Producto Final Anexo No. 4 Estación de Bombeo - car.gov.co · ESTACIÓN DE BOMBEO HAZEN AND SAWYER, P.C. │ NIPPON KOEI pérdidas de energía locales y por fricción que se generan

CAR

ESTACIÓN DE BOMBEO HAZEN AND SAWYER, P.C. │ NIPPON KOEI

Producto Final – Anexo No. 4

Estación de Bombeo

Producto Final Julio 2011

Anexo No. 4

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TABLA DE CONTENIDO

ESTACIÓN DE BOMBEO

Introducción .................................................................................................................................. 1

1. Criterios de Diseño del Sistema de Cribado ........................................................................ 1

2. Planos Relacionados ........................................................................................................... 2

3. Tecnología Seleccionada ..................................................................................................... 3

3.1. Formulación y Análisis de Alternativas ................................................................................. 5

4. Esquema Recomendado por El Consorcio ........................................................................ 18

4.1. Configuración Vertical Versus Horizontal ........................................................................... 20

4.2. Operación del Sistema ....................................................................................................... 22

4.3. Armónico ............................................................................................................................. 26

4.4. Medidores de Caudal .......................................................................................................... 26

4.5. Válvulas sifón ...................................................................................................................... 27

4.6. Características del Esquema Recomendado ..................................................................... 28

5. Aparte Técnico ................................................................................................................... 28


Anexo No. 4

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LISTA DE TABLAS

Tabla No. 1 Condiciones iniciales de diseño ................................................................................... 1

Tabla No. 2 Cotas de nivel de agua ................................................................................................. 2

Tabla No. 3 Lista de Planos Relacionados a la Estación de Bombeo ............................................. 2

Tabla No. 4 Modulación y características de las bombas .............................................................. 4

Tabla No. 5 Alternativas de número de unidades de bombeo........................................................ 5

Tabla No. 6 Costo de obra civil. Propuesta Consorcio ................................................................. 10

Tabla No. 7 Costo de equipos y accesorios. Propuesta Consorcio ............................................. 11

Tabla No. 8 Costo de Operación Alternativas. Propuesta Consorcio ........................................... 12

Tabla No. 9 Costo de Mantenimiento Alternativas. Propuesta Consorcio .................................... 13

Tabla No. 10 Evaluación económica. Alternativa disposición horizontal. Propuesta Consorcio .. 13

Tabla No. 11 Evaluación económica. Alternativa disposición vertical. Propuesta Consorcio ...... 14

Tabla No. 12 Evaluación económica. Alternativa con disposición horizontal. Norma NS-097 ..... 16

Tabla No. 13 Evaluación económica. Alternativa con disposición vertical. Norma NS-097 ......... 17

Tabla No. 14 Comparación costos de esquemas. Propuesta Consorcio y según Norma NS-079

............................................................................................................................................... 18

Tabla No. 15 Estimativo de costos Alternativas propuesta Consorcio. USD ............................... 19

Tabla No. 16 Variadores de Frecuencia Típicos .......................................................................... 23

Tabla No. 17 Niveles de operación de la Estación de bombeo ..................................................... 24

Tabla No. 18 Reducción en la altura estática por el uso de la válvula de sifón ............................ 27


Anexo No. 4

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Introducción

El 3 de mayo de 2010 se presentó el informe técnico titulado “Estación de Bombeo para la

Fase II de la PTAR El Salitre”. En varios talleres se han tenido discusiones sobre la

configuración de la estación de bombeo, el número de bombas y el tipo de controladores. El

24 de junio de 2010 se presentó el informe técnico sobre la evaluación de la configuración

vertical versus la configuración horizontal para las bombas de flujo mixto en donde se

abordaron temas fundamentales para esta configuración.

A continuación se resume el ejercicio del planteamiento y análisis de alternativas teniendo

en cuenta los documentos anteriores y las observaciones surgidas con posterioridad al

documento entregado el 26 de julio de 2010 (Memorando 26100-2010-356 de la CAR), en

el que se solicita, entre otros aspectos, tener en cuenta la Norma NS-097 “Criterios de

diseño de estaciones de bombeo” del Acueducto de Bogotá.

Esta versión del documento da alcance a dichas solicitudes, sin embargo conviene

mencionar que el Consultor presenta y analiza el esquema alternativo que se ha venido

manejando, en virtud de su experiencia en sistemas de similar tamaño y características de

otras partes del mundo que reportan beneficios económicos significativos en la

construcción, operación y mantenimiento.

1. Criterios de Diseño del Sistema de Cribado

La estación de bombeo está diseñada para manejar los siguientes rangos de caudal (ver

Tabla No. 1):

Tabla No. 1

Condiciones iniciales de diseño

Condiciones del Caudal Rango del Caudal m³/s

Mínimo (años iniciales) 2,65 +/-

Promedio 7,0

Máximo 14,0

Nota: El sistema permitirá variaciones del caudal mínimo hasta de -1.0 m³/s.

Las rejillas gruesas y finas están localizadas aguas arriba de las bombas afluentes, su

función es la de remover residuos mayores a 6 mm de diámetro. Las ubicaciones físicas de

las cotas del nivel del agua son las siguientes (ver Tabla No. 2):


Anexo No. 4

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Tabla No. 2

Cotas de nivel de agua

Parámetro Nivel (m)

Solera del interceptor izquierdo (Punto de descarga) 38,14

Rango de operación normal en succión del bombeo

Máximo

Mínimo

40,20

38,20

Bomba de línea central (sumergida según NPSH) 37,14

Nivel del agua en el canal de descarga de las bombas

a Q= 14 m³/s 48,15 +/-

(¹)

Nota: El perfil hidráulico inicial está sujeto a un ajuste menor.

2. Planos Relacionados

La Tabla No. 3 describe los planos del diseño de referencia relacionados al proceso de

cribado, los cuales se pueden observar en el Anexo No. 4.1.

Tabla No. 3

Lista de Planos Relacionados a la Estación de Bombeo

Número Nombre

M – 07 Trabajos de Cabecera – Planta de Localización

M – 09 Estructura de By-pass, Cribado y Área de Cribado – Planta

M – 10 Estructura de By-pass, Cribado y Área de Cribado – Planta El. 40

M – 11 Estructura de By-pass, Cribado y Área de Cribado - Sección

M – 12 Canales de Rejillas Gruesas y Finas – Detalle

M – 13 Estación de Bombeo (Configuración Bombas de eje Vertical) – Planta

M – 14 Estación de Bombeo (Configuración Bombas de eje Vertical) – Secciones – Hoja 1

M – 15 Estación de Bombeo (Configuración Bombas de eje Vertical) – Secciones – Hoja 2

M – 16 Detalles – (Configuración Vertical) Toma en la Succión de las Bombas - Detalles

M – 17 Estación de Bombeo – Bombas de Eje Horizontal (Alternativa) Planta Inferior

M – 18 Estación de Bombeo – Bombas de Eje Horizontal (Alternativa) Planta Superior

M – 19 Estación de Bombeo – Bombas de Eje Horizontal (Alternativa)

Secciones - Hoja 1


Secciones - Hoja 2


Anexo No. 4

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3. Tecnología Seleccionada

En el memorando técnico entregado el pasado 3 de Mayo de 2010 se presentó el análisis

para la selección del tipo de bomba más conveniente para la Estación de Bombeo de Agua

Residual, EBAR, El Salitre, que se reseña brevemente a continuación.

En principio se considera cuatro tipos de bombas:

Bombas de tornillo de Arquímedes

Bombas de flujo mixto o eje vertical

Bombas sumergibles

Bombas centrífugas de flujo mixto

Las bombas de tornillo se descartaron debido a que la instalación con unidades en una sola

etapa no cumple con la altura requerida para elevar el agua entre 11 y 13 metros por el

riesgo de flexión o arqueo. Para alcanzar esta altura, la estación requiere dos niveles, lo

cual a primera vista encarece significativamente el costo de la instalación y de la obra civil.

Además este tipo de bombas agita mucho el agua residual liberando ácido sulfhídrico. Por

lo anterior no se recomienda este tipo de bombas.

Las bombas de flujo mixto o eje vertical trabajan bastante bien con aguas residuales

aunque ciertos elementos como trapos o materiales de tela pueden quedar atrapados en el

eje. A pesar de lo anterior, su capacidad es limitada, por ello los fabricantes no

recomiendan su uso para un proyecto como el de la EBAR El Salitre.

Las bombas sumergibles son adecuadas para el bombeo de aguas residuales, sin

embargo, el fabricante de este tipo de equipos, ITT Water & Wastewater (FLYGT) confirmó

que sus bombas no cumplen con los requerimientos de la EBAR Salitre, por lo que ha

propuesto unas bombas sumergibles del tipo FLYGT C3800. El anterior proveedor segura

entregar criterios de diseño de estas unidades con sus dibujos y costos estimados para

evaluarlas dentro de los requerimientos de la PTAR El Salitre. Dada la incertidumbre y el

plazo indefinido del ofrecimiento se descarta este tipo de bomba.

Por su parte, las bombas centrífugas de flujo mixto con altas capacidades se han usado en

el manejo de agua residual en las últimas 6 décadas con éxito en el mundo entero y existen

varios fabricantes que las pueden suministrar.

Teniendo en cuenta todo lo indicado antes, se considera que las bombas centrífugas son

las más adecuadas a utilizar en el montaje de la EBAR El Salitre.


Anexo No. 4

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En el Anexo 4.2 se incluye el brochure y la oferta actualizada de “ITT FLYGT” con el

presupuesto y las curvas características de las bombas, cuyos datos de cada bomba se

encuentran resumidos en la Tabla No. 4 y se describen con más detalle en numerales

siguientes del informe:

Tabla No. 4

Modulación y características de las bombas

Modelo 36”x36” 42”x42” 48”x48”

Caudal (m³/s) 2,65 3,8 5,0

Altura dinámica, TDH, – m 13,1 13,1 14,3

Motor HP

(kw)

600

(448)

900

(634)

1200

(895)

Presupuesto por bomba US$500.000 US$600.000 US$700.000

Factor de Instalación 1.4 1.4 1.4

Costo de Instalación por bomba US$700.000 US$840.000 US$980.000

Presupuesto por motor US$500.000 US$603.000 US$711.000

El factor de instalación incluye la adecuación de los materiales, pruebas, despacho,

almacenamiento, instalación, pruebas de campo, repuestos, manuales de operación,

mantenimiento y entrenamiento. El costo de instalación por unidad se puede usar para las

bombas verticales u horizontales.

Las cotizaciones de los costos que aquí se resumen se encuentran consignadas en el

Anexo 4.2.

Con relación a la modulación de los caudales que dan lugar a la selección de los tres

equipos de bombeo relacionados, éstos corresponden a tres tipos de unidades asociados a

unas alturas dinámicas y unos caudales de operación determinados. Estos últimos

obedecen a la modulación establecida a partir del caudal mínimo de manera que la bomba

de menor tamaño (36” x36”) coincida con éste, en tanto que los siguientes tamaños de

bombas son 1,5 y 2 veces dicho caudal aproximadamente, según la disponibilidad de

equipos en el mercado.

La altura dinámica del cuadro anterior obedece a un estimativo desarrollado por El

Consorcio teniendo presente el esquema de instalación de tipo vertical del Plano M – 14, el

cual sirve como punto de arranque para la selección de equipos, que luego serán ajustados

a las condiciones particulares de las alternativas de instalación según la curva de operación

del sistema resultante en cada caso. La altura dinámica incluye la altura estática y las


Anexo No. 4

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pérdidas de energía locales y por fricción que se generan en la succión y la impulsión del

mencionado esquema.

3.1. Formulación y Análisis de Alternativas

El objetivo del ejercicio de formulación y análisis de las alternativas de instalación consiste

en definir el tipo de conformación del montaje de equipos y motores (de eje vertical u

horizontal), el número de unidades bombeo óptimo y finalmente, en determinar las

características geométricas más adecuadas para la PTAR El Salitre.

3.1.1. Número de Unidades de Bombeo

Según la modulación de caudales establecida anteriormente, se plantea la siguiente

combinación de equipos de bombeo para atender el caudal de diseño definido según los

criterios de diseño al inicio del capítulo.

Tabla No. 5

Alternativas de número de unidades de bombeo

ALTERNATIVA

MODELO DE BOMBA

Capacidad neta (m

3/s) 36" x 36" 42" X 42" 48" x 48"

Operación Suplencia Operación Suplencia Operación Suplencia

1 6 2 15,90

2 3 1 2 1 15,55

3 2 1 2 1 15,30

4 4 2 15,20

* Capacidad neta por alternativa según valores iniciales de capacidad por bomba Tabla No. 3.

