Instalacin en Edificaciones II Facultad De Ingeniera Civil

Instalacin en Edificaciones II Facultad De Ingeniera Civil

I. TITULO:TANQUES HIDRONEUMTICOS.

II. INTRODUCCIN:Los tanques hidroneumticos son recipientes cerrados donde se acumula el agua bajo presin. Su nombre se debe a la combinacin de aire comprimido y agua que se realiza en un tanque metlico presurizado, de tal manera, que dicho tanque aprovecha las caractersticas de elasticidad del aire, para poder abastecer el agua, que se almacena en la parte inferior del tanque, con la presin requerida para satisfacer las demandas de la red hidrulica con objeto, que la bomba no opere constantemente. Los tanques poseen una sola boca para el ingreso y egreso de agua. Otros orificios suelen utilizarse para la recuperacin de la cmara de aire, controles y/o niveles. Su forma constructiva es normalmente cilndrica con los extremos semiesfricos.En el presente trabajo nos basaremos en su funcionamiento el que se basa en la fcil compresibilidad del aire (gas) a diferencia del agua (lquido), adems de su utilidad como componente bsico de los equipos de presurizacin (electrobomba, tanque hidroneumtico y accesorios) ya sea para lneas de consumo sanitario o sistemas contra incendio y beneficios tales como disminuir la cantidad de arranques de la bomba, reducir los golpes de ariete y en la elaboracin de proyectos estructurales de edificios ms econmicos.

III. OBJETIVOS:

1. Conocer el uso y la importancia del tanque hidroneumtico.

2. Cul es su principal funcin del tanque hidroneumtico.

3. Diferenciar por la forma constructiva y por los materiales usados los diversos tipos de tanques hidroneumticos.

4. Conocer la instalacin y como realizar el mantenimiento de un tanque hidroneumtico.

IV. MARCO TERICO:

Principio de funcionamiento segn su utilizacin:

Estos equipos basan su funcionamiento en la fcil compresibilidad del aire (gas) a diferencia del agua (lquido). Cabe destacar que el agua se puede comprimir pero hace falta mucha presin, por ejemplo para comprimir 100 lts de agua a 20 C hacen falta 1.050 kg/ cm2 para reducir el volumen en slo un 4%.Segn la utilidad para la que destinamos el equipo encontraremos distintas maneras de utilizarlo, en todos los casos lo que hacemos es sacar provecho de la compresin del aire y utilizar esa capacidad de resorte para uno u otro fin. Cmo funcionan los tanques hidroneumticos

Un hidroneumtico es un tanque que para funcionar utiliza el agua y el aire a presin, est compuesto de tres elementos que son el tanque, el motor y el presostao o interruptor de presin. Los hidroneumticos son recipientes hermticos en donde la presin acta en su interior recibiendo al agua no potable y mediante el proceso de impulsin y expansin del aire, la convierte en agua potable.

La bomba impulsa un caudal al sistema y a la vez comienza a llenar el hidrpico hasta una cierta presin, al llegar a esta presin la bomba se apaga y el hidrpico comienza a impulsar agua hasta otra presin y as sigue el ciclo.

La bomba impulsa agua al hidrpico hasta una cierta presin, donde el hidrpico es exclusivamente el encargado de impulsar agua hacia el sistema

1. Los tanques hidroneumticos comienzan a funcionar una vez que la bomba se pone en marcha, de esta manera, el agua entra en el tanque haciendo que el aire que se encuentra adentro se comprima.

2. Una vez que la presin alcanza el lmite establecido en el interruptor de presin, la bomba se suspende hasta que el tanque se llena por completo.

3. A medida que el agua se va utilizando, su nivel dentro del hidroneumtico va disminuyendo as como tambin la presin del presostao (interruptor de presin), cerrando un circuito.

4. Una vez que el tanque se encuentra vaco nuevamente, la presin comienza a subir y el tanque a llenarse de agua nuevamente.

