras que la zona Oeste Metropolitano un 19,24% y la Comunidad de Madrid un

14,43%. Madrid capital tenía el porcentaje más bajo de menores de 15 años con solo

un 12,66%.

De la pirámide de la población del municipio se destacaban los grupos de edad entre

25 y 44 años. Los padres jóvenes de 30-34 años eran el grupo más destacado con un 12,5%

de la población. Le seguían en orden decreciente los grupos en edad de trabajar, es decir,

los de 34 a 39, los de 25 a 29 y los de 40- 44.

Los grupos infantiles que se situaban entre 6-8,5% de la población. Especialmente, el

grupo de edad de menos de 5 años representaba 8,5% de la población contra 5,23% para la

Comunidad de Madrid.

Madrid capital así como la Comunidad de Madrid presentaban pirámides de

población más envejecidas que el municipio de Boadilla del Monte.

Figura 54. Pirámide demográfica de Boadilla del Monte 2004.

Boadilla del monte

- 107 -



Las pirámides demográficas de los municipios colindantes de Boadilla del Monte

presentaban también unas estructuras de población joven. La estructura de población de

Las Rozas de Madrid era muy parecida a la de Boadilla.

Lo más destacable era la importancia del grupo de edad de menos de 5 años que

representaba entre un 5% y un 7% de la población de estos municipios, mayor porcentaje

que con el que contaba la Comunidad de Madrid y Madrid Capital.

2.4. HIDROGRAFÍA

En estos territorios se encuentran algunos afluentes de agua, entre ellos destacan los

siguientes:

Ríos Guadarrama Aulencia

Arroyos

Calabozo Las Pueblas Valenoso Prado Grande Los Pastores Los Mojuelos

Tabla 27. Ríos y arroyos del Boadilla del Monte.

2.5. FLORA

Conocido como el tercer pulmón de la Comunidad de Madrid, Boadilla del Monte

está ubicado en una de las zonas de mayor calidad medioambiental de la comunidad.

Entre las zonas urbanas de los municipios se observan zonas verdes y montes con

extensos bosques de encinas y pinos, que están situados principalmente en el Monte de

Boadilla y la dehesa de Romanillos. Esta último fue declarada de interés turístico cultural

en 1991, con categoría de zona arqueológica.

Boadilla del monte

- 108 -



También son comunes aunque con menor frecuencia otras variedades como robles,

fresnos, leñas altas y bajas y pastizales. Existe en el municipio un coto de caza junto a la

ribera del Guadarrama.

2.6. GEOLOGÍA

El término municipal pertenece al mioceno inferior, clasificándose su suelo dentro

del samartiense, con composición de calizas, marjas y yesos. Solamente corresponde al

cuaternario las vegas fluviales (Guadarrama y arroyos de Aulencia, Prado del Espino,

Nacedero, Los Pastores y Las Majuelas), con composición de arenas y guijos.

El 12,80% del suelo de Boadilla del Monte era urbanizable. Un 9,62% para la zona

Oeste Metropolitano y un 4,16% para la Comunidad de Madrid. (Datos de 2002).

2.7. CARRETERAS

Las principales vías de comunicación que pasan por Boadilla y sus municipios

colindantes son la carreteras estatales A-6, A-5, M-40, M-50 y las carreteras M-501, M-

503, M-505, M-509, M-510, M-511, M-513, M-600, M-853 de la red de la Comunidad de

Madrid.

Principales vías de comunicación de Boadilla del Monte M-50 Circunvalación de Madrid M-501 Campamento-Villaviciosa de Odón M-511 Villaviciosa de Odón-Boadilla-Madrid M-513 Brunete-Boadilla-Pozuelo M-516 Hacia el Norte, Boadilla-Majadahonda.

Tabla 28. Carreteras principales de Boadilla del Monte.

La inauguración de la M-50 y el desdoblamiento de la M-501 mejoraron la

movilidad hacia Madrid capital y sus municipios colindantes. También, la M-50 produjo

un fuerte impacto en el tejido empresarial, industrial y residencial del municipio.

Boadilla del monte

- 109 -



El parque de vehículos de la zona

era de 586,45 turismos por 1.000

habitantes, contra 540,23 para la

Comunidad de Madrid (Datos de 2002).

Según el Anuario Económico 2003

La Caixa, Boadilla del Monte contaba con

un parque de vehículos de 15.099.

Según estadísticas de la Dirección

General de Carreteras del Ministerio de

Fomento, en 2003 se realizaron en la

Comunidad de Madrid:

• 14.514 millones de vehículos-Km. en la red de carreteras del Estado

• 7.461 millones de vehículos-Km. en la red de carreteras perteneciente a la

Comunidad de Madrid

Según el Estudio Tráfico Año 2004 de la Comunidad de Madrid publicado por la

Dirección General de Carreteras, de la consejería de Transportes e Infraestructuras de la

Comunidad de Madrid, el volumen de tráfico expresado en Intensidad Media Diaria medio

(IMDm) en la Red de carreteras de la Comunidad de Madrid en el año 2004 fue de 8.118

vehículos/día, lo que significa un aumento de un 1,68% con respecto al año anterior. Este

hecho supuso que se recorrieron 20.669.245 kilómetros al día en la totalidad de la red.

Figura 55. Carreteras cercanas a Boadilla del Monte.

Boadilla del monte

- 110 -



Carretera Localización Intensidad media Diaria

M-501 Entre M-40 y Prado del Espino 54108 M-501 Entre Prado del Espino y Boadilla Este 57111 M-501 Entre Boadilla Este y Boadilla Oeste 42739 M-501 Entre Boadilla Oeste y Enlace Universidad CEES 36036 M-501 Entre enlace Universidad CEES y enlace M-501/M-506 36511 M-501 Entre enlace M-501/M-506 y Residencia de Ancianos 39780 M-511 Entre M-40 e int. M-502 26029 M-513 Entre Pozuelo de Alarcón (M-503) y Boadilla 26034 M-513 Entre Boadilla del Monte y Brunete 4184 M-516 Entre Boadilla y Majadahonda (M-503) 6036

Tabla 29. Indicadores de movilidad de las carreteras.

Elementos utilizados

- 111 -



ELEMENTOS UTILIZADOS

1. BOMBA Y MOTOR: ABS TIPO AFP 3002- ME 900-6

1.1. ESPECIFICACIONES DE LA BOMBA Y DEL MOTOR

Las características de la bomba y el motor elegido tienen las siguientes

especificaciones:

Tipo AFP 3002

Con motor totalmente sumergible, estanco al agua a presión, con inducido en cortocircuito,

clase de protección IP 68.

Ejecución compacta con eje de una sola pieza.

Vigilancia de la estanqueidad por sistema Di, vigilancia de temperatura por Thermo

Control System (TCS).

Datos de la elevación

Líquido a elevar: Agua residual

Temperatura a elevar: 5º C

Caudal: 556 l/s

Altura de elevación: HT = HGEO + HR = 10 + 3,4 = 13,4 m

Hidráulica

La parte hidráulica consta de voluta, anillo de desgaste e impulsor. La voluta tiene una

descarga radial con brida taladrada según norma DIN.


- 112 -



AFP M4-M9 (18.5kW-1MW): El anillo de desgaste está empotrado en la zona de

aspiración de la voluta.

Datos hidráulicos

Diámetro del impulsor: 400 mm

Número de álabes: 2

Diámetro de descarga: DN 300

Paso de sólidos: 127x110 mm

Número de revoluciones: 975 min-1

Rendimiento hidráulico: 77,3%

Motor

El motor de accionamiento es un motor trifásico, de funcionamiento en seco, con inducido

en cortocircuito, clase de protección IP 68 y aislamiento clase F.

La construcción de la carcasa con doble pared posibilita una circulación controlada del

líquido a elevar alrededor del motor para disipación del calor desarrollado. El motor está

capacitado para un servicio continuo en la zona de la curva característica indicada.

Datos del motor

Potencia P2: 90 Kw

Tensión de servicio: 400 V

Frecuencia/Fases: 50 Hz / al ser trifásico da igual la fase R, S, T.

Intensidad nominal: 162 A

Intensidad de arranque: 1101 A

Tipo de arranque: directo (también existen los arranques estrella-triángulo (y-d), vfd,

arrancador)

Longitud de cable: 10 m


- 113 -



Cable de fuerza: sí

Cable de control: sí

Protección del motor

El bobinado del motor está protegido con sensores de temperatura conectados en serie. Se

prevén interruptores bimetálicos con contactos de apertura.

En los alojamientos de rodamientos superiores e inferiores está instalado un sensor de

temperatura con contacto de apertura.

En la cámara de aceite hay un sensor de humedad que actúa por medición de la

conductividad del aceite: sensores de humedad en caja de conexiones, alojamiento del

estator y cámara de aceite.