Geometría de la estación de bombeo

Para la determinación de la configuración más adecuada, vertical u horizontal se hace el

análisis a partir de la configuración propuesta por El Consorcio de acuerdo con su

experiencia en la formulación y desarrollo de proyectos que se han llevado a cabo con éxito

en otras partes del mundo.

En segunda instancia, se hace el mismo ejercicio a partir del esquema resultante de aplicar

los criterios de la Norma NS-097 “Criterios de diseño de estaciones de bombeo de

alcantarillado” del Acueducto de Bogotá.


Anexo No. 4

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3.1.2. Geometría y Características del Esquema Formulado por El Consorcio

La geometría del esquema de ensamble de equipos y máquinas formulado por El Consorcio

se muestra en los Planos M-09 al M-20, correspondientes a la disposición vertical y

horizontal de las bombas y motores.

Se destacan los siguientes elementos en la disposición vertical (ver Planos M-09 a M-16):

Compuerta tipo stop-log instalada en el canal de acceso a la zona de succión

para el corte del flujo.

Una compuerta deslizante a la entrada de la succión.

Una succión con codo de sección variable rectangular a circular suministrada por

el fabricante de la bomba (ver Plano M-16).

Ampliación concéntrica a la salida de la bomba en la impulsión.

Codos para cambio de dirección en el tramo vertical. Uno inferior al inicio del

tramo vertical y otros dos en el tramo horizontal superior.

Una válvula de sifón que permita la eliminación de aire en el llenado de la

columna y entrada de aire en la detención del equipo.

En la disposición horizontal (ver Planos M-17 a M-20):

La entrada a la bomba se hace por medio de un codo instalado en el pozo de

succión.

Una reducción excéntrica en la succión.

Una unión de desmontaje tipo Dresser en la succión.

Una válvula de corte de flujo en la succión.

Una ampliación concéntrica en la impulsión.

Codos para cambio de dirección en el tramo vertical y horizontal de la impulsión

similar al esquema vertical.

Válvula de sifón en la parte superior de la impulsión.


Anexo No. 4

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Cada tipo de instalación requiere el acomodamiento de las bombas y motores, lo cual

determina las dimensiones del recinto o pozo seco de la estación.

En cualquier caso los motores requeridos son de gran tamaño y requieren de un proceso de

fabricación especial, es decir que no cuentan con disponibilidad inmediata.

Por tal razón, cabe destacar que la disposición vertical presenta el motor instalado en un

nivel superior al de la bomba, alineado con ésta y unido por medio de un eje tipo cardan de

unos 6,5 m de longitud, que permite que el motor quede aislado de cualquier posibilidad de

inundación, eliminando la vulnerabilidad de la instalación ante esta eventualidad.

Por su parte, la disposición horizontal presenta el motor al mismo nivel de la bomba que

favorece el mantenimiento de la instalación, pero no reduce totalmente la vulnerabilidad del

sistema ante inundaciones.

También se resalta el uso de la válvula sifón que permite darle continuidad a la columna de

agua durante el llenado del tramo horizontal superior, que hace que ese elemento opere

como un sifón, reduciendo la altura estática de la instalación.

En los dos esquemas, el mantenimiento de la bomba se hará vaciando la columna de agua,

bien sea por el pozo húmedo una vez se cierren las compuertas stop log y sea drenado el

volumen de agua acumulado allí por medio de una bomba sumergible portátil, siendo este

el procedimiento más seguro. Eventualmente, aunque es un procedimiento menos seguro,

se podrá hacer con el cierre de la compuerta o la válvula de la entrada a la succión, para

vaciar la columna desde el tramo horizontal superior de la impulsión después de retirar la

unión Dresser e introduciendo una bomba portátil.

El golpe de ariete será soportado por la resistencia estructural de la tubería y la bomba y

será amortiguado por el volumen del pozo de succión que fluctuará en el evento. El motor

estará protegido contra el giro inverso por medio un mecanismo tipo Rachet, que impide el

retroceso del elemento.

Cálculos hidráulicos

En el Anexo No. 4.3, se encuentran los cálculos hidráulicos que permiten determinar la

altura dinámica del sistema en cada alternativa, teniendo en cuenta la altura estática, las

pérdidas de energía locales y las de fricción. Se reitera en este caso el beneficio del uso de

la válvula sifón que permite reducir la altura estática en 1,50 m aproximadamente.

La altura total dinámica, TDH, se define por la siguiente expresión:

Donde:

hHTDH est


Anexo No. 4

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Hest es la altura estática, definida por la diferencia entre el nivel de máxima descarga,

cota 2549,70 m.s.n.m, que corresponde a la cota de flujo más alta que

requiere la PTAR Salitre para su operación (ver Plano M-14) y el nivel

mínimo en el pozo de succión, 2.538,20. La altura estática es 11,50 m. La

cota más alta del flujo se definió sobre el eje del codo de descarga de la

tubería dejando de ½ a 1 diámetro desde la batea hasta el nivel de agua en

la descarga a fin de garantizar la operación del sifón, ver detalle de la

descarga en la Figura del Anexo 4.3.

SDh es la sumatoria de las pérdidas de energía por fricción y las locales en los

accesorios de succión y descarga.

Las pérdidas se calculan por medio de la ecuación de Darcy-Weisbach con la siguiente

expresión con base en un coeficiente que afecta la altura de velocidad del flujo:

En donde,

k es el coeficiente de pérdidas por fricción o por pérdidas locales, adimensional,

v es la velocidad del flujo, m/s,

g es la aceleración de la gravedad, m/s²

A su vez, el coeficiente k por fricción para las tuberías se determina con la siguiente

expresión:

El coeficiente de fricción f para la tubería de acero se calcula aplicando la Ley de tuberías

rugosas.

Donde:

g

vkhaccesorio

2

2

D

Lfktuberia

74.12

log21

ks

D

f


Anexo No. 4

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Ks es la rugosidad de la tubería, m

D es el diámetro de la tubería, m

Así la altura total dinámica, TDH, se presenta para cada caso en el Anexo No. 4.3. Los

cálculos de las constantes de pérdidas, k; y las pérdidas en la línea se encuentran también

en dicha sección.

Evaluación económica de alternativas

En consideración de las anteriores características se realizó la evaluación económica de

alternativas a partir de los siguientes criterios. Se discriminan los costos de inversión como

son la obra civil y los equipos electromecánicos, los costos de operación y los de

mantenimiento.

La evaluación de costos se hará en términos de valor presente neto a un periodo de 25

años y a una tasa de descuento del 12%, usual en este tipo de proyectos.

Costos de inversión

Obra civil

El costo de la obra civil se establece a partir del desarrollo de un esquema típico de ocho

bombas, con el que se obtiene un valor promedio por unidad de bombeo, cuyo índice se

aplica al número de unidades que requiere cada alternativa analizada.

Este análisis contempla básicamente la construcción de las placas de piso y de techo, así

como de los muros. Para la placa de fondo se considera un espesor de 2,70 m y para las

superiores 0,50 m, teniendo en cuenta que para la configuración horizontal ésta tiene un

cubrimiento del 30% del área en tanto que para la configuración vertical la extensión de

esta placa es total. El área de las placas contempla el espacio requerido por cada bomba

más las áreas de aislamiento para operación interna.

Para los muros se ha adoptado un espesor promedio de 1,20 m y se considera un tabique

intermedio para conformar dos cámaras independientes y simétricas para alojar cada grupo

de bombas. El precio unitario del concreto reforzado para la construcción de los muros y

placas es de USD 500/m³.

La cimentación juega un papel muy importante dado que está constituida por pilotes de

0,60 m de diámetro de 50 m de profundidad, con una densidad de 6,25 m²/pilote, y a razón

de USD 125 por metro de construcción de pilote.


Anexo No. 4

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Bajo estos criterios de costos y la geometría de una instalación con 8 unidades de bombeo

se obtuvo un valor índice de obra civil de USD 684 240/unidad para disposición horizontal y

USD 444 271/unidad para disposición vertical.

Dado que las dimensiones de la estación de bombeo tienen efecto sobre la amplitud de la

transición localizada aguas arriba y especialmente en la cimentación de dicha estructura, se

ajusta el valor obtenido para el pozo seco en un 25% para tenerlo en consideración.

Tabla No. 6

Costo de obra civil. Propuesta Consorcio

ALTERNATIVA

COSTO

(USD)

HORIZ 1H 6.842.398

HORIZ 2H 5.987.098

HORIZ 3H 5.131.798

HORIZ 4H 5.131.798

VERT 1V 4.442.710

VERT 2V 3.887.371

VERT 3V 3.332.033

VERT 4V 3.332.033

Costo de equipos y accesorios

El costo de los equipos se establece con base en las cotizaciones recibidas del fabricante.

Se considera el conjunto bomba motor con un factor adicional para instalación de 40%, que

tiene en cuenta los materiales, pruebas, despacho, almacenamiento, instalación, pruebas

de campo, repuestos, manuales de operación y mantenimiento y entrenamiento.

Los equipos cotizados pueden ser utilizados tanto en instalación vertical como horizontal

según informa el Fabricante. Las cotizaciones se encuentran en el Anexo No. 4.3 del

informe.

En cuanto a los elementos de la instalación eléctrica se consideran similares en cualquier

caso por las potencias que requieren. Sin embargo, en el análisis se introducen los

variadores de frecuencia para la operación de las bombas que tienen un valor importante,

similar al de las bombas, pero que reportan beneficios en términos de reducción del


Anexo No. 4

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consumo de energía por la optimización de la operación de los equipos de bombeo. En este

análisis se considera un variador por cada unidad de bombeo.

Tabla No. 7

Costo de equipos y accesorios. Propuesta Consorcio

ALTERNATIVA COSTO INVERSIÓN INICIAL (US $)

1H 16.744.000

2H 15.931.874

3H 15.161.538

4H 15.119.748

1V 16.800.000

2V 15.985.200

3V 15.212.400

4V 15.170.400

H = disposición horizontal

V = disposición vertical

Costos de operación

Los costos de operación básicamente están definidos por el costo de la energía consumida

durante el período de análisis. Para ello, se ha considerado un valor de la energía a razón

de USD 0,12/kw-h.

La energía consumida en el periodo de análisis de 25 años, se determina aproximadamente

con base en el caudal medio de la instalación, 7 m³/s, multiplicado por un factor de 1,2 para

tener en cuenta las variaciones estacionales a lo largo del año.


Anexo No. 4

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Tabla No. 8

Costo de Operación Alternativas. Propuesta Consorcio

ALTERNATIVA COSTO DE

OPERACIÓN ANUAL (US $)

COSTO DE OPERACIÓN (US $)

1H 1.242.424 9.744.501

2H 1.242.424 9.744.501

3H 1.257.196 9.860.360

4H 1.253.576 9.831.969

1V 1.242.424 9.802.988

2V 1.242.424 9.802.988

3V 1.257.196 9.843.997

4V 1.253.576 9.812.763

Costos de mantenimiento

Los costos de mantenimiento se evalúan con un valor anual, porcentualmente sobre el valor

de los equipos con un factor del 10% para instalaciones de tipo horizontal, 11% para

instalaciones de tipo vertical en razón de la presencia del eje de 6,50 m de longitud

aproximadamente y 13% para combinaciones de equipos de distinta capacidad, tanto en

disposición horizontal como vertical.

Para determinar estos porcentajes se tuvo en cuenta la información utilizada en el proyecto

Diseño de Ingeniería Básica del Interceptor Tunjuelo Canoas, Producto 4, realizado por el

Consorcio HMV-IEHG en el año 2007 para el Acueducto de Bogotá, en el que se definieron

las características de la EBAR Canoas de 38.5 m3/s; y además, se tuvieron en cuenta las

recomendaciones del fabricante de los equipos, ITT de Colombia, habida cuenta de su

experiencia a nivel internacional con equipos de esta magnitud.


Anexo No. 4

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Tabla No. 9

Costo de Mantenimiento Alternativas. Propuesta Consorcio

ALTERNATIVA COSTO MANTENIMIENTO (USD)

1H 13.132.552

2H 16.244.268

3H 15.458.827

4H 11.858.629

1V 14.494.121

2V 16.298.639

3V 15.510.686

4V 13.088.191

El resumen de la evaluación económica se presenta en las siguientes Tablas.