5. En algunos casos el hidroneumtico utiliza una ventosa dentro del tanque para separar el agua del aire, otros utilizan una bolsa de goma para guardar el agua y un pulmn en su exterior donde se almacena el aire.

6. En el caso que la bolsa llegue a romperse, el tanque perder aire o el interruptor se desajustar, haciendo que el hidroneumtico funcione constantemente sin parar o arranque el nuevo circuito antes de terminar el anterior.

7. Para poder asegurarse que tu tanque funcione bien y la bolsa no contenga ninguna ruptura, puedes revisarlo frecuentemente o tomar la medida de su presin que debe ser aproximadamente de 30 libras.

8. En cuanto a la cantidad de agua que contienen, los hidroneumticos pueden contener desde los 7500 litros hasta ms de 100 mil litros, dependiendo de su tamao.

9. En la parte inferior del hidroneumtico se encuentra la abertura por donde drena el agua y las vlvulas que se abren para liberar el agua y luego se cierran.

10. Si deseas realizar una limpieza del tanque, para asegurarte de su buen funcionamiento, es importante que busques ayuda de una persona especializada en el tema ya que deber estar en contacto con el agua y la electricidad.

SISTEMA HIDRONEUMTICOEn un sistema hidroneumtico, parte del agua es bombeada desde la fuente de abastecimiento de la misma hasta el tanque presurizado para su almacenamiento. El aire del tanque es comprimido conforme el agua ingresa al mismo; en tanto la presin en el tanque se incrementa, la presin en la red de distribucin tambin aumenta, puesto que est conectada al tanque. El agua almacenada en el tanque y la presin del mismo, son suficientes para permitir que los equipos de bombeo descansen ciertos perodos de tiempo y, an en dicho descanso, se satisfagan las demandas de presin y de gasto; esto es, se conserva la energa evitando el uso continuo de los equipos de bombeo.Cuando el equipo de bombeo opera, parte del agua es enviada a la red, y el excedente va al tanque hidroneumtico, en el cual al subir el nivel del agua, vuelve a comprimir el aire hasta llegar a una presin mxima predeterminada, la cual acciona el interruptor de presin, desconectndolo y parando el equipo de bombeo.COMPONESNTES DE UN SISTEMA HIDRONEUMTICO

Los componentes de un sistema hidroneumtico son un tanque presurizado, equipos de bombeo, un elemento de suministro de aire (un compresor de aire o un supercargador o vlvula de aspiracin de aire), un sistema de control de arranque y paro de la bomba y del elemento suministrador de aire, alarmas y elementos de seguridad para aliviar presiones excesivas.

Todo sistema hidroneumtico opera con dos presiones:-Presin mnima: es conocida tambin como presin manomtrica y hace operar el equipo de bombeo. Esta presin es la suma de los siguientes factores: la altura de succin y las prdidas de energa en la tubera de succin de la bomba, las prdidas de energa en la tubera hasta la descarga ms alejada del hidroneumtico y la presin mnima de operacin requerida en la descarga ms alejada.-Presin mxima: es la presin mxima de operacin de la red hidrulica y detiene el equipo de bombeo. Esta presin es igual a la presin manomtrica ms la presin diferencial; esta presin no debe exceder el valor mximo establecido por el fabricante para evitar daos al tanque presurizado. La presin diferencia se calcula basndonos en el volumen de agua y aire ms adecuado, para obtener la mxima extraccin de agua posible, dejando siempre un nivel de agua no menor del 20% del tanque presurizado, llamado sello de agua, para poder mantener el aire comprimido siempre dentro de dicho tanque, sin que escape hacia la red de distribucin.