Materiales constructivos

Carcasa del motor: 0.6025 / GG 25

Carcasa de bomba: 0.6025 / GG 25

Impulsor: 0.6025 / GG 25

Eje: 1.4021 / X20Cr 13 (AISI 420)

Tornillos contacto medio: 1.4401 (AISI 316)

Junta mecánica: Carburo de silicio (SiC)

Protección anticorrosiva

Imprimación de zinc

Acabado: fundición gris GG25, pintura Epoxy 400 micras

Peso: 1440 Kg


- 114 -



Instalación

Se compondrá de 4 bombas simples en paralelo, sumergidas y en sentido vertical para

elevar aguas residuales con sustancias fecales. Al tratarse de instalación sumergida, se

instalará un pedestal en la solera del pozo. La bomba se dejará caer en el pozo por medio

de un sistema de guía y se acopla automáticamente al pedestal. También existe la opción

de instalación transportable mediante una base soporte.

Protección Ex (antideflagrante)

Para este Proyecto no se requiere porque se necesita sólo si se bombea agua con derivados

del petróleo. Consiste en un Certificado de Conformidad según Ex dIIB T4, con lo que la

bomba es apta para el servicio en áreas de peligro de la Zona 1.

NOTA aclaratoria:

En zonas peligrosas, por ejemplo E.D.A.R. sometidas a cargos por las compañías de

seguros, se especifican ejecuciones antideflagrantes. Los motores se pueden suministrar en

ejecución EX según la norma europea 50014 ff. Los motores antideflagrantes en conexión

con convertidores de frecuencia, necesitan un certificado especial de la Oficina Federal de

Técnicas Físicas (PTB).

1.2. CURVAS DE LA BOMBA

Las curvas de la bomba se citan en el documento de los cálculos justificativos página

69, figura 33.


- 115 -



1.3. CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR

La característica constructiva destacada es la

sumergibilidad del grupo motobomba. El motor y la

parte hidráulica están combinados como un conjunto

compacto de lo cual resultan ventajas económicas en la

construcción de la estación, en la instalación y en el

mantenimiento.

La serie AFP M4-M9, posee motores de 22 a

800 kW, camisa de refrigeración para servicio

continuo y previsto para un gran paso de sólidos.

Diámetros de salida hasta DN 800 e impulsores de

alto rendimiento. Este tipo de bombas son

adaptables a aplicaciones diversas, usando técnicas

contra la corrosión y una adecuada selección de

materiales constructivos.

Figura 56. Bombas ABS de serie AFP

M4-M9.

Figura 57. Bombas de la serie AFP M4-M9

instaladas en paralelo.


- 116 -



En los siguientes gráficos se muestra el área óptima de funcionamiento a 50 Hz

según los ejes H: altura y Q: caudal, para cada tipo de bomba.

Figura 58. Área óptima de funcionamiento de cada bomba a 50 Hz.


- 117 -



1.4. CURVAS DEL MOTOR.

Figura 59. Curvas del motor ME 900-6.


- 118 -



Carga En vacío 25% 50% 75% 100% 125% P1 [kW] 1,874 24,89 48,22 72,26 97,4 123,2 P2 [kW] 0 22,5 45 67,5 90 112,5 I [A] 54,09 71,43 94,55 124,5 162 207,5 eff [%] 0 90,4 93,33 93,41 92,4 91,31 cos ϕ 0,05001 0,503 0,7361 0,8379 0,868 0,857 n[rpm] 999 993,9 988,1 981,9 975 967 M[Nm] 0 216,2 434,9 656,5 881,5 1111 s[%] 0,09861 0,6069 1,186 1,814 2,503 3,301

Tabla 30. Características del motor según la carga.

2. TUBERÍAS: FARAPLAN TIPO SN8 SDR 34

Las tuberías seleccionadas serán de PVC de acuerdo a la explicación en el

documento de la memoria descriptiva, capítulo 2, cálculos justificativos, página 50.

Serán necesarias dos tipos de tuberías, según la sección y la longitud. De las bombas

a la pieza pantalón o injerto tendrán un diámetro de 315 mm, y una longitud de 3 metros.

Al haber 4 bombas serán necesarias 4 tuberías de longitud 3 m y diámetro 315 mm. De la

pieza pantalón al depósito la tubería será de 500 mm de diámetro con una longitud de 7 m.

Tubería de PVC según UNE 53332/81 D. Exterior Espesor D. Interior Cont. Agua

mm mm mm l/m 110 3,2 103,6 8,43 125 3,2 118,6 11,05 160 3,9 152,2 18,19 200 4,9 190,2 28,41 250 6,1 237,8 44,41 315 7,7 299,6 70,5 400 9,8 380,4 113,65

Tabla 31. Características de la tubería de PVC según el diámetro exterior.

(Fuente UNE 53332/81).


- 119 -



Tabla 32. Características técnicas del PVC.

(Fuente: Catálogo de Faraplan).


- 120 -



Tabla 33. Resistencia química del PVC.



- 121 -



En este caso las dos tuberías pertenecen al mismo modelo y se le atribuyen

características similares.

D [mm] Espesor [mm]

6m + vaso [€] €/m 3m + vaso

[€] metros

necesarios Coste

tubería [€] 315 9,20 209,82 34,97 115,41 12 461,64 € 500 14,60 537,30 89,55 322,38 7 626,85 €

Tabla 34. Coste de tuberías. (Fuente: Catálogo de Faraplan).

Con el diámetro de 315 mm se seleccionan 4 tuberías, cada una de ellas de 3 m más

vaso. De estos 3 m: se utilizarán 2,5 m de la bomba a la cámara de válvulas, y los 0,5 m

restantes se utilizarán para la unión de la válvula de mariposa, la de bola y hasta llegar al

entronque o pieza pantalón.

En el caso del diámetro de 500 mm para llegar hasta 7 m se selecciona los 6 m más el

vaso y un metro a mayores pagado a €/m. Estos 7 m se utilizarán para conducir el fluido

del entronque a la válvula de mariposa, y de esta a la válvula de clapeta que estará fija en el

muro del depósito.

Figura 61. Ajuste del vaso de la tubería.

(Fuente: Catálogo de Faraplan). Figura 60. Tubería en 3D.



- 122 -



Se comprueba en la tabla anterior que cumplen con el espesor mínimo de la norma

UNE 53.332/81 de la tabla 31.

3. VÁLVULA DE MARIPOSA: ICOMAR TIPO KV

Se ha elegido un modelo que entre sus especificaciones sea especialista en el

abastecimiento y tratamiento del agua.

La instalación se compondrá de dos tramos. En el primero consta a su vez de otros 4

tramos para lo que hará falta 4 válvulas de cierre de tipo mariposa de 300 mm de diámetro

colocando una de ellas en cada uno de los 4 tramos. En el segundo tramo se colocará una

válvula de mariposa de 500 mm.

Características:

• Serie universal PN -10/16 DN- 40 a DN

- 500mm.

• Temperatura: – 40ºC +200ºC.

• Preparada para el montaje entre bridas

DIN 2632/2633 y ANSI 150lbs.

• Estanquidad total y permanente, aun

aplicada en vacío industrial o presión.

• El cojinete superior absorbe los

esfuerzos radiales del actuador.

• Los resaltes laterales del asiento

aseguran la estanquidad contra las bridas

y suprimen la necesidad de emplear

juntas planas.

• La concepción del perfil de la mariposa

y su rotación en el eje de la tubería

aseguran una perturbación mínima. Figura 62. Válvula de mariposa

(Fuente: Catálogo de ICOMAR).


- 123 -



Materiales de construcción tipo KV Cuerpo DN-300/500 Fundición nodular GGG 42 rilsanizado Mariposa DN-300/500 Acero inoxidable AISI-304 Asiento EPDM Eje Acero inoxidable AISI-304 Retén EPDM Casquillo Sintético

Tabla 35. Materiales de construcción de las válvulas de mariposa.


Partes de la válvula:

• Eje, construido en acero inoxidable y de ejecución robusta, permite un ajuste perfecto con la mariposa y asegura la estanqueización completa.

• Cuerpo, presenta una buena resistencia mecánica y su acabado exterior soporta ambientes industriales, corrosivos, húmedos y la intemperie.

• Mariposa, su perfil dinámico permite una baja pérdida de carga y asegura una perfecta estanquidad. El material constructivo, le da una gran resistencia a los esfuerzos mecánicos y permite ofrecer un óptimo rendimiento en gran variedad de fluidos. El acabado de la

mariposa pulida, evita la incrustación de partículas de producto a la misma.