Tabla No. 10

Evaluación económica. Alternativa disposición horizontal. Propuesta Consorcio

ITEM Alternativa

1H 2H 3H 4H

Costos equipos de bombeo 16.744.000 15.931.874 15.161.538 15.119.748

Costos obra civil 6.842.398 5.987.098 5.131.798 5.131.798

Costo inversión inicial 23.586.398 21.918.972 20.293.336 20.251.546

Costo operación: 9.744.501 9.744.501 9.860.360 9.831.969

Costos mantenimiento: 13.132.552 16.244.268 15.458.827 11.858.629

Costo total: 46.463.451 47.907.741 45.612.523 41.942.144

% sobre la más económica 112,2% 115,7% 110,2% 101,3%


Anexo No. 4

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Tabla No. 11

Evaluación económica. Alternativa disposición vertical. Propuesta Consorcio

ITEM Alternativa

1V 2V 3V 4V




Costo operación: 9.744.501 9.744.501 9.860.360 9.812.763


Costo total: 45.481.332 45.915.712 43.915.478 41.403.387


Nota: El sufijo H hace referencia a las alternativas con disposición horizontal.

V indica alternativa con disposición vertical.

De las cifras anteriores se concluye que la alternativa más conveniente desde el punto de

vista económico es la alternativa 4 con disposición vertical, seguida de la disposición

horizontal. Esta alternativa corresponde a la instalación de 4 bombas de 42”x 42” más 2

unidades de suplencia del mismo tipo, una en cada recinto del pozo seco, para un total de 6

unidades instaladas. Esta resulta más conveniente que las que combinan distintos tamaños

de bombas o la que utiliza solo bombas de 36” x 36”, que presentan costos mayores entre

un 6%y 15%.

También se concluye del ejercicio que es conveniente solicitar curvas características que se

acomenden mejor a la necesidad del sistema en cuanto a caudal y altura dinámica de

manera que se obtengan eficiencias entre el 88 y 90%, lo cual redunda directamente en los

costos de operación. Se estima que este efecto puede implicar una reducción en dichos

costos estimados del orden del 3 al 5%.

3.1.3. Geometría y Características del Esquema Considerando la Norma NS-097

Como se mencionó anteriormente, a continuación se presenta un ejercicio de evaluación

similar al anterior teniendo presente la norma de diseño de estaciones de bombeo de

alcantarillado del Acueducto de Bogotá. En seguida se citan los principales parámetros que

solicita la norma y que tienen efecto directo sobre el comportamiento hidráulico, las


Anexo No. 4

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operaciones de mantenimiento y control, así como la geometría de la estación y por

consiguiente sobre el costo de la estación.

La succión debe contar con los siguientes elementos:

Una válvula de compuerta tipo cuchilla de vástago ascendente.

Una unión de desmontaje tipo Dresser o equivalente.

Una reducción excéntrica.

Un codo de 90 grados de radio corto con brida en un extremo para conectar

por la parte inferior de la bomba. Esto implica el uso de una bomba de tipo

sumergible.

El diámetro de la tubería de succión, accesorios y válvulas, será determinada

de tal manera que la velocidad del fluido en ella no sea mayor a 2 m/s.

La descarga empezará a la salida de la bomba y contará con los siguientes elementos:

Una ampliación concéntrica con brida en un extremo para conectar a la brida de

la descarga de la bomba.

Una válvula anti-retorno “cheque” tipo bola instalada en posición horizontal.

Una unión de desmontaje tipo Dresser o similar.

Una válvula de compuerta tipo cuchilla de vástago ascendente, instalada en

posición horizontal.

Tubería y accesorios de descarga.

Con estas características se elaboró un esquema básico que permitiera patronar el tamaño

de la obra civil y realizar los cálculos hidráulicos con base en la disposición de los

elementos de control solicitados. La norma no especifica nada sobre la conveniencia del

tipo de montaje, sea horizontal o vertical; de cualquier forma se hace el ejercicio para las

dos configuraciones.

Desde el punto de vista hidráulico se mantienen los niveles mínimo y máximo en el pozo de

succión y se establece el nivel de bombeo en el punto más alto de la instalación en la cota

2.551,15 msnm, con lo cual la altura estática es igual a 12,95 m. El punto más alto de la

instalación se definió por encima del eje de la tubería horizontal previendo la energía para


Anexo No. 4

CAR Página 4-16


que haya escurrimiento a flujo libre hacia el codo de descarga, dejando un margen entre 1,5

y 2 diámetros desde la batea hasta el nivel de agua en el canal receptor de manera que

permita el desarrollo del codo y la aireación en la descarga, ver detalle en la Figura del

Anexo 4.4.

Bajo estos criterios de costos y la geometría de una instalación con 8 unidades de bombeo

se obtuvo un valor índice de obra civil de USD 869 164/unidad para disposición horizontal y

USD 708 112/unidad para disposición vertical.

Las memorias de cálculo hidráulico se presentan en el Anexo No. 4.4.

Tabla No. 12

Evaluación económica. Alternativa con disposición horizontal. Norma NS-097

ITEM Alternativa

1H 2H 3H 4H




Costo operación: 10.693.602 10.693.602 10.751.095 10.225.131


Costo total: 59.054.104 61.106.141 58.153.834 52.715.176



Anexo No. 4

CAR Página 4-17


Tabla No. 13

Evaluación económica. Alternativa con disposición vertical. Norma NS-097

ITEM Alternativa

1V 2V 3V 4V




Costo operación: 10.633.176 10.633.176 10.707.486 10.113.875


Costo total: 59.231.167 59.744.216 57.005.064 53.071.545


La tendencia en el resultado que se presenta en las Tablas No. 12 y No. 13, es similar al

ejercicio realizado con el esquema propuesto por el Consorcio en cuanto a que la

alternativa más favorable corresponde a la 4, sin embargo el esquema horizontal es

ligeramente más económico, seguido del vertical; las demás alternativas están por encima

de la más económica entre un 8% y 16%.

La tabla siguiente muestra la comparación entre los costos obtenidos con cada esquema de

estación de bombeo según la propuesta del Consorcio y el ajustado a la norma NS-097.


Anexo No. 4

CAR Página 4-18


Tabla No. 14

Comparación costos de esquemas. Propuesta Consorcio y según Norma NS-079

ITEM Alternativa

1H 2H 3H 4H

PROPUESTA CONSORCIO 46.463.451 47.907.741 45.612.523 41.942.144

SEGÚN NORMA NS-097 59.054.104 61.106.141 58.153.834 52.715.176

DIFERENCIA 12.590.653 13.198.401 12.541.311 10.773.032

DIFERENCIA PORCENTUAL 27,1% 27,5% 27,5% 25,7%

ITEM Alternativa

1V 2V 3V 4V

PROPUESTA CONSORCIO 45.539.819 45.974.198 43.899.116 41.403.387

SEGÚN NORMA NS-097 59.231.167 59.744.216 57.005.064 53.071.545

DIFERENCIA 13.691.348 13.770.017 13.105.948 11.668.158

DIFERENCIA PORCENTUAL 30,1% 30,0% 29,9% 28,2%

Nota: H hace referencia a las alternativas con disposición horizontal.

V indica alternativa con disposición vertical.

Las cifras de la Tabla anterior reflejan que el esquema propuesto por el Consorcio permite

ahorros alrededor del 28%, lo que representa un promedio aproximado de USD12,7

millones. Lo anterior a pesar de que las curvas características de las bombas se acomodan

mejor al esquema de instalación ajustado a la NS-097, y por lo tanto se trabaja con

eficiencias cercanas al tope de la curva. Los ahorros se perciben en todos los rubros del

presupuesto de análisis.

4. Esquema Recomendado por El Consorcio

A partir del anterior análisis se concluye que los costos del esquema propuesto por el

Consorcio son bastante menores que los obtenidos con el esquema ajustándose a la norma

NS-097.


Anexo No. 4

CAR Página 4-19


Las diferencias obedecen al menor consumo de energía y al menor costo de la obra civil en

virtud del esquema simplificado que propone el Consorcio, que suprime elementos de

control en la succión e impulsión proporcionando de todas formas una operación segura. A

su vez los costos de mantenimiento son ligeramente mayores en el esquema propuesto por

el Consorcio, sin embargo, éste se ve compensado ampliamente con los demás rubros del

proyecto.

La estación de bombeo de 6 unidades de 42” x 42” fue la configuración recomendada

debido a los costos y se recomienda dejar espacio para 2 futuras unidades, una por cada

recinto de la caseta de bombas, con lo que se tendría espacio para 8 unidades, similar al

mostrado en el Anexo No. 4.2, Plano M – 15.

El costo de la alternativa recomendada sin contemplar las unidades adicionales se presenta

en la siguiente Tabla, que incluyendo los costos de administración, utilidad e imprevistos.

Tabla No. 15

Estimativo de costos Alternativas propuesta Consorcio. USD

ITEM Alternativa 4H Alternativa 4V

Costos equipos de bombeo 15.119.748 15.170.400

Costos obra civil 5.131.798 3.332.033

Costo inversión inicial 20.251.546 18.502.433

Costo operación: 9.831.969 9.812.763

Costos mantenimiento: 11.858.629 13.088.191

Subtotal Costos: 41.942.144 41.403.387

Administración y utilidad (18%) 7.549.586 7.452.610

Imprevistos (30%) 12.582.643 12.421.016

Total Costos 62.074.373 61.277.013

% sobre la más económica 101,3% 100,0%

Nota: El estimativo de costo no incluye la instalación eléctrica.


Anexo No. 4

CAR Página 4-20


4.1. Configuración Vertical Versus Horizontal

La configuración recomendada es la de motores verticales localizados por encima del nivel

de desbordamiento del Rio Bogotá, localizados a una elevación de 2.545 msnm. El nivel

más alto del Rio Bogotá es de 2.542.98 m calculado para un periodo de retorno de 100

años. Los motores verticales estarán localizados en la parte superior del área de operación

de tal forma que son accesibles para el equipo de mantenimiento del Acueducto.

La diferencia en costo del sistema vertical respecto del horizontal en el esquema de

bombeo recomendado por el Consorcio, es apenas de un 1,3% en términos económicos,

aparentemente no resulta concluyente para el nivel de aproximación del ejercicio.

Sin embargo, existe un aspecto adicional que no está valorado económicamente en el

análisis que es la vulnerabilidad del sistema ante inundaciones, criterio que para el

Consultor es preponderante de acuerdo con la experiencia relatada en la Sección 5 del

presente Anexo, lo cual coincide con otras experiencias relatadas en el Taller No. 4 sobre

sistemas de bombeo de gran magnitud en otros sitios de Estados Unidos, que dieron lugar

al desarrollo industrial de las soluciones y al auge de las instalaciones de tipo vertical que

suprimen ese riesgo.

En el caso de que se instale el motor horizontal en un nivel inferior al nivel de operación de

las aguas residuales crudas, la cámara inferior estará siempre sujeta a inundarse por

debido a imponderables en la operación de las tuberías, válvulas, empaquetaduras o la

misma estructura.

Se pueden tomar las precauciones necesarias contempladas en las normas de diseño

vigentes de manera que reduzcan el riesgo al mínimo, pero la posibilidad de inundación no

se puede eliminar debido a problemas mecánicos, estructurales, errores humanos o

eventos naturales extremos.

Entre más grandes son los motores, mayor es su costo y más difícil su reposición por

aspectos de fabricación. El nivel inferior de la estación de bombeo está dividido en dos

cámaras independientes, según se acordó en desarrollo de los talleres de trabajo del

proyecto, esto con el fin de reducir el riesgo y asegurar que toda la estación de bombeo no

se pierda o quede inhabilitada debido a inundaciones.

Para reducir la vulnerabilidad de las instalaciones horizontales, se puede implementar un

mayor número de compartimientos o cámaras con la construcción de tabiques de

aislamiento y a la vez instalar motores con mayor especificación de impermeabilidad, lo que

resulta en estructuras más robustas. Lo anterior se traduce en un aumento de costos tanto

en la estructura como en los motores y redunda en los costos de mantenimiento, sin que se

elimine la vulnerabilidad del sistema


Anexo No. 4

CAR Página 4-21


Se solicitó realizar una evaluación costo/beneficio entre las bombas verticales y

horizontales, estas son las observaciones:

La disposición horizontal tiene un alto costo en su construcción debido a que su

estructura es muy grande.

La disposición horizontal requiere mayor ventilación para mantener ambiente seco

para los motores localizados en la parte inferior.

Las bombas verticales requerirán mayor mantenimiento para los ejes verticales y

rodamientos. El costo estimado de reposición es de USD126.000.