TIPOS DE TANQUES:Se diferencia por la forma constructiva y por los materiales utilizados. Estas diferencias lo hacen ms propicios para una u otra utilizacin. Adems de los materiales utilizados la diferencia ms notable que podemos marcar es en la utilizacin de una membrana para separar aire y agua. TANQUES SIN MEMBRANA: En la actualidad estos tanques son mayormente utilizados para uso naval o servicios pesados en la industria, sin dejar de satisfacer las necesidades de la presurizacin en construcciones de uso civil, sistemas contra incendio, riego, etc. Son construidos en chapa de acero (o acero inoxidable), el metal se protege en el interior con pintura epoxi que evita su deterioro al estar en contacto con el agua, cuando son equipos destinados para agua de consumo esta pintura debe ser toxica; en el exterior se la reviste con antioxidantes y pintura sintticas. El aire tambin est en contacto directo con el agua, lo que hace que poco a poco el volumen de aire dentro del tanque se vaya perdiendo. Esto se debe a que el agua tiene la capacidad de absorber aire (se ha comprobado que a 15 c y a una presin de 14.7 PSI, 21.28 dm2 de aire son absorbidos por cada m2 de agua). Cuentan con un visor de vidrio para visualizar el nivel de agua-aire dentro del tanque. Tienen otros orificios que se utilizan para colocar los manmetros, presostatos y vlvulas de seguridad. En los de mayor tamao se deja preparada una boca paso de hombre para poder ingresar dentro del mismo y realizar el mantenimiento de la pintura o Para mantener la cmara de aire, que en definitiva es el mecanismo que hace de tanta utilidad a estos tanques, se utilizan diversos mtodos o accesorios.Recuperacin mediante un compresor de aire:Cuando el automtico de nivel de aire lo indica el compresor es el encargado de reponer el aire, es importante la utilizacin de compresores sin aire o con filtros aptos para retener lubricantes que son nocivos cuando el agua es para consumo humano.Sistemas de generacin de burbujas de aire por Venturi: estos implementos son pequeos vasos cerrados que se colocan sobre un lado del tanque y poseen una conexin a la succin de la electrobomba, una esfera de goma en el interior del vaso es lo que interviene para que se formen globos de aire dentro del tanque al detenerse la bomba. Otros sistemas similares utilizan tambin un tubo Venturi a la salida bomba generando pequeas burbujas que se acumulan dentro del tanque.En ambos casos hay una segunda vlvula que expele el excedente de aire.Vaciado y llenado del tanque: la funcin ms sencilla pero requiere de un tiempo de parada (inutilizacin) importante para poder realizarlo.

TANQUES CON MEMBRANA Este tipo de tanques en los ltimos aos han ganado amplio terreno el mercado de la presurizacin domiciliaria tanto como en pequeas y medianas obras. Estn construidos en distintos materiales predominan los de chapa de acero, pero tambin los hay en acero inoxidable, zinc y materiales plsticos (polietileno reforzado con fibra de vidrio y resinas epxidicas). Los de chapa de acero que son los ms comunes estn en exterior recubiertos con un revestimiento de pintura epoxi, en su interior pueden tener el mismo revestimiento, polipropileno virgen u otros materiales no contaminantes que protegen la chapa. En todos los casos poseen una membrana interna que puede segn el fabricante y el uso para que han sido preparados, tener distinta disposicin dentro del tanque. Hay modelos que la membrana esta colocada como una bolsa que recibe y se llena con el agua, por lo que la chapa nunca se moja y queda protegida contra la corrosin; en otros modelos el tanque esta dividido en dos hemisferios y en la unin de estos casquetes o hemisferios est sujeta a la membrana central que contiene el aire mientras que el agua se ubica rodendola. Lo concreto es que en todos los casos la principal funcin de la membrana es evitar que el aire sea absorbido por el agua, evitando as los mecanismos descriptos con anterioridad. La durabilidad de las membranas en instalaciones bien construidas y con bajos niveles de sarro es de muchos aos.Los Equipos Hidroneumticos, estn diseados para aumentar la presin del agua en aquellos sitios donde se requiera, tanto en edificios, torres de deptos, residencias.Tambin para procesos industriales donde la presin del agua es importante.Los Equipos Hidroneumticos, se deben seleccionar de acuerdo al flujo y/o caudal de la Bomba y al diferencial de presin requerido para el correcto funcionamiento del Equipo