• Asiento, el asiento fabricado de PTFE (teflón) con soporte Hypalon, para dotarle de mayor flexibilidad, asegura una perfecta estanquidad con la mariposa. Su diseño lateral permite el montaje de la válvula entre bridas sin necesidad de juntas adicionales.

Figura 63. Partes de la válvula de mariposa.


Eje

Cuerpo

Mariposa

Asiento

Retén

Casquillo


- 124 -



• Retén, su estanquidad es perfecta y además ofrece una gran resistencia mecánica y química con temperaturas altas.

• Casquillo, ayuda a soportar los esfuerzos axiales provocados por el funcionamiento y accionamiento de la válvula.

4. VÁLVULA DE BOLA: ROSS

Se ha elegido en el primer tramo la válvula de retención de bola de 300 mm de

diámetro para cerrar el paso del fluido cuando se invierte el sentido de éste por alguna

razón. La válvula de retención de bola, cuya invención se atribuye a los romanos, sigue

vigente en la actualidad debido a que la bola que hace el cierre sobre el asiento es auto-

limpiable, y por ello se utiliza en aguas residuales. Las bridas de conexión serán de PN10.

Las ventajas que tiene el modelo son las siguientes:

• Pérdidas de carga mínimas: la bola se esconde lateralmente, dejando el paso libre.

• Mínima posibilidad de obstruirse.

• Cierre con presiones mínimas de

retorno.

• Bola flotador maciza de

poliuretano, no deformable.

• Diferentes densidades de bola para

diferentes presiones y aplicaciones.

• Mantenimiento mínimo.

• Fácil apertura de la tapa para

inspección, limpieza y

extracción de la bola.

• Simplicidad de diseño y de

funcionamiento, con pocas piezas.

• Versatilidad: se puede poner en posición vertical y horizontal.

Figura 64. Válvula de bola.

(Fuente: Catálogo Ross).


- 125 -



Especificaciones técnicas Materiales Diseño estándar Norma Cuerpo Fundición dúctil GGG40 Bola Poliuretano sólido Tornillería Acero inoxidable AISI 316 Junta de tapa Junta tórica Nitrilo Pintura Pintura industrial alkyd int/ext

Tabla 36. Especificaciones técnicas. (Fuente: Catálogo de Ross).

5. VÁLVULA DE CLAPETA: ROSS MODELO STS TIPO O

Se puede montar en conducciones por gravedad o

impulsión, con diferentes tipos de anclaje bien a muro o a

diferentes tipos de tubería (PVC, Brida PN10, tubería

corrugada). Es capaz de resistir una contrapresión máxima de 2 a

10 mca según diseño y dimensiones. Se puede adaptar a la forma

del colector (circular, cuadrada, ovoide, rectangular, o al diseño

especial del cliente).

Figura 65. Válvula cerrada.

(Fuente: Catálogo de Ross). Figura 66. Válvula abierta.

(Fuente: Catálogo de Ross).

Figura 67. Válvula de clapeta.



- 126 -



Ventajas:

• Fácil de instalar, dado que no requiere brazo con contrapeso.

• Peso muy reducido.

• Resistente a agentes químicos y climáticos.

• Muy competitiva.

• Dimensiones especiales a requerimiento de la instalación.

• Presión mínima para su apertura.

• En casos especiales, se puede troquelar el nombre e incluso el anagrama del

usuario.

Materiales

La válvula consta de una clapeta colgada, en polietileno tipo HMPE–500 (High

Molecular) y la brida y el marco en polietileno HDPE-300 (High Density); el eje y el

contrapeso son de acero inoxidable AISI-316; la goma de estanquidad es de EPDM. Para el

anclaje a muro, se suministra opcionalmente con una tira adhesiva de neopreno, para

absorber las irregularidades del muro de cemento.

Materiales Cuerpo Polietileno HMPE-500 Clapeta Polietileno HMPE-500 Asiento EPDM Ejes Acero inoxidable AISI 316 Tornillos Acero inoxidable AISI 316

Tabla 37. Especificaciones técnicas.


Unión:

A muro con anclaje químico (opcional), estanquidad entre cuerpo de válvula y muro

con junta perimetral de neopreno suministrada con la válvula.


- 127 -



Estanquidad:

Se requiere al menos el equivalente a 1/2 clapeta inundada para que ésta asiente

plana y sea estanca.

Presión máxima de retorno:

Dependiendo del diámetro, de 1 bar en pequeños diámetros, a 0,2 bar, calculado

desde la generatriz inferior del tubo. Bajo pedido, se puede reforzar para mayores

presiones.

Presión Mínima de apertura:

Desde 0,005 bar (0,073 psi).

Figura 68. Ejemplo de instalación. (Fuente: Catálogo de Ross).


- 128 -



6. REGULADOR DE NIVEL: GUEDAR

Interruptores de nivel vertical de la marca Guedar

Abre y cierra los circuitos eléctricos según el nivel de agua en el depósito. Se instala

en tapones con rosca hembra de 2” (bocas de Ø 72 mm). Idóneo para electroválvula,

alarma o bomba.

Conectar por medio de cuadro eléctrico. Tensión: 220 V, intensidad máxima: 3A

IN1A

Interruptor de nivel vertical de 1 contacto (abierto/cerrado en

posición alta). Para todos los depósitos.

IN2A

Interruptor de nivel vertical de 2 contactos (cerrado en

posición alta, abierto en posición baja). Para todos los

depósitos.

IN3A


posición alta, cerrado en posición media, abierto en posición

baja). Para todos los depósitos.

IN3B


posición alta, cerrado en posición media, abierto en posición

baja). Para todos los depósitos.

Figura 69. Regulador de nivel.

(Fuente: Catálogo Guedar).


- 129 -



7. CODOS: TENARIS TAMSA

Controles de Calidad

La fabricación de las conexiones se realiza bajo las siguientes normas:

• AE 250 NF A 49-281 • ANSI B 16.9 • ASME A/SA 234 WPB • ASME B 16.9 • ASME B 16.28 Edición 2001 • ASME II Parte D Tabla Y1 • ASTM A 234-02 • ASTM A 234-97 • NACE MR 0175 Edición 03 conforme a ASME II Edición 2001 • NRF-096-PEMEX-2004 Rev. 0 • PED 97/23/EC Anexo I Párrafo 7.5

La certificación de las conexiones cumple con los requerimientos de las normas: DIN

EN 10204 3.1.B e ISO 10474 3.1.B.

Para garantizar la calidad de las conexiones se llevan a cabo las siguientes pruebas:

1. En la materia prima

• Análisis químico de colada • Prueba de tensión • Inspección electromagnética • Inspección visual y dimensional • Prueba hidrostática

2. En la conexión

• Inspección visual y dimensional • Pruebas mecánicas (muestreo)

Si existe cualquier otro tipo de inspección y/o análisis no mencionados en la lista

anterior, se puede acordar previo a la fabricación. La planta cuenta con un laboratorio

mecánico-metalúrgico completo, el cual apoya esta clase de requerimientos especiales.


- 130 -



Figura 70. Análisis químico. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).

Figura 71. Propiedades mecánicas del codo. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).

Proceso de Fabricación

Figura 72. Proceso de fabricación del codo. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).

Dimensiones

Figura 73. Acotación del codo. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).


- 131 -



Tabla 38. Dimensiones de codos. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).

Marcaje y Embalaje

Las conexiones se empaquetan de acuerdo a las dimensiones de las piezas y

cantidades en cajas de cartón y/o tarimas de madera reforzadas con flejes y una cubierta

plástica bajo procedimiento de la planta. En caso de requerirse se puede enviar copia del

procedimiento.

La identificación de la conexión se realiza mecánicamente conforme a la norma

ASTM A 234 sobre la superficie externa de la conexión con la siguiente información:

• Identificación del fabricante

• Dimensiones (diámetro y espesor)

• Norma de fabricación (WPB)

• Número de colada

• Hecho en México


- 132 -



8. CONDENSADOR: CISAR SERIE MURAL

Condensador trifásico en caja metálica IP31 con protección adicional.

Aplicaciones:

• Corrección del factor de potencia en receptores individuales (transformadores, motores, etc.).

• Ampliación de baterías automáticas. • Fijación a pared.

Características:

• Condensadores serie ‘CRT’. • Armario metálico IP31 RAL 7035. • Otros voltajes normalizados 440V/480V/525V (50/60 Hz).

400V kVAr Dimensiones Peso

Código P.V.P.

50Hz Alto*Ancho*Largo (mm) Kg. € 10,00 340*255*140 5,70 31010400 237 12,50 340*255*140 5,90 31012400 265 15,00 340*255*140 6,10 31015400 289 20,00 340*255*140 6,20 31020400 321 25,00 340*255*140 6,50 31025400 360

Tabla 39. Variedad de condensadores de la serie Mural a 400V.