Los costos de mantenimiento para los motores verticales y horizontales deberían ser

de igual magnitud y es difícil de diferenciar entre estas dos configuraciones. Las

bombas verticales con rodamientos axiales tendrían que ser cambiadas con más

frecuencia. Los aspectos ambientales como la humedad y la concentración de

sulfuro de hidrogeno impactarán el mantenimiento y la vida útil del motor. Los

rodamientos del motor deben ser cambiados con el tiempo y esto afectara la vida

útil, los materiales, así como el monitoreo y mantenimiento adecuados.

La inundación es un criterio subjetivo y depende del riesgo que el Cliente esté

dispuesto asumir. El operador de la planta debe responder por la variación del

caudal (eventos en tiempos de lluvia) y los parámetros biológicos (temperatura,

variaciones de cargas, etc.) para que la operación diaria de la planta sea exitosa. Se

pierde potencialmente la mitad de la capacidad de la planta de bombeo del afluente

por un periodo prolongado debido a errores mecánicos, humanos o como resultado

de casos fortuitos. Estas situaciones la mayoría de las empresas conservadoras no

las tienen en cuenta en sus decisiones.

Un análisis de costo/beneficio mostraría (dependiendo de las hipótesis) que la

configuración del motor y bomba vertical es ligeramente más benéfica o equivalente

a la configuración horizontal.

La reducción del riesgo de los factores ambientales, sociales y políticos favorecen

la configuración de la bomba y el motor vertical.

De acuerdo con el anterior análisis y en concordancia con todos los elementos resultantes

del ejercicio económico de alternativas con configuración vertical y horizontal bajo el

esquema propuesto por El Consorcio suprimiendo algunos elementos de control y por otra

parte, con esquemas ajustados a los requerimientos de la Norma NS-097, El Consorcio

recomienda el esquema de disposición vertical básicamente porque elimina la

vulnerabilidad del sistema ante eventos de inundación sin perder seguridad operativa y de

mantenimiento.


Anexo No. 4

CAR Página 4-22


A continuación se presentan aspectos relacionados con la operación del sistema

recomendado por El Consorcio que tiene que ver con la operación del sistema y su acople

con el componente eléctrico.

4.2. Operación del Sistema

El sistema de control recomendado es un controlador de frecuencia variable (VFD), el cual

usa potencia electrónica para variar la frecuencia de la salida de energía al motor, de este

modo se regula la velocidad del mismo. La velocidad del motor (rpm) depende de la

frecuencia, es así que variando la salida de la frecuencia del VFD se controla la velocidad

del motor.

El variador de frecuencia ofrece las siguientes ventajas:

Ahorro de energía.

Motor de arranque de bajo consumo de corriente.

Reducción del estrés térmico y mecánico durante el encendido del motor.

Instalación sencilla.

Alto factor de potencia

Bajo KVA

Los variadores de frecuencia son una tecnología estándar que son usados por empresas y

la industria en aplicaciones de motores medianos y grandes.

Los motores de velocidad constante son otra opción, en el rango de 600 a 1200 HP el

motor AC requiere un arrancador que pueda reducir la afluencia de la entrada de corriente

en grandes motores de inducción AC.

Los arrancadores típicos son los siguientes:


Anexo No. 4

CAR Página 4-23


Tabla No. 16

Variadores de Frecuencia Típicos

Tipo de arrancador Corriente de arranque (% de los amperios con carga completa)

VFD 100%

Arrancador Estrella Delta 200 – 275%

Arrancador suave de estado solido 200%

Arrancador tipo Auto Transformador 400 – 500%

Arrancador “Part Winding” 400 – 500%

Arrancador tipo “Across the line” 600 – 800%

El arrancador suave de estado sólido es una tecnología que es ofrecida por varios

fabricantes de equipos eléctricos.

La producción de arrancadores es limitada y a menudo solo hay cierta cantidad de

unidades fabricadas para proveer repuestos y claro está para determinadas aplicaciones.

Los proveedores de equipos eléctricos incentivan el uso de arrancadores suaves. Si esta

tendencia continúa, la tecnología de los arrancadores suaves será un estándar en el futuro.

Ambos arrancadores, VFD y los suaves se basan en potencia electrónica. Esto es similar

en la nueva tecnología aplicada en los automóviles.

En el caso que un sistema de bombeo de velocidad constante sea adoptado, se

recomienda el uso de arrancadores suaves de estado sólido para las aplicaciones con

motores grandes AC.

Se ha sugerido mezclar los controles:

Unidades de VDF para manejar las cargas base con incremento o disminución del flujo hasta caudales ligeramente por encima del caudal medio.

Unidades de velocidad constante para manejar los caudales de creciente mayores al caudal medio en razón de su eventualidad.

Este sistema híbrido fue usado cuando el arrancador suave de estado sólido fue introducido

y los problemas operativos eran comunes. Esta filosofía de controles depende del adelanto

o el atraso de las unidades. Sin embargo, cuando una unidad esta fuera de operación por


Anexo No. 4

CAR Página 4-24


mantenimiento entonces el sistema puede operar con VFD o velocidad constante. Los

controles se vuelven complicados. Nuestra recomendación es que los arrancadores

mencionados se adapten estratégicamente.

Como se mencionó anteriormente las cotas de nivel claves de operación son las siguientes:

Tabla No. 17

Niveles de operación de la Estación de bombeo

Nivel (metros)

Cota solera del Interceptor izquierdo de Salitre, IIS. 38,14

Rango de operación normal Nivel de agua Máximo Nivel de agua Mínimo

40,20 38,20

Para la operación del arrancador VFD el nivel de operación del punto de ajuste se

establece en el pozo húmedo. Por ejemplo el punto de ajuste del VFD podría ser a un nivel

39,20. A medida que el nivel del agua sube la velocidad de la bomba aumenta para

coincidir el rango del flujo y mantener el punto de ajuste de la elevación. Como el flujo

continúa aumentando una bomba adicional es activada. La velocidad de todas las unidades

de bombeo son ajustadas para que coincida con las otras. Si el flujo se incrementa

entonces la velocidad de la operación de todas las bombas se aumenta proporcionalmente.

La estrategia de la operación es mantener el punto de ajuste de la elevación del agua. El

punto de ajuste de la elevación puede ser ajustada por el operador. También puede ser

llevado al nivel de 38,20 para promover el lavado en el interceptor izquierdo. No obstante, el

consumo de energía aumentará con el metro extra de cabeza de bombeo.

La estrategia de la velocidad constante también usa el punto de ajuste de elevación para

encender o apagar las bombas. Esto depende del volumen de agua residual cruda

almacenada en el interceptor izquierdo. Subir o bajar el nivel de agua en el interceptor

izquierdo permite que el sistema de bombeo de velocidad constante opere en forma

continua durante 24 horas.

En el Anexo No. 4.5 la estrategia de operación para ambas bombas son tabuladas

diariamente de la siguiente manera:

Tiempo seco típico con un flujo de 4,5 m³/s.


Anexo No. 4

CAR Página 4-25


Tiempos de lluvia para un flujo de 4,5 m³/s con un Q pico de 9 m³/s.

Tiempo seco típico a un flujo de 7,0 m³/s.

Tiempo húmedo a un flujo de 7,0 m³/s con un Q pico de 14 m³/s.

Estos escenarios se analizaron para la opción No. 1: (3-42”x42” unidades y 4-36”x36”

unidades) y la opción No.2: (3-48”x48” unidades y 3-36”x36” unidades). Adicionalmente, las

bombas fueron secuenciadas para tratar de operar todas las bombas al mismo tiempo. Las

observaciones al respecto son las siguientes:

VFD: Manteniendo el punto de ajuste a un nivel de 39,20, el tiempo de operación de la

bomba fue mayor. El sistema opera automáticamente y requiere únicamente de

seguimiento.

Velocidad constante: Los niveles de agua varían a lo largo del día en aproximadamente 1

metro. Se debe desarrollar un protocolo de operación similar al canal de aguas negras.

Permite a los niveles del agua un incremento para los flujos bajos y el bombeo de salida al

interceptor antes de los flujos altos. Algunos sólidos se acumularán y serán lavados para

que salgan del interceptor. Se requiere de un operador que supervise la operación de las

bombas para asegurar el volumen de almacenamiento y el número de bombas en

operación se mantienen en equilibrio y provee una adecuada capacidad de respuesta en

tiempos de lluvia.

La tecnología de estado sólido es recomendada para cualquiera de los motores VFD o de

velocidad constante. El Consorcio recomienda que se utilice la tecnología VFD para esta

aplicación con el fin de reducir los recursos del operador y mantener el mejoramiento de las

condiciones hidráulicas en el interceptor izquierdo reduciendo los aumentos repentinos a la

planta de tratamiento.

El Consorcio considera que el uso de los variadores de frecuencia puede ser optimizado en

razón de su costo, utilizando estos elementos para el ajuste de la operación de los equipos

con el caudal afluente en condiciones desde el caudal mínimo hasta un caudal ligeramente

por encima del caudal medio, que corresponde a la condición promedio y de mayor

frecuencia, dejando los caudales mayores con velocidad constante.

Teniendo presente la instalación recomendada de 6 unidades de bombeo de 42” x 42” en

disposición vertical, se podría utilizar un par de variadores de frecuencia para contar

siempre con uno de respaldo, los cuales serán conmutables para iniciar la operación de las

dos primeras unidades, incluso considerando la posibilidad de utilizarlo en una tercera

unidad para atender el criterio del caudal indicado, dejando el encendido de las tres

unidades restantes con velocidad constante, cuyo efecto económico será marginal, pues

está asociado a los eventos de lluvia.


Anexo No. 4

CAR Página 4-26


4.3. Armónico

En Colombia la energía de tres fases AC opera típicamente a 60 hertz (60 ciclos en un

segundo). Esto es llamado frecuencia fundamental. Un armónico es cualquier forma actual

en un múltiplo entero de la frecuencia fundamental, por ejemplo para proveer energía de 60

hertz, los armónicos serian a 120 hertz, 180 hertz, 240 hertz, 300 hertz, etc. Los armónicos

que son múltiplos de 2 o 3 no son nocivos porque se anulan. Esto solo deja el 5º, 7 º, 11 º y

13 º armónicos. La magnitud de los armónicos producidos por el VFD es mayor para los

armónicos de orden inferior (5 º, 7 º y 11 º) y baja rápidamente para el 13 º y los armónicos

mayores.

Los armónicos pueden causar algunos disturbios en los sistemas eléctricos. Los armónicos

de orden inferior pueden causar sobre calentamiento en los motores, transformadores y

conductores. La determinación del límite para la distribución armónica requiere mediciones

de campo en el lugar, en el cual el sistema eléctrico de la planta esté conectado a la

alimentación de entrada. Esto no es posible en este momento y cualquier estudio predictivo

seria únicamente un ejercicio académico.

En orden de mitigar los amónicos los VFD de “pulso múltiple” son instalados. Hay un

mínimo de seis rectificadores para las tres fases AC VFD. El driver de seis pulsos tiene seis

rectificadores, el cual es el diseño estándar original ofrecido por la mayoría de los

fabricantes de VFD, Debido a las preocupaciones señaladas en el último taller acerca de

los armónicos, se propone suministrar un drive de 18 pulsos con seis rectificadores los

cuales ofrecen más protección. La corriente conectada a cada conjunto de rectificadores es

desfasada, a continuación, algunos de los armónicos producidos por un conjunto de

rectificadores será de polaridad opuesta de los armónicos producidos por el otro conjunto

de rectificadores. Las dos formas de consumo afectivamente se anulan entre sí.

El uso del sistema VFD con rectificadores de 18 pulsos es un diseño conservador que se

aproxima a mitigar el impacto de los armónicos a la electricidad y los equipos eléctricos.

4.4. Medidores de Caudal

Cada tubo de descarga tiene un tramo recto total de 9,9 metros. Para instalar un medidor

magnético de caudal, los criterios convencionales de 8 diámetros no se cumplen. Se

propone utilizar un medidor de caudal de acceso múltiple por ultrasonido de tipo

“Accusonic” en cada tubería de descarga. La configuración de cuatro trayectorias cruzadas

acústicas pueden dar una precisión del 1.0% de caudal de carga cuando están localizadas

a menos de 5 diámetros aguas abajo desde un codo de la tubería.

La configuración de cuatro trayectorias cruzadas promedia la velocidad del flujo del vector

debido a la bomba centrifuga y al codo de la tubería. La precisión en la medida del flujo es

igual o mejor que la de una canaleta Parshall.