PARA SELECCIONAR UN SISTEMA HIDRONEUMATICO SE NECESITA DEFINIR: 1ro. Q (lpm o gpm)2do. CDT (mts. o pies)3ro. Presin (De acuerdo al clculo)4to. Rango de Trabajo (De acuerdo al clculo)5to. Modelo de bomba 6to. Capacidad del tanque

PARA CALCULAR LA CAPACIDAD DE UN EQUIPO HIDRONEUMATICO SE PUEDE UTILIZAR EL SIGUIENTE METODO

1. Se considera como un servicio de salida, cada lavamanos, regadera, inodoro, tina, lavaplatos, lavadora, conexin de manguera, etc.2. Una vez sumadas las salidas, se busca en la tabla el factor multiplicador de los servicios segn el tipo de edificio a servir.FACTORES MULTIPLICADORESPor el Nmero de Servicios o Salidas

Ejemplo:Un edificio de Departamentos (que tiene 4 pisos) hay 104 servicios o salidas. El Factor Multiplicador es = 0.33 La capacidad del equipo ser = 104 x 0.33 = 34.32 GPM Una salida es: 1 GPM = 3.785 Lt Entonces: 34.32 x 3.785 = 130 LpmEl diferencial de presin: (20-40 30-50 40-60 PSI) se selecciona de acuerdo a la altura mxima a que se encuentra cualquiera de las salidas y la presin con que se desea que salga el agua, de acuerdo a lo siguiente:20 PSI (lbs. / Pulg cuadrada) equivale a 14 mts. De altura30 PSI (lbs. / pulg cuadrada) equivale a 21 mts. De altura40 PSI (lbs. / Pulg cuadrada) equivale a 28 mts. De alturaDe acuerdo a lo anterior 1 PSI equivale a .7 mts de altura.En nuestro caso si el edificio de departamentos tiene 4 pisos (cada piso con un promedio de 3 mts.) se supone que puede existir una salida situada a 4 x 3 = 12 mts. Del nivel de donde se encuentra el equipo y se desea que el agua tenga en dicha salida una presin de 20 PSI (o sea 14 mts) entonces la presin del equipo debe ser de acuerdo al siguiente clculo:4 pisos edif. x 3 mts de altura = 12 mts +presin deseada 20 PSI x .7 = 14 mts. = 26 mts.26 /.7 = 37.0 PSI = Rango de trabajo 40 - 60 PSIAl calibrar el equipo a esta presin, aseguramos que en la salida ms alejada del Equipo Hidroneumtico, el agua salga a 20 PSI.Se recomienda instalar una vlvula reguladora de presin en cada piso.

V. METODOLOGA:

Para el desarrollo del presente trabajose us dentro de los aspectos metodolgicos de investigacin el mtodo de anlisis y sntesis de la bibliografa acerca del tema expuesto en el presente informe, adems de la cooperacin y trabajo grupal.

VI. RESULTADOS Y DISCUSIN:

Resumiendo todo lo estudiado podemos decir que un tanque hidroneumtico es aquel que almacena agua y aire a presin suministrado por un compresor, esto permite que el agua se encuentre a una presin suficiente para poder alimentar diversos ambientes de una edificacin.

Generalmente se usa este sistema en hospitales debido a que brinda buena presin de salida en los aparatos sanitarios permitiendo un buen arrastre y por ende limpieza.

Tambin es aplicable en lugares donde no se puede utilizar un tanque elevado y la presin de la red pblica no es suficiente o tiene mucha variacin durante el da.

Su instalacin es sumamente sencillo.

El tanque hidroneumtico es de suma importancia en equipos de presurizacin e incendio. Tambin es muy utilizado como tanque de expansin o para absorber los golpes de ariete.