(Fuente: Catálogo Cisar).

Figura74. Condensador

(Fuente: Catálogo Cisar).


- 133 -



9. CUADRO ELÉCTRICO: SEIZA SERIE CM 114-PT

Armarios industriales componibles. Versiones:

• Chasis modular. • Puerta interior.

Características:

• Los armarios de la serie CM están constituidos con perfil de armadura en ‘U’ de 2,5 mm de grosor, el cual dota al armario de una protección y resistencia excepcional

• Grado de protección IP45 (bajo demanda IP55).

• El sistema de armadura de los armarios CM ofrece: Optimiza estanqueidad, con grado de

protección IP55 Simplificación del trabajo gracias a la

rapidez del montaje Máximo aprovechamiento del espacio. Múltiples aplicaciones en los campos

de la electricidad y de la electrónica. • Sistema de cierre con cuatro puntos de

anclaje, con accionamiento por el exterior de la zona de influencia de los aparatos.

• En los tipos con puerta transparente, el cristal va montado sobre un cerco metálico, obteniendo con ello un acabado elegante y seguro.

• Placa de montaje solapada con dos pliegues laterales y fabricada en chapa galvanizada.

• Pintura de resina de poliéster (Epoxi), previo desengrase y fosfatado.

• Sistema completo de placas frontales, con guía DIN incluida, para aparatos modulares.

• Sistema completo de soportes para montajes de interruptores automáticos en caja moldeada o en bastidor.

• Personalización de la puerta interior, bajo demanda. • Gama completa de placas internas y accesorios para montaje de automatismos.

Figura 75. Cuadro eléctrico. (Fuente:

Catálogo Seiza).


- 134 -



Tabla 40. Dimensiones y referencias de cuadros eléctricos.

(Fuente: Catálogo Seiza).


- 135 -



10. CABLE: CONDUCTORES DEL NORTE MODELO XHHW-2

Figura 76. Características del cable. (Fuente: Catálogo de Conductores del Norte).


- 136 -



Figura 77. Descripción del cable elegido. (Fuente: Catálogo de Conductores del Norte).

Tabla 40. Variedad del modelo elegido. (Fuente: Catálogo de Conductores del Norte).

Seguridad sanitaria

- 137 -



SEGURIDAD SANITARIA

1. FORMACIÓN DE H2S

Una impulsión larga de agua residual puede presentar condiciones óptimas para la

formación de sulfhídrico:

• Bajo contenido en oxígeno disuelto • Período de retención largo • Temperatura alta del agua residual (meses de verano)

El proceso es el siguiente: en un plazo muy corto se forma en el interior de la tubería

una capa de material inerte y bacterias. Cuando esta película biológica tiene cierto espesor

impide la entrada de oxígeno y se desarrolla una zona anóxica. En estas condiciones las

bacterias sulfato-reductoras utilizan el oxígeno del SO4 para la asimilación de la materia

orgánica y simultáneamente producen S como subproducto.

El H2S desprendido en forma gaseosa ocasiona problemas de olor y corrosión. Desde

un punto de vista sanitario, en concentraciones de 10 mg/l produce náuseas y conjuntivitis.

Es mortal en concentraciones de 300 ppm.

Por otra parte, si la estación de bombeo recibe agua procedente de una impulsión con

desprendimiento de H2S gaseoso, habrá problemas de corrosión en las partes metálicas más

sensibles de la instalación como son los conductores situados en el interior del cuadro

eléctrico, bastante difícil de aislar.

Esto plantea la necesidad de un sistema de ventilación que se trató en la memoria

descriptiva.

Seguridad sanitaria

- 138 -



El problema de la formación de H2S se puede predecir a partir de los siguientes datos:

• DBO5 del agua residual. • Temperatura del agua residual. • Oxígeno disuelto.

2. FORMAS DE EVITAR LA FORMACIÓN DE H2S

Los principales métodos son:

1. Adición de reactivos en el pozo colector. 2. Inyección de aire.

2.1. ADICIÓN DE REACTIVOS EN EL POZO COLECTOR

Los reactivos que se añaden son:

• (Ca)2NO3 • O2 H2 • NaClO • KmnO4

La finalidad de estos oxidantes es conseguir en la descarga de la impulsión un

contenido en S

0,1 mg/l.

2.2. INYECCIÓN DE AIRE

Con la inyección directa de aire se evitan las condiciones anaerobias en el conducto.

El caudal de aire que debe inyectarse no es grande: 1,8 m3/h por cada 100 mm de diámetro

de la tubería. Este caudal de aire debe estar medido y controlado y ser ajustable.

Las impulsiones que utilicen este sistema, lógicamente, no deben incluir purgas de

aire en su recorrido.

Normativa

- 139 -



NORMATIVA

A continuación se enumeran los documentos y normas que se han utilizado para la

realización de este Proyecto.

1.- NORMAS:

Norma Concepto

UNE-EN 545:2002: Tubos, racores y accesorios de fundición dúctil y sus uniones para canalizaciones de agua. Requisitos y métodos de ensayo.

UNE-EN 671:2001: Instalaciones fijas de lucha contra incendios. Sistemas equipados con mangueras.

UNE-EN 728:1997: Sistemas de canalización y conducción en materiales plásticos. Tubos y accesorios de poliolefina. Determinación del tiempo de inducción a la oxidación.

UNE-EN 736:1996: Válvulas. Terminología. Definición de los tipos de válvulas. Definición de los componentes de las válvulas. Definición de términos.

UNE-EN 805:2000: Abastecimiento de agua: Especificaciones para redes exteriores a los edificios y sus componentes.

UNE-EN 1092-2:1998: Bridas y sus uniones. Bridas circulares para tuberías, grifería, accesorios y piezas especiales, designación PN. Parte 2: Bridas de fundición.

UNE-EN 1508:1999: Abastecimiento de agua. Requisitos para sistemas y componentes para el almacenamiento de agua.

UNE-EN 12201:2003: Sistemas de canalización en materiales plásticos para conducción de agua. Polietileno (PE). Generalidades, tubos y accesorios.

UNE-EN 1167:2006: ISO 1167:2006:

Tubos, accesorios y uniones en materiales termoplásticos para la conducción de fluidos. Determinación de la resistencia a la presión interna. Método general. Preparación de las probetas de las tuberías.

Normativa

- 140 -



UNE-EN 3126:2005: ISO 3126:2005:

Sistemas de canalización en materiales plásticos. Componentes de materiales plásticos. Determinación de las dimensiones.

UNE-EN 3506-1:2010: ISO 3506-1:1997:

Características mecánicas de los elementos de fijación de acero inoxidable resistente a la corrosión. Parte 1: Pernos, tornillos y bulones.

UNE-EN 16137:2007: ISO 16137:2006:

Válvulas industriales. Válvulas antirretorno de materiales termoplásticos.

UNE-EN 17020: ISO17020:

Comprobación de la concentración de contaminantes. Determinación de medidas "in situ " y la toma de muestras simples o puntuales, así como las compuestas o integradas en función del tiempo o caudal.

UNE 53.332/81 Tubos y accesorios de PVC. Diámetros, espesores, grosores, etc.

DIN 2532 Brida válvula de bola. Especificaciones técnicas. DIN 2632/26 Brida válvula de mariposa. Especificaciones técnicas.

Tabla 42. Normas utilizadas en la realización del presente proyecto.

NORMATIVA:

• Normas para el abastecimiento de agua, 2004. Canal Isabel II.

• Normas y especificaciones técnicas, 2011. Canal Isabel II.

• Normas técnicas de elementos de maniobra y control.

• El Plan Nacional de Calidad del Agua (2007-2015).

• Norma Europea 50014 ff (Antideflagrante).

Normativa

- 141 -



2.- LEGISLACIÓN:

Legislación de la Unión Europea:

• Directiva 2004/22/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 31 de marzo de 2004

relativa a los instrumentos de medida.

• Directiva 91/271/CEE de la Comunidad Económica Europea de 21 de mayo de 1991

sobre el tratamiento de las aguas residuales.

Legislación nacional:

• Orden, de 28 de julio de 1974, por la que se aprueba el “Pliego de prescripciones

técnicas generales para tuberías de abastecimiento de agua”

• Real Decreto 2922/1975, de 31 de octubre, por el que se aprueba el Reglamento para

el servicio y distribución de las aguas del Canal de Isabel II.

• Orden Ministerial, de 9 de diciembre de 1975, por la que se aprueban las Normas

Básicas para las instalaciones interiores de suministro de agua.

• Real decreto 509/1996, publicado el 15 de marzo, que desarrolla el Real Decreto-Ley

11/1995, de 28 de diciembre.

• RD 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de

seguridad y de salud en las obras de construcción.