Anexo No. 4

CAR Página 4-27


4.5. Válvulas sifón

En el Plano M-14 (Anexo No. 4.3) se muestra una válvula eléctrica de sifón. La operación

típica se presenta cuando se activa la bomba individual y se cierra la válvula de sifón. La

válvula cerrada actúa como una válvula de alivio de aire, permitiendo que el aire atrapado

sea liberado en el codo de 180º de la tubería. Cuando se apaga la bomba, la válvula sifón

se abre para permitir que el aire se devuelva a los acoples de 180º. Los acoples de la

tubería están a mayor elevación que la línea de flujo de descarga del canal.

Cuando se usa la válvula sifón a 7 m³/s se hace un ahorro aproximado de 129 kw-h o

USD135.600 por año, calculado a USD0,12/kw-h.

La Tabla No.17 presenta la reducción en la altura estática por el uso de la válvula de sifón

La única preocupación es que cuando la válvula eléctrica falla, existe la posibilidad de que

el flujo pueda devolverse por la válvula sifón a través de la tubería y la bomba. El motor

tendría un dispositivo tipo “Ratchet” para prevenir la inversión del giro del mismo. Los

acoples de las tuberías tendrán un detector de flujo que monitorea y da alarma cuando el

flujo se devuelve.

El esquema de la tubería de descarga elimina grandes válvulas de “cheque” y de

aislamiento, las cuales tienen un costo inicial alto y pérdidas hidráulicas que resultan en

costos adicionales de energía así como en mayores requerimientos de mantenimiento

rutinario. La configuración se ha usado con éxito en drenajes de baja cabeza y aplicaciones

en aguas residuales por más de 75 años.

En este caso el efecto del golpe de ariete será soportado por los elementos del sistema, el

cual será contrarrestado o disipado con la ayuda del volumen de agua presente en el pozo

de succión.

Tabla No. 18

Reducción en la altura estática por el uso de la válvula de sifón

Nivel (metros)

Eje del codo de descarga de la tubería 49,70

Nivel máximo de agua en el canal de

descarga

48,15

Diferencia 1,55


Anexo No. 4

CAR Página 4-28


4.6. Características del Esquema Recomendado

Como conclusión de los análisis anteriores, El Consorcio recomienda para la estación de bombeo de entrada a la PTAR, el esquema de tipo vertical simplificado sin válvula de cuchilla ni válvula de cheque en la impulsión e incluyendo la válvula de sifón en la parte alta de la conducción y un sistema de protección del motor tipo “Rachet” contra la inversión del giro. El esquema propuesto consiste en un sistema de bombeo con seis (6) bombas centrífugas de 42”x42”, de eje vertical, instaladas en la parte inferior del pozo seco. Cada trío de bombas quedará en cada uno de los dos recintos previstos para reducir la vulnerabilidad del sistema (ver Plano M-13). En cada conjunto de bombas operarán dos y la otra será de suplencia. En la estación de bombeo se debe dejar espacio para dos (2) unidades de bombeo futuras, una en cada recinto. Los motores quedarán instalados en la plataforma superior de la casa de máquinas sobre la cota 2.545 msnm, por encima del nivel de inundación del Río Bogotá para un periodo de retorno (2.542,98 msnm). Cada bomba operará con un caudal estimado de 3,9 m³/s y una altura dinámica de 13 m y cada motor tendrá una potencia estimada de 610 kw (820 HP). A la entrada al bombeo se tiene una compuerta de esclusa para cierre del sistema, seguido de un codo especial diseñado por el US Army Corps of Engineers, modelo ETL-110-2-327, que reduce las pérdidas de energía hasta la bomba. La impulsión es una tubería de acero de 54 pulgadas de diámetro en acero con una válvula de sifón eléctrica de 12 pulgadas instalada en la parte superior, tal como se aprecia en los Planos M-13 a M-16. Como se mencionó anteriormente, la instalación simplificada ofrece un ahorro del orden del 28% en el costo a nivel de comparación de alternativas, respecto del esquema tipo indicado por la norma NS-097 del Acueducto. Si bien el costo del conjunto bomba-motor es similar en cualquier esquema, el ahorro resultante en el esquema simplificado propuesto por El Consorcio se fundamenta en el menor consumo de energía y menor costo de la obra civil requerido. Se resalta que a pesar de las simplificaciones en el montaje electromecánico del esquema propuesto por El Consorcio, éste ofrece una condición segura de operación y mantenimiento, que se ha aplicado con éxito en múltiples instalaciones en ciudades de los Estados Unidos y otros países de acuerdo con la experiencia del Consorcio.

5. Aparte Técnico

Bombas de sumidero

En 1999 Hazen and Sawyer fue elegido por la ciudad de Hollywood en la Florida para

mejorar la estación de bombeo del afluente de las aguas residuales crudas. Las bombas


Anexo No. 4

CAR Página 4-29


existentes instaladas en 1956, eran bombas de flujo mixto verticales con motores verticales

directamente conectados.

Las bombas y los motores fueron ubicados en el nivel inferior del pozo seco. Este se inundó

dos veces causando grandes daños a los motores. Una de las tuberías de succión

expuesta tenía 48” x 24” de soporte. La conexión de un diámetro de 24” tenía una válvula

de aislamiento y un acople de succión. En el caso de inundación, la bomba se debía activar

y la válvula con aislamiento de 24” se debía abrir, mientras que la válvula de 48” debía

cerrarse. Desafortunadamente cuando la inundación ocurrió la secuencia de las válvulas no

operó. Una vez que los motores quedaron sumergidos en las aguas residuales el sistema

colapsó.

La actualización consistió en instalar 4 unidades con un motor vertical de 600 HP en el nivel

superior conectados a las nuevas bombas de caudal mixto con un eje vertical extendido. La

válvula original de 24” que bombea hacia afuera se suspendió. Con los motores localizados

en el nivel superior, la bomba de conexión debería tener una mejor oportunidad para operar

en el evento en que se inunde la cámara de bombeo. Para la Planta El Salitre se propone

instalar dos bombas de sumidero sumergibles en cada pozo seco.

Estas bombas tendrían la capacidad de remover el sello y el derrame de agua de descarga.

Además, una bomba sumergible de mediano tamaño sería instalada para bombear hacia

afuera de la cámara en caso de inundación. Con solo las bombas centrifugas de flujo mixto

localizadas en el nivel inferior, cualquier suspensión de la operación sería temporal hasta

que la causa de la inundación sea reparada. El propósito de la conexión de succión se

muestra en el Plano M-16. El arreglo de las tuberías no es conducente a la bomba de

conexión de salida.

CAR

PLANOS HAZEN AND SAWYER, P.C. │ NIPPON KOEI

Producto Final – Anexo 4.1

Planos

Producto Final

Anexo No. 4.1

CAR Página 4.1-1

PLANOS HAZEN AND SAWYER, P.C. │ NIPPON KOEI

Los Planos relacionados con la Estación de bombeo se encuentran en el Anexo No. 28 -

Planos Básicos de Diseño Básico Referencial. A continuación se muestra la lista.

Lista de Planos Relacionados con la Estación de Bombeo

Número Nombre

M – 07 Trabajos de Cabecera – Planta de Localización

M – 09 Estructura de By-pass, Cribado y Área de Cribado – Planta

M – 10 Estructura de By-pass, Cribado y Área de Cribado – Planta El. 40

M – 11 Estructura de By-pass, Cribado y Área de Cribado - Sección

M – 12 Canales de Rejillas Gruesas y Finas – Detalle

M – 13 Estación de Bombeo (Configuración Bombas de eje Vertical) – Planta

M – 14 Estación de Bombeo (Configuración Bombas de eje Vertical) – Secciones –

Hoja 1

M – 15 Estación de Bombeo (Configuración Bombas de eje Vertical) – Secciones –

Hoja 2

M – 16 Detalles - Toma en la Succión de las Bombas

M – 17 Estación de Bombeo – Bombas de Eje Horizontal (Alternativa) Planta Inferior

M – 18 Estación de Bombeo – Bombas de Eje Horizontal (Alternativa) Planta Superior


Secciones - Hoja 1


Secciones - Hoja 2

CAR

ESTACION DE BOMBEO HAZEN AND SAWYER, P.C. │ NIPPON KOEI

Producto Final – Anexo No. 4.2

Brochure y Oferta de las Bombas Centrífugas

0 2500 5000 7500 10000 12500 15000Flow Rate (m3/h)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Tota

lDyn

amic

Hea

d(m

)

05

10152025

NPS

HR

(m)

0200400600800

1000

Pow

er(k

W)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Effic

ienc

y(%

)

System Curve

July 15, 2010

Rated Point12,600 m3/h at 14 m TDH

TDH

Efficiency

NPSHR

Power

Bogota, ColombiaITT Flygt Curve Number 74243

42 x 42 WSY at 440 RPM

0 2500 5000 7500 10000Flow Rate (m3/h)

0

5

10

15

20

25

Tota

lDyn

amic

Hea

d(m

)

05

10152025

NPS

HR

(m)

0100200300400500

Pow

er(k

W)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Effic

ienc

y(%

)

System Curve

July 15, 2010

Rated Point8,388 m3/h at 14 m TDH

TDH Efficiency

NPSHR

Power

Bogota, ColombiaITT Flygt Curve Number 74241

36 x 36 WSY at 440 RPM

Raul Junca

SALES MANAGER

ITT Colombia Ltda.

Carrera 85D N° 46A‐65, Bodega 18, Complejo Logístico San Cayetano Bogotá, Tel 571 4 10 32 81 Fax 571 4 1032 53 [email protected]

August 6, 2010

Señores

Alfonso Carvajal Bogota

Presupuesto 10‐

Ref Pumps for WWTP SALITRE Dear Eng Carvajal Based in our last phone conversation, attached we send three options: Option A. Each pump with capacity: 3.5 m3/sec Quantity four (4) ITT Water & Wastewater dry pit pump, model 42 x 42 WSY rated at 12,600 m3/hr at 14 m. of TDH while running at 440 rpm. Pump is complete with baseplate, coupling & guard and a performance test. Quantity four (4) 650 kW, 440 rpm motor, 4160 volts is included in the base price. Pricing is FAS port of export. Total Net Price: US $2,470,000* Pricing is FAS port of export Total Net Price: US $2,964 ,000 * Pricing is DDP installation site plus sales tax Option B. Each pump with capacity: 2.8 m3/sec Quantity five (5) ITT Water & Wastewater dry pit pump, model 42 x 42 WSY rated at 10,080 m3/hr at 14 m. of TDH while running at 440 rpm. Pump is complete with baseplate, coupling & guard and a performance test. Quantity five (5) 500 kW, 440 rpm motor is included in the base price. Pricing is FAS port of export. Total Net Price: US $2,754,000 * Pricing is FAS port of export Total Net Price: US $3,305 ,000 *Pricing is DDP installation site plus sales tax Option B. Each pump with capacity: 2,33 m3/sec

Quantity six (6) ITT Water & Wastewater dry pit pump, model 36 x 36 WSY rated at 8,388 m3/hr at 14 m. of TDH while running at 440 rpm. Pump is complete with baseplate, coupling & guard and a performance test. Quantity six (6) 400 kW, 440 rpm motor is included in the base price. Pricing is FAS port of export. Total Net Price: US $2,723,000 *Pricing is FAS port of export Total Net Price: US $3,268 ,000 *Pricing is DDP installation site plus sales *Budgetary price is subject to change depending upon actual system requirements.

If you have any questions, please feel free to contact me.