El xito de un sistema hidroneumtico reside en relacionar convenientemente el equipo de bombeo adecuado y el tanque apropiado a las necesidades de cada caso. El tanque hidroneumtico posee mecanismos de seguridad, instrumentos de medicin y control, visores de nivel, etc. que posibilitan su funcionamiento correcto. En tanto que interiormente, contiene agua y aire sometidos a presin El xito de un tanque hidroneumtico reside en el tratamiento anticorrosivo con que ha sido construido y adems las normas bajo las cuales fue diseado

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

1. La mayor importancia del tanque hidroneumtico es que nos asegura el suministro de agua en todos los puntos.

2. La funcin principal del tanque hidroneumtico es la de operar como un pulmn de presin, el cul recibe en forma intermitente agua a regmenes de uso inadecuado para su uso directo y mediante el ciclo de compresin y expansin del aire que en su interior se encuentra, opera como colchn de aire, adaptando el agua a valores de caudal y presin rigurosamente establecidas por diseo que se adaptan adecuadamente para ser distribuidas mediante una instalacin sanitaria convencional.

3. La diferencia ms notable que podemos marcar en los tanques estudiados es en la utilizacin de una membrana para separar aire y agua. Los tanques sin membrana en la actualidad son mayormente utilizados para uso naval o servicios pesados en la industria, sin dejar de satisfacer las necesidades de la presurizacin en construcciones de uso civil, sistemas contra incendio, riego, etc. Son construidos en chapa de acero (o acero inoxidable); Mientras que los Tanques con membrana han ganado en los ltimos aos amplio terreno el mercado de la presurizacin domiciliaria tanto como en pequeas y medianas obras. Lo concreto es que en todos los casos la principal funcin de la membrana es evitar que el aire sea absorbido por el agua.

4. El mantenimiento de dicho tanque se podra resumir en:

Inspeccionar las tuberas de las bombas a la descarga (uniones, codos). Revisar las Vlvulas de Drenaje, Check, de Compuerta, etc., y cambiar las que no funcionen. Mantenimiento correctivo. Cambiar componentes, Cables cada 3 (tres) aos 9000 horas de trabajo. Verificar el funcionamiento de los manmetros antes y despus de la bomba. Cambio de bobinas cada ao de servicio. Revisin del motor: Verificacin de su consumo elctrico (Amperaje, Voltaje, Frecuencia) y su temperatura Externa. Limpieza pintura interior, purga general del tanque (pulmn) cada 7 (siete) 10 (diez) aos (si lo amerita) Consultar con el fabricante del mismo.

Ventajas:

Disminuir la cantidad de arranques de la bomba la cual hace menos notorias las variaciones de presin leves en instalaciones variaciones de consumo (golpe de ariete).

Reducir los golpes de ariete, as como tambin reduce las bruscas variaciones de presin

Permitir la correcta regulacin de presostatos puesto que tenemos menos oscilaciones y por ende obtendremos lecturas ms precisas.

Nos permite construir edificios ms econmicos puesto que al eliminar el tanque elevado de la estructura de la construccin puede ser mucho ms liviana; la presin efectiva es superior y mejora el rendimiento de lavadoras, filtros, rpido llenado de depsitos de inodoros filtros, duchas ms confortables, etc.

Desventajas:

Una de las desventajas ms notables en estos sistemas es el uso de energa elctrica, ya que el sistema depende por completo de ella, y al no haber corriente el servicio de agua se detiene por completo.

Otra de las desventajas es la falta de agua en las tuberas a causa del mal servicio, falta o corte del mismo, aunque este problema puede resolverse de varias formas, como son el uso de cisternas subterrneas o tinacos a nivel del suelo para tener una reserva aceptable y mantener continuo el flujo de agua sin importar el servicio externo.

VIII. Bibliografa:

http://www.distribuidorac.com.mx/capacitaciones/VAL49.pdf

http://www.guiadebombas.com/pdf/notastecnicas/sep_2008.pdf

http://www.sabatinibombas.com.ar/servi_tecnico/TanquesHidroneumaticos.pdf

Tanque Hidroneumtico6