• Real Decreto Legislativo 1/2001, de 20 de julio, por el que se aprueba el Texto

refundido de la Ley de Aguas.

• Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios

de la calidad del agua de consumo humano.

• Real Decreto-Ley 11/2005 por la que se modificó la Ley 10/2001, de 5 de julio, del

Plan Hidrológico Nacional.

• Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico

de la reutilización de las aguas depuradas.

Normativa

- 142 -



Parte II: PLANOS

- 143 -



Parte II PLANOS

Parte II: PLANOS

- 144 -



Índice del documento 2: Planos

- 145 -



ÍNDICE DEL DOCUMENTO 2: PLANOS

1. Codificación de planos 2. Lista de materiales 3. Planos

Índice del documento 2: Planos

- 146 -



Codificación de planos

- 147 -



Capítulo 1 CODIFICACIÓN DE PLANOS

Para nombrar los planos se ha utilizado la codificación según el sistema KKS.

Consiste en utilizar 8 dígitos formados por números y letras para describir 4 características

del plano.

En primer lugar, se identifica el formato del plano de acuerdo a la norma DIN. Esta

primera parte se compone 2 dígitos.

Formato Dimensiones A0 1189 x 841 A1 841 x 594 A2 594 x 420 A3 420 x 297 A4 297 x 210 A5 210 x 148 A6 148 x 105 A7 105 x 74 A8 74 x 52

Tabla 43. Tamaño en mm de los formatos DIN serie A.

En segundo lugar, se habla del elemento representado. Se ocupan los siguientes tres

dígitos expresando como; ‘MEC’, si es un elemento mecánico; ‘ELE’, si es un elemento

eléctrico; o bien, ‘GEN’, que se utiliza para describir algo general. En este proyecto se ha

utilizado para el plano de vista general y el plano específico de situación.

En tercer lugar, se describe el estado del plan, pudiendo aparecer; ‘1’, si además de

dibujado, está revisado; y ‘0’, en el caso de que este dibujado a esperas de ser revisado.

Codificación de planos

- 148 -



En cuarto lugar, se utilizan los dos últimos dígitos para enumerar los planos de ese

proyecto. Comenzando por el ‘01’, y en este caso terminando con el ‘15’.

Quedando la relación de planos y código como muestra la siguiente tabla:

Plano Código Vista general A3GEN101 Vista detallada A3GEN102 Alzado del pozo A3GEN103 Planta del pozo A3GEN104 Perfil del pozo A3GEN105 Bomba AFP 3002 A3MEC106 Tubería D315 A3MEC107 Tubería D500 A3MEC108 Válvula de Mariposa D300 A3MEC109 Válvula de Bola A3MEC110 Entronque A3MEC111 Válvula de Mariposa D500 A3MEC112 Válvula de Clapeta A3MEC113 Esquema eléctrico A3ELE114 Esquema hidráulico A3MEC115

Tabla 44. Código de planos.

Lista de materiales

- 149 -



Capítulo 2 LISTA DE MATERIALES

La siguiente lista de materiales muestra algunas referencias de los elementos

representados en planos.

8 1 Válvula de Clapeta UNE-EN 736 Polietileno 7 1 Válvula de Mariposa D500 UNE-EN 736 Acero AISI 304 6 1 Entronque - PVC 5 4 Válvula de Bola UNE-EN 736 Fundición dúctil 4 4 Válvula de Mariposa D300 UNE-EN 736 Acero AISI 304 3 7 Tubería D500 UNE-EN 1401 PVC 2 12 Tubería D315 UNE-EN 1401 PVC

1 4 Bomba AFP 3002 GG25 Fundición nodular

Marca Cantidad Denominación Norma Material Material

LISTA DE MATERIALES Fecha: 22/05/2012

- Dibujado: NBH Escala

ESTACIÓN DE BOMBEO Plano nº: -

- Proceso nº: -

Tabla 45. Lista de materiales.

Lista de materiales

- 150 -



Planos

- 151 -



Capítulo 3 PLANOS

Planos

- 152 -



Planos

- 153 -



Planos

- 154 -



Planos

- 155 -



Planos

- 156 -



Planos

- 157 -



Planos

- 158 -



Planos

- 159 -



Planos

- 160 -



Planos

- 161 -



Planos

- 162 -



Planos

- 163 -



Planos

- 164 -



Planos

- 165 -



Planos

- 166 -



Parte III: PLIEGO DE CONDICIONES

- 167 -



Parte III PLIEGO DE

CONDICIONES

Parte III: PLIEGO DE CONDICIONES

- 168 -



Índice del documento 3: Pliego de condiciones

- 169 -



ÍNDICE DEL DOCUMENTO 3: PLIEGO DE CONDICIONES

1.-Objeto del presente pliego.

1.1.-Objeto.

1.2.- Servicios obligatorios a realizar por el adjudicatario.

2.-Plazo del contrato.

2.1.-Redacción del proyecto.

2.2.-Construcción.

2.3.-Explotación.

2.4.-Prorroga.

2.5.-Cancelación del contrato.

3.-Solvencia y clasificación sustitutiva.

4.-Financiación, mejoras y ampliaciones.

4.1.-Financiación parcial de la obra a cargo de la Administración

Contratante.

4.2.-Mejoras.

4.3.-Ampliaciones.

4.4.-Gastos por cuenta del adjudicatario.

5.-Identificación y descripción de las actuaciones.

6.-Requerimientos técnicos de la estación de bombeo de aguas residuales.

7.-Caudal.

8.-Personal.

Índice del documento 3: Pliego de condiciones

- 170 -



9.-Materiales, reposición y suministro.

9.1.-Por parte del adjudicatario.

9.2.-Por parte de la administración contratante.

9.3.-Inventario contradictorio.

10.-Paradas y averías.

10.1.-Averías.

10.2.-Paralizaciones.

11.-Deducciones y sanciones.

11.1.-Deducciones.

11.2.-Sanciones.

Objeto del presente pliego

- 171 -



Capítulo 1 OBJETO DEL PRESENTE PLIEGO

1.1 OBJETO

Dentro del marco de una participación financiera en la construcción de las

actuaciones, el presente pliego de prescripciones técnicas particulares tiene por objeto

expresar las normas, instrucciones y especificaciones de tipo técnico que regirá la

adjudicación y la ejecución del contrato de concesión de obra hidráulica para la redacción

del proyecto, la construcción y la explotación del pozo de gruesos de Boadilla.

1.2 SERVICIOS OBLIGATORIOS A REALIZAR POR EL

ADJUDICATARIO

Al margen de la financiación aportada por el adjudicatario en la fase de construcción,

los servicios obligatorios que han de realizar serán:

a) Mantener el funcionamiento normal de la estación, de forma ininterrumpida,

consiguiendo en todo momento unos rendimientos de bombeo que correspondan

como mínimo, los rendimientos normales.

b) Adjudicatario realizará, dentro de los tres primeros meses del contrato, los

programas de mantenimiento, conservación y explotación por los que se regirán

los trabajos a efectuar, los cuales deberán ser aprobados por la empresa pública

de obras y servicios hidráulicos (en adelante, administración contratante).

c) Conservar en perfecto estado todos los elementos de la planta.

d) Mantener adecuadamente todas las instalaciones y equipos de la planta.

Objeto del presente pliego

- 172 -



e) Reparar dentro del programa de mantenimiento los elementos deteriorados de las

instalaciones.

f) Adquirir todos los materiales, productos y suministros precisos para el debido

mantenimiento, conservación y explotación. El adjudicatario dispondrá de un

mínimo de repuestos que garantice la reparación inmediata de los equipos e

instalaciones.

g) Conservar y mantener en perfecto estado todas las instalaciones existentes de

control, automatismos e información de la planta.

h) Mantener en perfecto estado de limpieza y pintura todos los elementos y obras

de la instalación.

i) Mantener un sistema permanente de vigilancia que garantice la seguridad del

personal y de las instalaciones. También deberá suscribir una póliza de

responsabilidad civil con cobertura para el personal que de manera temporal o

permanente que se encuentre en las instalaciones.

j) Registrar y analizar las características de los parámetros que definen el proceso

de las líneas de agua, para el debido control y funcionamiento.

k) Comunicar inmediatamente a la administración contratante cualquier incidencia

que afecte a las instalaciones.

l) Enviar periódicamente a la administración contratante la información sobre la

marcha de la planta que solicite.

m) Y, en general, cuantas operaciones y cuidados sean necesarios para cumplir con

el fin indicado en el apartado a).

n) Deberá suscribir los respectivos contratos de mantenimiento y seguridad para la

red de gas y edificios de calderas y calefacción, extinción de incendios, así como

las respectivas revisiones de homologación para los depósitos de presión.

o) Realizar los servicios de limpieza de los edificios de personal. Para ello preverá

al personal correspondiente o bien contratarlo.