Regards, RAUL JUNCA

Mixed Flow Dry Pit Pump

Parts and Material List

PART NAME MATERIAL ASTM #/UNS#

Casing Cast Iron A48, CL 30

Suction Nozzle Cast Iron A48, CL 30

Casing Cover Cast Iron A48, CL 30

Handhole Covers Cast Iron A48, CL 30

Enclosed Impeller Cast Iron A48, CL 30

Shaft Carbon Steel 1045

Wear Rings 420 Stainless Steel A743, CA40

Shaft Sleeve 420 Stainless Steel A743, CA40

Radial Bearings Ball Bearing N/A

Thrust Bearing Roller Bearing N/A

Packing Teflon N/A

Bearing Bracket Carbon Steel A36

Bearing Housing Cast Iron A48, CL 30

Bearing Cover Cast Iron A48, CL 30

Gland And Seal Cage Bronze B584, C93200

Pump Support / Base Carbon Steel A36

Horizontal Models 100-150 Standard Coupling – Dimensions

36 x 36 WSY-H 36” Suction 36” Discharge

(Dimensions in Inches)

Suct. Disch. CP PD X Y Z

36 36 135.4 39.5 48.75 52.6 34

Horizontal Models 100-150 Standard Coupling – Dimensions

42 x 42 WSY-H 42” Suction 42” Discharge

(Dimensions in Inches)

Suct. Disch. CP PD X Y Z

42 42 158 48.5 59.75 63.1 42

CAR


Producto Final – Anexo No 4.3

Memorias de Cálculo

Configuración Propuesta por El Consorcio

RESUMEN DE COSTOS

HORIZONTAL VERTICAL

ITEM Alternativa

1H Alternativa

2H Alternativa

3H Alternativa

4H Alternativa

1V Alternativa

2V Alternativa

3V Alternativa

4V

Costos equipos de bombeo 16,744,000 15,931,874 15,161,538 15,119,748 16,800,000 15,985,200 15,212,400 15,170,400

Costos obra civil 6,842,398 5,987,098 5,131,798 5,131,798 4,442,710 3,887,371 3,332,033 3,332,033

Costo inversión inicial 23,586,398 21,918,972 20,293,336 20,251,546 21,242,710 19,872,571 18,544,433 18,502,433

Costo operación: 9,744,501 9,744,501 9,860,360 9,831,969 9,802,988 9,802,988 9,843,997 9,812,763

Costos mantenimiento: 13,132,552 16,244,268 15,458,827 11,858,629 14,494,121 16,298,639 15,510,686 13,088,191

Costo total: 46,463,451 47,907,741 45,612,523 41,942,144 45,539,819 45,974,198 43,899,116 41,403,387

% sobre la más económica 112.2% 115.7% 110.2% 101.3% 110.0% 111.0% 106.0% 100.0%

HORIZONTAL VERTICAL

ITEM Alternativa

1H Alternativa

2H Alternativa

3H Alternativa

4H Alternativa

1V Alternativa

2V Alternativa

3V Alternativa

4V

PROPUESTA CONSORCIO 46,463,451 47,907,741 45,612,523 41,942,144 45,539,819 45,974,198 43,899,116 41,403,387

SEGÚN NORMA NS-097 59,054,104 61,106,141 58,153,834 52,715,176 59,231,167 59,744,216 57,005,064 53,071,545

DIFERENCIA 12,590,653 13,198,401 12,541,311 10,773,032 13,691,348 13,770,017 13,105,948 11,668,158

DIFERENCIA PORCENTUAL 27.1% 27.5% 27.5% 25.7% 30.1% 30.0% 29.9% 28.2%

COMPARACION DE COSTOS SEGÚN ESQUEMAS Y DISPOSICION DE LOS ESQUIPOS DE BOMBEO

Procedimiento de cálculo hidráulico sistema de bombeo PTAR Salitre

De acuerdo con lo indicado en el informe, el estimativo de pérdidas de energía en el sistema de

bombeo se hizo por medio de la ecuación de Darcy- Weisbach, cuya expresión simplificada en

función de la altura de velocidad, es como sigue.

En donde,

haccesorio es la pérdida en el elemento, por fricción o local.



g es la aceleración de la gravedad, m/s²,

es

es la altura de velocidad, m

Para la instalación del sistema de bombeo se determinó el coeficiente k de la siguiente forma.

1. Pérdidas por fricción en tuberías

En donde,

f es el coeficiente de fricción de Darcy; para tuberías rugosas según la anterior expresión

(Eddy-Metcalf).

D es el diámetro de la tubería, m.

Ks es la rugosidad absoluta de la tubería, 0.00045 m, tomado del RAS-2000.

2. Pérdidas locales

- Por entrada, K = 0.78

g

vk

accesorioh

2

2

D

Lfktuberia

74.12

log21

ks

D

f

g

vhv

2

2

- En codo 90º radio corto, con f en función del diámetro y la rugosidad absoluta del

elemento

fK *20

- Estrechamiento (reducción) o Ensanchamiento (Ampliación)

4

1

2

2

1

212

D

D

D

DSen

K

En donde,

constante, igual a 0.80 para reducción ó 2.6 para ampliación.

θ es el ángulo de la arista con el eje y

D1 y D2 los diámetros de entrada y salida del elemento, D2 < D1

- Codo 90º radio corto y salida, K = 1.5

- Válvula de bloqueo tipo cuchilla, K= 0.19 (Catálogo fabricante DeZurik – Crane)

- Válvula antirretorno, K= 0.80 (Catálogo fabricante VAG-Zeta)

Se calculan los coeficientes por cada concepto y elemento y se aplican a cada caudal con su

respectiva la altura de velocidad, así se obtiene la pérdida de energía correspondiente a dicho

elemento. Las pérdidas de energía por fricción y locales se totalizan para el rango de caudales

desde 0 hasta el caudal de diseño para obtener la curva de operación del sistema, tal como se

ilustra en las tablas y figuras siguientes.

Se incluye una figura del esquema de bombeo con la numeración de los elementos

considerados en el cálculo que se relacionan en las tablas de resumen de cada alternativa.

Datos ingresados:

Datos calculados:

CALCULO DE LA LÍNEA DE BOMBEO

Datos entrada para los cálculos:

Cota nivel mínimo en pozo de succión: 38.2 m.s.n.m

Cota nivel máximo en pozo de succión: 40.2 m.s.n.m

Cota máxima de descarga: 49.7 m.s.n.m

ESTIMACIÓN PUNTO DE OPERACIÓN

Capacidad de la bomba (m3/s): 2.65

Altura estática máxima (m): 11.5

Perdidas en la succión y descarga (m): 1.15

Altura total de bombeo (m): 12.65

Para efectos de caracteristicas de funcionamiento y dimensiones generales de las bombas, en este cálculo se selecciona una bomba con las

siguientes carácteristicas:

Q nominal = 2.65 m3/s

TDH = 12.70 m

Ds = 36 in (diametro de succión)

Dd = 36 in (diametro de descarga)

CALCULO DE PERDIDAS

La tubería de succión se dimensiona de acuerdo al Num 7.2.7 de la norma NS-097, donde establece que la velocidad en la tubería de succión no

debe ser mayor a 2m/s; las perdidas en la tubería de succión se calculan como la sumatoria de las perdidas en cada uno de los accesorios.

Las perdidas en los accesorios se calculan aplicando la siguiente ecuación: donde:

K: es la constante de perdidas para cada accesorio, para la tubería esta constante K se calcula aplicando:

donde f es el coeficiente de fricción para la tubería.

El coeficiente de fricción para la tubería de acero f se determina aplicando la ley de tuberías rugosas (Tomado de "Redes de alcantarillado y

bombeo de aguas residuales" Metcalf & Eddy) donde:

BOMBA CENTRIFUGAS 36" x 36" EN MONTAJE HORIZONTAL

g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f

D es el diámetro de la tubería

Ks es la rugosidad de la tubería, para acero comercial Ks= 0.45 mm (Tomado de RAS 2000)

Para los demás accesorios el valor de K se toma de acuerdo a los siguientes criterios:

Determinación de los diámetros de la tubería de succión:

Diámetro succión bomba: 36 in 0.9144 m

Diámetro tubería de succión: 52 in 1.321 m

Rugosidad para acero comercial: 0.00045 m (tomado del RAS 2000)

Velocidad diámetro 1 4.035 m/s


Determinación de los diámetros de la tubería de descarga

Diámetro descarga bomba 36 in 0.9144 m

Diámetro tubería de descarga: 48 in 1.1617 m

Rugosidad para acero comercial: 0.00045 m (Tomado del RAS 2000)



CALCULO DE PERDIDAS EN LA LÍNEA DE BOMBEO

1A. Tubería de acero 52''de diámetro 2. Válvula de bloqueo tipo cuchilla 52'' 3. Estrechamiento excéntrico 52'' a 36''

Diámetro (m): 1.3208 Diámetro 1 (m): 1.3208

Coef de fricción: 0.0153 Diámetro 2 (m): 0.9144

Longitud (m): 2.4 Rel diámetros β: 0.6923

Área (m2): 1.3701 Cte de perdidas (K): 0.19 Angulo θ: 25

Cte de perdidas (K): 0.0279 Cte de perdidas (K): 0.3925

5. Entrada tubería 52'' 1. Codo a 90° , 52'' de diámetro

Diámetro (m): 1.3208 Diámetro (m): 1.3208

Área (m2): 1.3701 Coef de fricción: 0.0153

Cantidad: 1


6. Tubería de acero 48'' de diámetro 9. Ensanch concent 36'' a 48''




Área (m2): 1.1675 Angulo θ: 33.4


10. Codo a 90° , 48'' de diámetro 11. Tubería de acero 48'' de diámetro 12. Codo a 90° , 36'' de diámetro 13. Salida a tanque , 48'' de diámetro

Diámetro (m): 1.2192 Diámetro (m): 1.2192 Diámetro (m): 1.2192

Coef de fricción: 0.0156 Coef de fricción: 0.0156 Coef de fricción: 0.0156

Cantidad: 3 Longitud (m): 13.5 Cantidad: 1 Cantidad: 1

Área (m2): 1.17

Cte de perdidas (K): 0.3122 Cte de perdidas (K): 0.1729 Cte de perdidas (K):0.3122 Cte de perdidas (K):1.5000

SUCCIÓN

DESCARGA

De acuerdo con el catalogo de

valvuals de compuerta DeZurik

PERDIDAS HIDRÁULICAS EN LOS ACCESORIOS DE LA LÍNEA DE BOMBEO

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

1. Codo a 90° , 52'' de diámetro 0.0021 0.0083 0.0187 0.0333 0.0521 0.0750 0.1021 0.1333 0.1687 0.2083 0.2520 0.2999

0.0002 0.0008 0.0017 0.0030 0.0047 0.0068 0.0093 0.0121 0.0153 0.0189 0.0229 0.0272

0.0013 0.0050 0.0113 0.0201 0.0314 0.0453 0.0616 0.0805 0.1019 0.1258 0.1522 0.1811

0.0027 0.0107 0.0240 0.0426 0.0666 0.0959 0.1305 0.1705 0.2158 0.2664 0.3223 0.3836

0.0053 0.0212 0.0476 0.0847 0.1324 0.1906 0.2594 0.3388 0.4288 0.5294 0.6406 0.7624

0.0026 0.0105 0.0236 0.0419 0.0655 0.0944 0.1285 0.1678 0.2123 0.2622 0.3172 0.3775

0.0013 0.0053 0.0120 0.0214 0.0334 0.0481 0.0655 0.0856 0.1083 0.1337 0.1618 0.1925

0.0088 0.0350 0.0788 0.1401 0.2189 0.3152 0.4291 0.5604 0.7093 0.8757 1.0595 1.2609

0.0016 0.0065 0.0145 0.0259 0.0404 0.0582 0.0792 0.1034 0.1309 0.1616 0.1955 0.2327

0.0029 0.0117 0.0263 0.0467 0.0730 0.1051 0.1430 0.1868 0.2364 0.2919 0.3532 0.4203

0.0140 0.0561 0.1262 0.2244 0.3506 0.5048 0.6871 0.8975 1.1359 1.4023 1.6968 2.0194

Perdidas totales (m): 0.0428 0.1710 0.3849 0.6842 1.0690 1.5394 2.0953 2.7367 3.4637 4.2761 5.1741 6.1576

CALCULO DE LA ALTURA TOTAL DE BOMBEO

La altura total de bombeo se determina como donde:

Es la sumatoria de las perdidas a lo largo de la l ínea de bombeo 1.07 m

Es la diferencia entre el nivel máximo de descarga y el nivel mínimo en el pozo de succión: 11.50 m

Es la diferencia entre el nivel máximo de descarga y el nivel máximo en el pozo de succión: 9.50 m

Es la altura total de bombeo: 12.57 m = 41.24 feet

CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.65 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

h min (m) 11.50 11.54 11.67 11.88 12.18 12.57 13.04 13.60 14.24 14.96 15.78 16.67 17.66

h max (m) 9.5 9.54 9.67 9.88 10.18 10.57 11.04 11.60 12.24 12.96 13.78 14.67 15.66

CALCULO DE LA SUMERGENCIA

NPSH req (m): 4.57

El NPSH requerido esta definido como: donde:

Ha Cabeza de presion atmosferica (m): 7.628 Para 2500 m.s.n.m.

Hv Cabeza de presion de vapor para el agua (m): 0.239 Para una temperatura de 20° centigrados

Hl Perdidas generadas en la tuberia de succión (m): 0.235

Hs Sumergencia requerida (m): -2.58

CURVAS DE OPERACIÓN PARA LA BOMBA CENTRIFUGA 36" X 36"

11. Tubería de acero 48'' de diámetro

10. Codo a 90° , 48'' de diámetro

9. Ensanch concent 36'' a 48''



1A. Tubería de acero 52''de diámetro

2. Válvula de bloqueo tipo cuchilla 52''

5. Entrada tubería 52''

ACCESORIO

3. Estrechamiento excéntrico 52'' a 36''

CAUDAL (m3/s)

DATOS CURVAS DEL SISTEMA DE BOMBEO PRINCIPAL

13. Salida a tanque , 48'' de diámetro

hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH


Nivel mínimo pozo de succión

Nivel máximo pozo de succión

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

5

10

15

20

25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)

BOMBA CENTRIFUGA 36" x 36"

Punto de

operación

Caudal

(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)

PO1 Nivel mínimo en el pozo de succión 2.7 12.5 87.0% 4.57 381 405

PO2 Nivel máximo en el pozo de succión 2.87 10.95 86.0% 4.57 358 381

Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:







Cap. estimada de la bomba (m3/s): 3.8




Para efectos de caracteristicas de funcionamiento y dimensiones generales de las bombas, en este cálculo se selecciona una bomba ITT SSF 42" x 42" con las



TDH = 14.1 m



CALCULO DE PERDIDAS








BOMBA CENTRIFUGA EN MONTAJE HORIZONTAL 42" x 42"

g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f

















1A. Tubería de acero 62''de diámetro 2. Válvula de bloqueo tipo cuchilla 62'' 3. Estrechamiento excéntrico 62'' a 42''






5. Entrada tubería 62'' 1. Codo a 90° , 62'' de diámetro



Cantidad: 1






Área (m2): 1.4776 Angulo θ: 33.4






Área (m2): 1.48


De acuerdo con el catalogo de valvulas

de compuerta DeZurik

SUCCIÓN

DESCARGA

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.8 4 4.5 5 5.5 6


0.0001 0.0003 0.0007 0.0012 0.0019 0.0027 0.0044 0.0048 0.0061 0.0076 0.0092 0.0109

0.0006 0.0025 0.0055 0.0098 0.0154 0.0221 0.0355 0.0393 0.0498 0.0615 0.0744 0.0885

0.0015 0.0060 0.0134 0.0239 0.0374 0.0538 0.0863 0.0956 0.1210 0.1494 0.1808 0.2152

0.0026 0.0105 0.0236 0.0419 0.0655 0.0943 0.1513 0.1677 0.2122 0.2620 0.3170 0.3772

0.0014 0.0057 0.0128 0.0227 0.0355 0.0511 0.0819 0.0908 0.1149 0.1418 0.1716 0.2042

0.0007 0.0027 0.0061 0.0109 0.0170 0.0245 0.0393 0.0436 0.0551 0.0681 0.0824 0.0980


11. Tubería de acero 54'' de diámetro 0.0009 0.0035 0.0079 0.0140 0.0219 0.0315 0.0505 0.0560 0.0708 0.0874 0.1058 0.1259

0.0018 0.0071 0.0160 0.0284 0.0444 0.0640 0.1026 0.1137 0.1439 0.1777 0.2150 0.2558

0.0088 0.0350 0.0788 0.1401 0.2189 0.3152 0.5057 0.5603 0.7091 0.8755 1.0593 1.2607


4. CALCULO DE LA ALTURA TOTAL DE BOMBEO


Es la sumatoria de las perdidas a lo largo de la línea de bombeo 1.42 m




CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.8 4 4.5 5 5.5 6

h min (m) 11.50 11.52 11.60 11.72 11.89 12.12 12.39 12.92 13.08 13.50 13.96 14.48 15.05

h max (m) 9.5 9.52 9.60 9.72 9.89 10.12 10.39 10.92 11.08 11.50 11.96 12.48 13.05


NPSH req (m): 5.18








5. Entrada tubería 62''




ACCESORIO


2. Válvula de bloqueo tipo cuchilla 62''

3. Estrechamiento excéntrico 62'' a 42''


CAUDAL (m3/s)

hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH

CURVAS DE OPERACIÓN DE LA BOMBA CENTRIFUGA 42" X 42"

20003

24996

29989

34998

40006

44999

49992

54985

59993

64986

69995

Nivel minimo pozo de succión

Nivel maximo pozo de succión

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

5

10

15

20

25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)


Punto de

operación

Caudal

(m3/s)TDH (m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)

PO1 Nivel mínimo en el pozo de succión 3.8 13 85.0% 5.18 570 607


Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:







Capacidad de la bomba (m3/s): 5






Q nominal = 5 m3/s

TDH = 12.7 m



CALCULO DE PERDIDAS









g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f

















1A. Tubería de acero 72''de diámetro 2. Válvula de bloqueo 48" 3. Estrechamiento excéntrico 72" a 48" Diámetro (m): 1.8288 Diámetro 1 (m): 1.8288





5. Entrada tubería 72" 1. Codo a 90° , 72" de diámetro



Cantidad: 1

Área (m2): 2.6268






Área (m2): 1.8241 Angulo θ: 33.4






Área (m2): 1.82



valvulas de compuerta DeZurik

DESCARGA

SUCCIÓN

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

1. Codo a 90° , 72" de diámetro 0.0005 0.0021 0.0048 0.0085 0.0132 0.0190 0.0259 0.0339 0.0428 0.0529 0.0640 0.0762

0.0000 0.0001 0.0003 0.0006 0.0009 0.0012 0.0017 0.0022 0.0028 0.0035 0.0042 0.0050

0.0003 0.0013 0.0030 0.0054 0.0084 0.0121 0.0165 0.0215 0.0272 0.0336 0.0407 0.0484

0.0009 0.0036 0.0081 0.0144 0.0225 0.0324 0.0441 0.0576 0.0728 0.0899 0.1088 0.1295

0.0014 0.0058 0.0130 0.0230 0.0360 0.0519 0.0706 0.0922 0.1167 0.1440 0.1743 0.2074

0.0008 0.0033 0.0074 0.0131 0.0205 0.0295 0.0401 0.0524 0.0663 0.0819 0.0991 0.1179

0.0004 0.0015 0.0033 0.0059 0.0093 0.0133 0.0182 0.0237 0.0300 0.0371 0.0449 0.0534

0.0034 0.0137 0.0308 0.0547 0.0855 0.1231 0.1675 0.2188 0.2769 0.3419 0.4137 0.4923

0.0005 0.0020 0.0045 0.0081 0.0126 0.0182 0.0247 0.0323 0.0409 0.0505 0.0611 0.0727

0.0011 0.0046 0.0103 0.0182 0.0285 0.0410 0.0558 0.0729 0.0923 0.1140 0.1379 0.1641

0.0057 0.0230 0.0517 0.0919 0.1436 0.2068 0.2815 0.3676 0.4653 0.5744 0.6950 0.8271








CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.65 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

h min (m) 11.50 11.52 11.56 11.64 11.74 11.88 12.05 12.25 12.48 12.73 13.02 13.34 13.69

h max (m) 9.5 9.52 9.56 9.64 9.74 9.88 10.05 10.25 10.48 10.73 11.02 11.34 11.69


NPSH req (m): 4.57













CAUDAL (m3/s)

5. Entrada tubería 72"


ACCESORIO


2. Válvula de bloqueo 48"

3. Estrechamiento excéntrico 72" a 48"

hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH

CURVAS DE OPERACIÓN DE LA BOMBA CENTRIFUGA 48" x 48"



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

5

10

15

20

25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)


Punto de operación Caudal (m3/s) TDH (m)Eficiencia

(%)NPSH (m) BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)



Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:














TDH = 12.7 m



CALCULO DE PERDIDAS








BOMBA CENTRIFUGAS 36" x 36" EN MONTAJE VERTICAL

g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f

















1. Entrada tubería 52'' 2. Codo a 90° , 52'' de diámetro 3. Estrechamiento excéntrico 52'' a 36''Diámetro (m): 1.3208 Diámetro (m): 1.3208 Diámetro 1 (m): 1.3208

Área (m2): 1.3701 Coef de fricción: 0.0153 Diámetro 2 (m): 0.9144

Cantidad: 1 Rel diámetros β: 0.6923

Angulo θ: 25

Cte de perdidas (K): 0.780 Cte de perdidas (K): 0.3069 Cte de perdidas (K): 0.3925

6. Tubería de acero 48'' de diámetro 7. Ensanch concent 36'' a 48''Diámetro (m): 1.2192 Diámetro 1 (m): 0.9144



Área (m2): 1.1675 Angulo θ: 33.4


8. Codo a 90° , 48'' de diámetro 9. Codo a 90° , 48'' de diámetro

Diámetro (m): 1.2192

Coef de fricción: 0.0156

Cantidad: 3 Cantidad: 1


SUCCIÓN

DESCARGA

0.5 1 1.5 2 2.65 3 3.5 4 4.5 5 5.5

1. Entrada tubería 52'' 0.0053 0.0212 0.0476 0.0847 0.1487 0.1906 0.2594 0.3388 0.4288 0.5294 0.6406

0.0047 0.0219 0.0493 0.0876 0.1538 0.1971 0.2683 0.3504 0.4435 0.5475 0.6625

0.0027 0.0107 0.0240 0.0426 0.0748 0.0959 0.1305 0.1705 0.2158 0.2664 0.3223

0.0017 0.0068 0.0152 0.0270 0.0474 0.0608 0.0827 0.1080 0.1367 0.1688 0.2042

0.0013 0.0053 0.0120 0.0214 0.0376 0.0481 0.0655 0.0856 0.1083 0.1337 0.1618

0.0088 0.0350 0.0788 0.1401 0.2460 0.3152 0.4291 0.5604 0.7093 0.8757 1.0595

0.0140 0.0561 0.1262 0.2244 0.3939 0.5048 0.6871 0.8975 1.1359 1.4023 1.6968

Perdidas totales (m): 0.0384 0.1570 0.3531 0.6278 1.1022 1.4126 1.9227 2.5112 3.1783 3.9238 4.7478







CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.65 3 3.5 4 4.5 5 5.5

h min (m) 11.50 11.54 11.66 11.85 12.13 12.60 12.91 13.42 14.01 14.68 15.42 16.25

h max (m) 9.5 9.54 9.66 9.85 10.13 10.60 10.91 11.42 12.01 12.68 13.42 14.25


NPSH req (m): 4.57










ACCESORIOCAUDAL (m3/s)





hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH


0.000

0.315

0.631

0.946

1.262

1.577

1.892

2.208

2.524

2.839

3.154



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

5

10

15

20

25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)


Punto de operaciónCaudal

(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)



Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:














TDH = 14.1 m



CALCULO DE PERDIDAS









g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f

















1. Entrada tubería 62'' 2. Codo a 90° , 62'' de diámetro 3. Estrechamiento excéntrico 62'' a 42''

Diámetro (m): 1.5748 Diámetro (m): 1.5748 Diámetro 1 (m): 1.5748



Angulo θ: 25






Área (m2): 1.4776 Angulo θ: 33.4







SUCCIÓN

DESCARGA

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.8 4 4.5 5 5.5

1. Entrada tubería 62'' 0.0026 0.0105 0.0236 0.0419 0.0655 0.0943 0.1513 0.1677 0.2122 0.2620 0.3170

0.0033 0.0132 0.0298 0.0529 0.0827 0.1191 0.1911 0.2118 0.2681 0.3309 0.4004

0.0023 0.0091 0.0206 0.0366 0.0571 0.0823 0.1320 0.1463 0.1852 0.2286 0.2766

0.0002 0.0009 0.0020 0.0036 0.0057 0.0082 0.0131 0.0145 0.0184 0.0227 0.0274

0.0007 0.0027 0.0061 0.0109 0.0170 0.0245 0.0393 0.0436 0.0551 0.0681 0.0824

0.0053 0.0213 0.0480 0.0853 0.1332 0.1919 0.3078 0.3411 0.4317 0.5330 0.6449

0.0088 0.0350 0.0788 0.1401 0.2189 0.3152 0.5057 0.5603 0.7091 0.8755 1.0593





Es la diferencia entre el nivel máximo de descarga y el nivel mínimo en el pozo de succión:11.50 m

Es la diferencia entre el nivel máximo de descarga y el nivel máximo en el pozo de succión:9.50 m


CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.8 4 4.5 5 5.5

h min (m) 11.50 11.52 11.59 11.71 11.87 12.08 12.34 12.84 12.99 13.38 13.82 14.31

h max (m) 9.5 9.52 9.59 9.71 9.87 10.08 10.34 10.84 10.99 11.38 11.82 12.31


NPSH req (m): 5.18



Hv Cabeza de presion de vapor para el agua (m): 0.239 Para una temperatura de 20° C



CAUDAL (m3/s)









ACCESORIO

hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

5

10

15

20

25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5

Eficie

ncia

(%

)

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)


N2/N1=85%N2/N1=75%

N2/N1=70%

Punto de

operación

Caudal

(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)

PO1 Nivel mínimo en el pozo de succión 3.83 13 85.0% 5.18 575 611


Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:













Q nominal = 5 m3/s

TDH = 12.7 m



CALCULO DE PERDIDAS









g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f

















1. Entrada tubería 70'' 2. Codo a 90° , 70'' de diámetro 3. Estrechamiento excéntrico 70'' a 48''

Diámetro (m): 1.778 Diámetro (m): 1.778 Diámetro 1 (m): 1.778



Angulo θ: 25






Área (m2): 1.8241 Angulo θ: 33.4







SUCCIÓN

DESCARGA


0.315

0.631

0.946

1.262

1.577

1.892

2.208

2.524

2.840

3.154

3.469

3.785

4.100

4.416

4.731

5.047



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

5

10

15

20

25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)


Punto de

operación

Caudal

(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)

BHP

(KW)

POT.