Plazo del contrato

- 173 -



Capítulo 2 PLAZO DEL CONTRATO

2.1 REDACCIÓN DEL PROYECTO

Para la redacción del proyecto constructivo el plazo será de un mes a contar a partir

del día siguiente de la firma del contrato.

Aprobado el proyecto se procederá a efectuar el replanteo del mismo, que consistirá

en la comprobación de la realidad geométrica de la obra y la disponibilidad de los terrenos

para su normal ejecución.

El acta de comprobación del replanteo se firmará en el plazo de un mes desde la

notificación del concesionario de la disponibilidad de los terrenos.

2.2 CONSTRUCCIÓN

Las obras se realizarán conforme el proyecto aprobado y deberán finalizarse en un

plazo igual o inferior a 12 meses.

2.3 EXPLOTACIÓN

El período de explotación será de 10 años a contar desde la fecha de formalización

del acta de comprobación.

Plazo del contrato

- 174 -



2.4 PRÓRROGA

Puede ser objeto de prórroga con límite señalado por la ley. En tal caso, se realizará

la propuesta con una antelación de 6 meses, por lo menos, a la fecha de terminación del

plazo primitivo, quedando obligado el contratista a contestar dentro del plazo máximo de

dos meses, desde la recepción de la comunicación de la administración contratante. Una

vez transcurrido este período, si no se recibe ninguna contestación, se entenderá que el

adjudicatario acepta la propuesta de la administración contratante.

2.5 CANCELACIÓN DEL CONTRATO.

Si por circunstancias debidamente justificadas, considera conveniente cualquiera de

ambas partes la cancelación antes de financiar los períodos indicados en los apartados

anteriores, deberá comunicarlo a la obra con 6 meses de antelación a la fecha de

terminación del plazo vigente.

En el caso de ser el adjudicatario el que prolonga la cancelación, la administración

contratante resolverá libremente sobre la aceptación y, en caso positivo, determinará si la

cancelación tiene que realizarse y con qué condiciones.

En tal caso la administración contratante quedará únicamente vinculada del acuerdo con

que se expone a continuación.

La administración contratante podrá declarar la rescisión del contrato, en el caso de

infracción de carácter grave, según lo preceptuado en la LCAP.

Plazo del contrato

- 175 -



Así mismo, la administración contratante podrá acordar la rescisión del contrato, caso de

que así lo exigiera el interés público. Para ello se aplicaría lo dispuesto e indicado en la

LCAP.

En el caso de que fuera la administración contratante quien haga la propuesta, sin

estar en ninguno de los casos de rescisión señalados, el adjudicatario tendrá derecho al

abono de las partes no amortizadas de los elementos financiados y la de los repuestos y

acopios no inventariados al comienzo del contrato.

No es objeto del presente contrato la explotación de las conexiones a sistemas

existentes.

Solvencia y clasificación sustitutiva

- 176 -



Capítulo 3 SOLVENCIA Y CLASIFICACIÓN

SUSTITUTIVA

A esta contrata le será de aplicación lo dispuesto en el artículo 16 de LCAP sobre

solvencia económica y financiera y en el artículo 17 y 19 sobre solvencia técnica.

En concreto, la solvencia económica y financiera exigida será: Informe de instituciones

financieras o, en su caso, justificante de la existencia de un seguro de indemnización por

riesgos profesionales y declaración relativa a la cifra de negocios global de las obras,

suministros, servicios o trabajos realizados por la empresa en el curso de los tres últimos

ejercicios.

Con respecto a la solvencia técnica:

• Fase de redacción del proyecto: Una declaración del material, instalaciones y

equipo técnico de lo que disponga el empresario para la redacción del proyecto.

• Fase de construcción: Una relación de las obras ejecutadas en el transcurso de los

últimos cinco años acompañada de certificados de buena ejecución para las más

importantes.

• Fase de explotación: Una relación de los principales servicios o trabajos

realizados en los tres últimos años que incluya importe, fechas y beneficiarios

públicos o privados de los mismos.

El licitador podrá acreditar la solvencia económica y financiera y la solvencia técnica

y profesional, quedando por lo tanto eximido de la presentación de la solvencia

correspondiente, con la aportación de la justificación de estar clasificado por la junta

consultiva de contratación administrativa del Ministro de Hacienda como empresa de

Solvencia y clasificación sustitutiva

- 177 -



obras, para las fases de redacción y construcción, y como empresa de servicios, para la fase

de explotación en el grupo, subgrupo y categoría que se exige a continuación:

• Fase de construcción: Contratista de obras del grupo K (especiales), subgrupo 8

(estaciones de tratamiento de aguas), categoría E. La solvencia necesaria para la

redacción del proyecto queda eximida acreditando esta clasificación.

• Fase de explotación: Contratista de servicios del grupo O (servicios de

conservación y mantenimiento integral de EDAR), categoría B.

En el caso de poseer la clasificación de una de las fases y no de la otra se deberá

acreditar la solvencia reseñada anteriormente de la fase no clasificada.

En el supuesto de que el licitador sea una unión temporal de empresas las

clasificaciones exigidas se acumularán de acuerdo con la legislación vigente en materia de

la contratación administrativa.

En todo caso, la empresa que lleve a cabo la fase de construcción de las obras deberá

poseer la clasificación como empresa de obras en el grupo, subgrupo y categoría que se

determine en la resolución de aprobación de proyecto constructivo por la administración; a

estos efectos, los licitadores deberán presentar un compromiso firme en este sentido

señalado por el representante de la empresa concurrente.

Financiación, mejoras y ampliaciones

- 178 -



Capítulo 4 FINANCIACIÓN, MEJORAS Y

AMPLIACIONES

4.1 FINANCIACIÓN PARCIAL DE LA OBRA A CARGO DE LA

ADMINISTRACIÓN CONTRATANTE

Una vez rematada la ejecución de las obras previstas en el proyecto constructivo

aprobado por la administración contratante y realizados los demás trámites que

correspondan. El adjudicatario comenzará a percibir la financiación parcial de las obras

mediante certificaciones mensuales por parte de la administración contratante.

4.2 MEJORAS

El adjudicatario, al margen de una financiación parcial de la obra, podrá proponer

toda clase de mejoras a su costa durante la vigencia del contrato, y la administración

contratante será libre de aceptarlas o no. En el caso de la aceptación no producirán

modificación del respectivo canon, aún cuando den lugar a economías en los gastos de

mantenimiento, conservación o explotación, pero serán valoradas contradictoriamente a los

efectos que se puedan derivar de aplicación de la rescisión del contrato.

La administración contratante podrá establecer mejoras o ampliaciones a su costa,

sea en beneficio de los índices de depuración, de la calidad de los fangos, o de la economía

del mantenimiento. En este caso, la administración contratante queda en total libertad para


- 179 -



efectuar las mejoras o ampliaciones por medio del adjudicatario o por cualquier otro

sistema.

4.3 AMPLIACIONES

Si durante el plazo de validez del contrato, la administración contratante efectuase

modificaciones o ampliaciones de la planta que interfiere total o parcialmente en su

funcionamiento, se procederá de la siguiente forma:

a) Si la parada fuera total se aplicará lo indicado en el apartado 10.2 para el caso de

paralización total por causas no imputables al adjudicatario.

b) Si la paralización fuera parcial se abonará la cantidad que resulte de aplicar la

tarifa de mantenimiento y explotación al caudal realmente tratado.

4.4 GASTOS POR CUENTA DEL ADJUDICATARIO.

Además de todos los gastos necesarios por el cumplimiento de lo establecido en este

pliego, serán también de cuenta del adjudicatario los de protección de materiales,

seguridad, tanto de personal o servicio de la EBAR y visitantes, como de equipos e

instalaciones, daño o incendio, los de conservación y reparación de caminos, jardines,

pasarelas y desagües, los que afecten a la limpieza general de la planta.

El adjudicatario correrá con los gastos derivados de la ejecución de la obra civil y los

equipos necesarios para la medición de los caudales aplicables a las certificaciones

mensuales, en los puntos y con las prescripciones determinadas por la propiedad.


- 180 -



El licitador deberá tener presente, al formular su oferta, todos los gastos que

ocasionen al repintar los elementos metálicos y reparar las deficiencias que se vayan

observando, debidas a la corrosión.

• Protección de superficies metálicas:

La totalidad de los elementos metálicos estarán protegidos debidamente mediante

galvanizados en caliente o pintado, según las siguientes condiciones:

1. Galvanizados en caliente: La galvanización en caliente deberá cumplir las

condiciones de la norma UNE 37.501.

2. Preparación de superficies metálicas para su pintado. Será mediante

chorreado abrasivo a SA 2-1/2 según la norma SIS 055900.

3. Pintura: La imprimación será de diferente color que la terminación y de la

misma marca que la terminación. Los espesores por capa de pintura que a

continuación se detallan, se entienden como valores mínimos en película

seca.

a) Pintura cloro-caucho: Será mediante aplicación de dos capas de

imprimación de 35 micrascada una, según la norma INTA 164705 y

dos capas de terminación de 35 micras cada una según la norma

INTA 164704x.

b) Pintura alquitrán-epoxi: Será mediante tres capas de 125 micras cada

una, según la norma INTA 164407.

c) Pintura de resina epoxi: será mediante aplicación de dos capas de

imprimación de 35 micras y dos capas de terminación de 125 micras

cada una de pintura base de resina en dos componentes mezclados

con electro-agitación.

Se adoptará un sobre espesor mínimo de corrosión de 2 mm para la totalidad

de los elementos metálicos (estructuras, tuberías, calderería y chapa,…)

empleados en la construcción del EBAR, construidos en acero al carbono.

Serán de cuenta del adjudicatario los gastos ocasionados por la subscripción de la

póliza del seguro de responsabilidad civil general que cubra los riesgos de las personas


- 181 -



que, de forma permanente, temporal o accidental, se encuentren en las instalaciones del

EBAR y todos aquellos que se considere necesario.

Serán también de cuenta del contratista los gastos de otorgamiento del contrato de

adjudicación incluso los correspondientes impuestos, los de anuncios de concurso, y

cuantos recargos o impuestos sean inherentes a la prestación del servicio y tramitación de

documentos que a él se refiere (se incluye el IVA).

Identificación y descripción de las actuaciones

- 182 -



Capítulo 5 IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LAS

ACTUACIONES

Las obras consistirán en la construcción de un EBAR que solucione los problemas de

saneamiento del municipio urbano de Boadilla del Monte. Dicha EBAR se dimensionará

tomando como partida los terrenos determinados en el proyecto, así como los parámetros a

cumplir. Se puede tomar como referente la solución definida en el presente proyecto que

consiste, dentro del sistema de línea de agua, en el pozo de bombeo de elevación.

Requerimientos del EBAR

- 183 -



Capítulo 6 REQUERIMIENTOS DEL EBAR

Serán los indicados por la administración contratante en el correspondiente pliego

redactado para una futura licitación de la construcción y explotación del saneamiento de

Boadilla del Monte (Madrid).

Caudales

- 184 -



Capítulo 7 CAUDALES

La planta está prevista, en su totalidad para tratar un caudal medio diario suficiente

para atender las necesidades de la población.

En condiciones normales de funcionamiento, se tratará el 80% que aporta el colector.

En el caso de lluvias se depurará la cantidad máxima de agua que se puede tratar en la

instalación, vertiéndose el exceso directamente sin tratar.

Para caudal igual o inferior al caudal medio, no se autorizará vertido alguno sin

tratamiento, a menos que aparezcan en las aguas residuales sustancias o materias

perturbadores en los procesos de tratamiento o digestión. Además en este caso se

comunicará inmediatamente su presencia a la administración contratante, la cual

determinará si se está en el caso de suspender temporalmente las sanciones que, por

depuración o mantenimiento insuficientes, se indican en el apartado 11.

Personal

- 185 -



Capítulo 8 PERSONAL

El licitador deberá especificar en la oferta el personal que, debidamente justificado,

se compromete a tener en la planta para atender y cumplir todas las obligaciones derivadas

de este pliego y, en particular, las indicadas en el proyecto.

Al frente del personal y con dedicación a tiempo parcial de todas las relaciones con

administración contratante, estará un titular superior especialista en tratamiento de aguas.

Para el resto del personal se tendrá en cuenta lo siguiente:

a) Jefe de explotación y mantenimiento será un titular de grado medio.

b) Resto del personal tendrá una titulación, formación y experiencia acordes con las

funciones que vayan a tener encomendadas.

c) Para atender las incidencias que se presenten en la EBAR, el adjudicatario

dispondrá por su cuenta de los vehículos que estime necesarios.

d) Personal deberá atender con toda corrección a los representantes de la

administración contratante, de cuantas visitas, inspecciones y trabajos efectúen

en las instalaciones, proporcionándoles, así mismo, todos los datos o detalles que

se soliciten. En el caso de falta reiterada de atención o de incorrección, el

adjudicatario estará obligado a la sustitución de la persona culpable de ellas si

así lo solicitara la administración contratante.

e) Todo el personal que emplee el adjudicatario para la prestación de sus servicios

percibirá, como mínimo, los haberes fijados en las correspondientes

reglamentaciones laborales, y estará en todo momento al corriente de los pagos

de las cuotas de la seguridad social y demás cargas sociales establecidas.

f) Aparte del personal vinculado al adjudicatario, a la administración contratante y

al ayuntamiento, no se permitirá la entrada a las instalaciones a ninguna otra

persona que no este provista de una autorización expresa y nominal.

Materiales, reposición y suministro

- 186 -



Capítulo 9 MATERIALES, REPOSICIÓN Y

SUMINISTRO

9.1 POR PARTE DEL ADJUDICATARIO

El adjudicatario queda obligado a disponer en las instalaciones de todos los

materiales, aparatos, herramientas y repuestos necesarios para su funcionamiento normal y

para las reparaciones de rutina.

Corre por cuenta del adjudicatario todos los suministros de productos fungibles

necesarios para el debido mantenimiento de la estación de funcionamiento perfecto y sin

olores, debiendo tener acopiados en el almacén los suficientes para hacer frente a cualquier

eventualidad que se pueda presentar en la entrega de productos por los respectivos

abastecedores.

9.2 POR PARTE DE LA ADMINISTRACIÓN CONTRATANTE

Corren por cuenta de la administración contratante los siguientes suministros:

a) La reposición de maquinaria que cumplirá se vida útil o cuyas reparaciones

sobrepasen en costo el porcentaje del 70% del valor del equipo, salvo averías

producidas por negligencia en la explotación.

Materiales, reposición y suministro

- 187 -



9.3 INVENTARIO CONTRADICTORIO

Anterior a la fecha de la recepción provisional y comienzo de los servicios,

procederá, por el adjudicatario y por la administración contratante, a redactar un inventario

contradictorio de todos los materiales, aparatos, herramientas y repuestos, obligando así al

adjudicatario a mantenerlos al día.

Paradas y averías

- 188 -



Capítulo 10 PARADAS Y AVERÍAS

10.1 AVERÍAS

El adjudicatario reparará rápidamente cuantos desperfectos y averías se produzcan en

las instalaciones.

Siempre que sea posible, las reparaciones se harán en la propia estación, excepto

aquellas de especial importancia que requieran la sustitución de elementos complejos o el

traslado de los elementos averiados al taller. En cualquier caso, se procederá con la

máxima rapidez, recorriendo, cuando exista lugar, a talleres especializados y de acreditada

solvencia.

Las reparaciones de elementos de la planta que impidan la continuidad del

funcionamiento normal de esta se realizará en el plazo máximo de 48 horas. Si se trata de

elementos disponibles en el mercado y no puede repararse en el plazo citado, serán

remplazados de manera provisional por otros similares, en tanto que se repare el averiado,

previa conformidad de la administración contratante.

10.2 PARALIZACIONES

Siempre que se produzca paralización parcial de la planta por averías, se abonará al

adjudicatario el canon correspondiente al volumen de agua realmente tratado, con las

correcciones que se indican en el apartado 9.

Paradas y averías

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Si la paralización fuera total, por causas no imputables al adjudicatario, se abonará a

este, durante los días que proceda, la parte del canon correspondiente a los gastos fijos,

más los de amortización.

La existencia de causas no imputables al adjudicatario será declarada por la

administración contratante y en caso de disconformidad con el adjudicatario, se estará a lo

que dictamine el organismo oficial competente.

Deducciones y sanciones

- 190 -



Capítulo 11 DEDUCCIONES Y SANCIONES

11.1 DEDUCCIONES

Las deficiencias en los rendimientos de bombeo obtenidos que no sean debidas de

fuerza mayor, serán descontadas por medio de deducciones, en tanto por ciento, de la tarifa

de mantenimiento, conservación y explotación. Se aplicarán los porcentajes de deducción

de manera sucesiva.

Por cada unidad de disminución en los porcentajes de rendimientos, por debajo de

los tolerables.

11.2 SANCIONES

El incumplimiento de las demás obligaciones de este pliego, no debidas a causas de

fuerza mayor, será sancionado con las siguientes deducciones en las certificaciones que se

emitan:

a) Por cada hora de paralización total en el funcionamiento de la estación: 90,00€.

Si la paralización dura más de 24 horas seguidas, o si se produce más de noventa

y seis horas en un mismo mes, por cada hora de exceso sobre estos tiempos se

aplicará sanción doble de la anteriormente indicada.

b) Por cada hora de paralización parcial o tratamiento incompleto en el

funcionamiento de la estación, 45,99 €, sin perjuicio de lo establecido para este

caso en el apartado 10.2 de este pliego. Esta sanción se duplicará si la


- 191 -



paralización parcial dura más de 24 horas seguidas o si se produce durante más

de noventa y seis horas en un mismo mes.

c) Por cada día que exceda el plazo fijado en el apartado 10.1 para la reparación de

cualquier elemento de la planta se sancionará con 120,00 €.

d) Por cada día en que se produzcan olores apreciables: 60,00€. Si los olores

persistiesen más de diez días seguidos, a los que excedan sobre ellos se le

aplicarán sanciones dobles de la indicada. Se entiende que los olores son debidos

al mal funcionamiento de la planta o a si conservación y limpieza.

e) Por cada día que se manifieste la presencia de moscas o mosquitos en la cantidad

apreciable generalizada, se aplicará una sanción igual a la mitad indicada por

cada caso del apartado d).

f) Por cada falta leve, que suponga mera negligencia o descuido en la atención a la

EBAR: 60,00 €.

g) Por cada falta grave o reincidencia en la comisión de hablas graves,

desobediencia reiterada de las órdenes de la administración contratante o

acciones u omisiones que alteren de modo notorio la regularidad del

mantenimiento, explotación o conservación el triple de la señalada en el

apartado f).

h) Las posibles sanciones o multas que pudiera aplicar a cualquier Organismo

Oficial, será, repercutidas al adjudicatario cuando se originen por negligencia del

mismo o incumplimiento de los rendimientos de depuración imputables al

funcionamiento incorrecto de la planta.


- 192 -



Parte IV: PRESUPUESTO

- 193 -



Parte IV PRESUPUESTO

Parte IV: PRESUPUESTO

- 194 -



Índice del documento 4: Presupuesto

- 195 -



ÍNDICE DEL DOCUMENTO 4: PRESUPUESTO

1- Presupuestos parciales.

1.1- Obra.

1.2- Elementos mecánicos.

1.3- Elementos eléctricos.

1.4- Elementos hidráulicos.

1.5- Mantenimiento del EDAR.

1.6- Otros.

2- Presupuesto general.

2.1.- Presupuesto total de ejecución.

2.2.- Presupuesto general.

Índice del documento 4: Presupuesto

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Presupuestos Parciales

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Capítulo 1 PRESUPUESTOS PARCIALES

1.1 OBRA

Concepto Cantidad €/Cantidad Importe 1.01 Mejora del camino de acceso [m] 548 19,08 10.455,84 € 1.02 Despejar el terreno [m2] 1163 0,78 907,14 € 1.03 Excavación [m3] 102 3,74 381,48 € 1.04 Pozo de bombeo 1 28728,00 28.728,00 € 1.05 Cámara de válvulas 1 1683,00 1.683,00 € 1.06 Seguridad y salud 1 2357,62 2.357,62 € 1.07 Cerraduras 1 2829,95 2.829,95 € 1.08 Medidas correctoras 1 4673,49 4.673,49 €

Total de Obra 52.016,52 € Tabla 46. Presupuesto parcial de obra.


- 198 -



1.2 ELEMENTOS MECÁNICOS

Concepto Cantidad €/Cantidad Importe 2.01 Obra de llegada 1 1929,164 1.929,16 € 2.02 Tornillería 1 435,20 435,20 € 2.03 Arandela 1 217,26 217,26 € 2.04 Espárrago 1 478,33 478,33 € 2.05 Repuestos 1 831,458 831,46 €

Total de elementos mecánicos 3.891,41 € Tabla 47. Presupuesto parcial de elementos mecánicos.


- 199 -



1.3 ELEMENTOS ELÉCTRICOS

Concepto Cantidad €/Cantidad Importe 3.01 Línea de acometida en B.T. 1 3031,45 3.031,45 € 3.02 Cuadro eléctrico 1 1437,1 1.437,10 € 3.03 Condensador 1 237 237,00 € 3.04 Cableado 1 516,54 516,54 € 3,05 Regulador de nivel 1 180,35 180,35 € 3.06 Alumbrado exterior e interior 1 13182,24 13.182,24 € 3.07 Sistema de automatismos 1 61258,48 61.258,48 € 3.08 Red de tierras 1 2243,78 2.243,78 € 3.09 Centralita telefónica 1 824,03 824,03 € 3.10 Repuestos 1 582,24 582,24 € Total de elementos eléctricos 83.493,21 €

Tabla 48. Presupuesto parcial de elementos eléctricos.


- 200 -



1.4 ELEMENTOS HIDRÁULICOS

Concepto Cantidad €/Cantidad Importe 4.01 Obra de llegada 1 6589,58 6.589,58 € 4.02 Pozo 1 5836,13 5.836,13 € 4.03 Bombas AFP 3002 1 53160,00 53.160,00 € 4.04 Tubería D315 1 461,64 461,64 € 4.05 Codos 1 424,39 424,39 € 4.06 Válvula de mariposa D300 1 3500,00 3.500,00 € 4.07 Válvula de bola 1 2800,00 2.800,00 € 4.08 Pieza pantalón o entronque 1 12000,00 12.000,00 € 4.09 Tubería D500 1 626,85 626,85 € 4.10 Válvula de mariposa D500 1 5200,00 5.200,00 € 4.11 Válvula de clapeta 1 4500,00 4.500,00 € 4.12 Bridas 1 3706,04 3.706,04 € 4.13 Red de agua 1 57225,08 57.225,08 € 4.14 Repuestos 1 4157,29 4.157,29 € Total elementos hidráulicos 160.187,00 €

Tabla 49. Presupuesto parcial de elementos hidráulicos.


- 201 -



1.5 MANTENIMIENTO

Concepto Cantidad €/Cantidad Importe 5.01 Mantenimiento preventivo 1 2000 2.000,00 € 5.02 Operarios 4 31000 124.000,00 € 5.05 Coste energético 1 15000 15.000,00 € 5.06 Repuestos 1 21500 21.500,00 € 5.07 Reparación de elementos 1 1200 1.200,00 € 5.08 Limpieza , vallado, botiquín, etc. 1 800 800,00 €

Total de mantenimiento anual 164.500,00 €

Total de mantenimiento en 10 años 1.885.808,15 € Tabla 50. Presupuesto parcial de mantenimiento.


- 202 -



1.6 OTROS COSTES

Concepto Cantidad €/Cantidad Importe 6.01 Varios 1 432 432,00 €

Total de otros costes 432,00 €

Total de otros costes en 10 años 4.952,40 € Tabla 51. Presupuesto parcial de otros costes.

Presupuesto General

- 203 -



Capítulo 2 PRESUPUESTO GENERAL

2.1 PRESUPUESTO TOTAL DE EJECUCIÓN

PRESUPUESTO PARCIAL Concepto % Importe 1 Obra 2,37% 52.016,52 € 2 Elementos mecánicos 0,18% 3.891,41 € 3 Elementos eléctricos 3,81% 83.493,21 € 4 Elementos hidráulicos 7,31% 160.187,00 € 5 Mantenimiento 86,10% 1.885.808,15 € 6 Otros costes 0,23% 4.952,40 €

Total de Ejecución 2.190.348,68 €

Tabla 52. Presupuesto total de ejecución.

Figura78. Presupuesto total de ejecución.

3% 0% 4%

7%

86%

0%

Presupuesto Total de Ejecución

1 Obra

2 Elementos mecánicos

3 Elementos eléctricos

4 Elementos hidráulicos

5 Mantenimiento

6 Otros costes

Presupuesto General

- 204 -



2.2 PRESUPUESTO GENERAL

PRESUPUESTO GENERAL Concepto % Ejecución Importe 1 Total de Ejecución 100% 2.190.348,68 €

2 Gastos generales 11% 240.938,36 € 3 Beneficio industrial 7% 153.324,41 € 4 I.V.A. 21% 459.973,22 €

PRESUPUESTO TOTAL PARA 10 AÑOS 3.044.584,67 €

Tabla 53. Presupuesto general.

Figura 79. Presupuesto general.

2.190.348,68 €

240.938,36 € 153.324,41 €

459.973,22 €

- €

500.000,00 €

1.000.000,00 €

1.500.000,00 €

2.000.000,00 €

2.500.000,00 €

Coste [€] Presupuesto general

Total de Ejecución

Gastos generales

Beneficio industrial

I.V.A.

DISEÑO Y DESARROLLO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO … · A partir del caudal, y una vez decidido la...

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