MOTOR

(KW)



Descripción

COSTO EQUIPOS DE BOMBEO

BOMBACaudal

(m3/s)

TDH

(m.c.a)

Costo bomba

(US $)

Costo Motor

(US $)

Costo VFD

(US $)

Costo total

(US $)

HORIZ 36" x 36" 2.7 12.50 $500,000 $495,000 $500,000 $1,495,000

HORIZ 42" x 42" 3.8 13.00 $600,000 $596,970 $603,000 $1,799,970

HORIZ 48" x 48" 5.25 13.20 $700,000 $703,890 $711,000 $2,114,890

VERT 36" x 36" 2.70 12.70 $500,000 $500,000 $500,000 $1,500,000

VERT 42" x 42" 3.83 13.00 $600,000 $603,000 $603,000 $1,806,000

VERT 48" x 48" 5.22 13.30 $700,000 $711,000 $711,000 $2,122,000

OperaciónSuplenciaOperaciónSuplenciaOperaciónSuplencia

1H 6 2 16.20 11960000 4784000 16,744,000

2H 3 1 2 1 15.70 11379910 4551964 15,931,874

3H 2 1 2 1 15.90 10829670 4331868 15,161,538

4H 4 2 15.20 10799820 4319928 15,119,748

1V 6 2 16.20 12000000 4800000 16,800,000

2V 3 1 2 1 15.76 11418000 4567200 15,985,200

3V 2 1 2 1 15.84 10866000 4346400 15,212,400

4V 4 2 15.32 10836000 4334400 15,170,400

ALTERNATIVA

Cap

neta

(m3/s)

Costo

suministro

(US $)

Costo Inst y

mont. (US

$)

Costo

inversión

inicial (US

36" x 36" 42" X 42" 48" x 48"

MODELO DE BOMBA

COSTOS DE OPERACION

Años (n): 25 Costo kW/h: 0.12 us$]/kWh

TIR: 12%

BOMBA Caudal (m

3/s)

TDH (m.c.a)

eficiencia BHP (kW)

POTENCIA MOTOR

(kW)

HORIZ 36" x 36" 2.785 11.725 87% 370 394

HORIZ 42" x 42" 3.95 12.15 84% 560 596

HORIZ 48" x 48" 5.395 12.25 86% 754 802

VERT 36" x 36" 2.80 11.80 87% 373 396

VERT 42" x 42" 3.98 12.05 84% 559 595

VERT 48" x 48" 5.38 12.30 87% 750 798

ALTERNATIVA

MODELO DE BOMBA

Cap neta

(m3/s)

Unidades encendidas Potencia requerida

caudal medio (kW)

Potencia consumida anual (kW-

h)

Costo operación anual (US

$)

Costo de operación

(US $)

36" x 36" 42" X 42" 48" x 48" 36"x36" 42"x42" 48"x48"

Op Sup Op Sup Op Sup

HORIZ 1H 6 2 16.71 3 1182 10,353,530 1,242,424 9,744,501

HORIZ 2H 3 1 2 1 16.26 3 1182 10,353,530 1,242,424 9,744,501

HORIZ 3H 2 1 2 1 16.36 1 1 1196 10,476,630 1,257,196 9,860,360

HORIZ 4H 4 2 15.80 2 1193 10,446,465 1,253,576 9,831,969

VERT 1V 6 2 16.80 3 1189 10,415,672 1,249,881 9,802,988

VERT 2V 3 1 2 1 16.35 3 1189 10,415,672 1,249,881 9,802,988

VERT 3V 2 1 2 1 16.35 1 1 1194 10,459,244 1,255,109 9,843,997

VERT 4V 4 2 15.90 2 1190 10,426,058 1,251,127 9,812,763

BOMBACaudal

(m3/s)

TDH

(m.c.a)

Costo

bomba

(US $)

Costo

Motor

(US $)

Costo VFD

(US $)

Costo total

(US $)

HORIZ 36" x 36" 2.785 11.725 $500,000 $495,000 $500,000 $1,495,000

HORIZ 42" x 42" 3.95 12.15 $600,000 $596,970 $603,000 $1,799,970

HORIZ 48" x 48" 5.395 12.25 $700,000 $703,890 $711,000 $2,114,890

VERT 36" x 36" 2.80 11.80 $500,000 $500,000 $500,000 $1,500,000

VERT 42" x 42" 3.98 12.05 $600,000 $603,000 $603,000 $1,806,000

VERT 48" x 48" 5.40 12.25 $700,000 $711,000 $711,000 $2,122,000

Años (n) 25

TIR 12%

Factor un solo modelo de bomba horizontal: 0.10

Factor dos modelos de bomba verticales y/o horizontales: 0.13

Factor un solo modelo de bomba vertical: 0.11

COSTOS DE MANTENIMIENTO


HORIZ 1H 6 2 16.7 11,960,000 4,784,000 16,744,000 1,674,400 13,132,552

HORIZ 2H 3 1 2 1 16.3 11,379,910 4,551,964 15,931,874 2,071,144 16,244,268

HORIZ 3H 2 1 2 1 16.4 10,829,670 4,331,868 15,161,538 1,971,000 15,458,827

HORIZ 4H 4 2 15.8 10,799,820 4,319,928 15,119,748 1,511,975 11,858,629

VERT 1V 6 2 16.80 12,000,000 4,800,000 16,800,000 1,848,000 14,494,121

VERT 2V 3 1 2 1 16.35 11,418,000 4,567,200 15,985,200 2,078,076 16,298,639

VERT 3V 2 1 2 1 16.39 10,866,000 4,346,400 15,212,400 1,977,612 15,510,686

VERT 4V 4 2 15.90 10,836,000 4,334,400 15,170,400 1,668,744 13,088,191

Costo

inversión

inicial (US

36" x 36" 42" X 42" 48" x 48"

Costo

mantenimie

nto anual

Costo

mantenimie

nto (US $)

MODELO DE BOMBA Cap

neta

(m3/s)

Costo

suministro

(US $)

Costo Inst

y mont.

(US $)

ALTERNATIVA

COSTO DE OBRA CIVIL

ALTERNATIVA

MODELO DE BOMBA Area placas (m²) Volumen Placas (m³) Vr. Unit Subtotal

36" x 36" 42" X 42" 48" x 48" No.

Unidades Area/unid Aislamientos Subtotal Inferior Superior Subtotal

Concreto reforzado

costo placas

Oper Supl Oper Supl Oper Supl

e= 2.70 e= 0.50 US$/m³ US$

HORIZ 1H 6 2 8 135 418 1498 4045 225 4269 500 2,134,650

HORIZ 2H 3 1 2 1 7

HORIZ 3H 2 1 2 1 6

HORIZ 4H 4 2 6

VERT 1V 6 2 8 58.05 244.24 709 1913 354 2268 500 1,133,824

VERT 2V 3 1 2 1 7

VERT 3V 2 1 2 1 6

VERT 4V 4 2 6

ALTERNATIVA

Volumen Muros (m³) Vr. Unit Subtotal Cimentación Vr. Unit Subtotal Total Costo Costo/

Un. Bombeo

Costo Total US$ Altura Perímetro Volumen

Concreto reforzado

costo muros

No. Pilotes Long Costo Pilotes

costo pilotes

estructura concreto

m m e= 1.20 US$/m³ US$ m²/pil= 6.25 km US$/km US$ US$ US$/un.

HORIZ 1H 14.3 214.6 3683 500 1,841,268 240 12 125,000 1,498,000 5,473,918 684,240 6,842,398

HORIZ 2H 5,987,098

HORIZ 3H 5,131,798

HORIZ 4H 5,131,798

VERT 1V 14.6 195.4 3423 500 1,711,704 113 6 125,000 708,640 3,554,168 444,271 4,442,710

VERT 2V 3,887,371

VERT 3V 3,332,033

VERT 4V 3,332,033

CAR


Producto Final – Anexo No 4.4

Memorias de Cálculo

Configuración Propuesta Según el NS 097

RESUMEN DE COSTOS ALTERNATIVAS ESQUEMA ACUEDUCTO

HORIZONTAL VERTICAL

ITEM Alternativa

1H Alternativa

2H Alternativa

3H Alternativa

4H Alternativa

1V Alternativa

2V Alternativa

3V Alternativa

4V

Costos equipos de bombeo 22,232,000 21,195,874 20,243,538 20,159,748 22,288,000 21,249,200 20,294,400 20,210,400

Costos obra civil 8,691,635 7,605,181 6,518,726 6,518,726 7,081,124 6,195,983 5,310,843 5,310,843

Costo inversión inicial 30,923,635 28,801,055 26,762,264 26,678,474 29,369,124 27,445,183 25,605,243 25,521,243

Costo operación: 10,693,602 10,693,602 10,751,095 10,225,131 10,633,176 10,633,176 10,707,486 10,113,875

Costos mantenimiento: 17,436,867 21,611,484 20,640,475 15,811,571 19,228,867 21,665,856 20,692,334 17,436,428

Costo total: 59,054,104 61,106,141 58,153,834 52,715,176 59,231,167 59,744,216 57,005,064 53,071,545

112.0% 115.9% 110.3% 100.0% 112.4% 113.3% 108.1% 100.7%

Procedimiento de cálculo hidráulico sistema de bombeo PTAR Salitre

De acuerdo con lo indicado en el informe, el estimativo de pérdidas de energía en el sistema de

bombeo se hizo por medio de la ecuación de Darcy- Weisbach, cuya expresión simplificada en

función de la altura de velocidad, es como sigue.

En donde,

haccesorio es la pérdida en el elemento, por fricción o local.



g es la aceleración de la gravedad, m/s²,

es

es la altura de velocidad, m

Para la instalación del sistema de bombeo se determinó el coeficiente k de la siguiente forma.

1. Pérdidas por fricción en tuberías

En donde,

f es el coeficiente de fricción de Darcy; para tuberías rugosas según la anterior expresión

(Eddy-Metcalf).

D es el diámetro de la tubería, m.

Ks es la rugosidad absoluta de la tubería, 0.00045 m, tomado del RAS-2000.

2. Pérdidas locales

- Por entrada, K = 0.78

- En codo 90º radio corto, con f en función del diámetro y la rugosidad absoluta del

elemento

g

vk

accesorioh

2

2

D

Lfktuberia

74.12

log21

ks

D

f

g

vhv

2

2

fK *20

- Estrechamiento (reducción) o Ensanchamiento (Ampliación)

4

1

2

2

1

212

D

D

D

DSen

K

En donde,

constante, igual a 0.80 para reducción ó 2.6 para ampliación.

θ es el ángulo de la arista con el eje y

D1 y D2 los diámetros de entrada y salida del elemento, D2 < D1

- Codo 90º radio corto y salida, K = 1.5

- Válvula de bloqueo tipo cuchilla, K= 0.19 (Catálogo fabricante DeZurik – Crane)

- Válvula antirretorno, K= 0.80 (Catálogo fabricante VAG-Zeta)

Se calculan los coeficientes por cada concepto y elemento y se aplican a cada caudal con su

respectiva la altura de velocidad. Así se obtiene la pérdida de energía correspondiente a dicho

elemento. Las pérdidas de energía por fricción y locales se totalizan para el rango de caudales

desde 0 hasta el caudal de diseño para obtener la curva de operación del sistema, tal como se

ilustra en las tablas y figuras siguientes.

Se incluye una figura del esquema de bombeo con la numeración de los elementos

considerados en el cálculo que se relacionan en las tablas de resumen de cada alternativa.

Datos ingresados:

Datos calculados:














TDH = 14.1 m



CALCULO DE PERDIDAS








BOMBA CENTRIFUGAS 36" x 36" EN MONTAJE HORIZONTAL

g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f

D es el diámetro de la tubería Ks es la rugosidad de la tubería, para acero comercial Ks= 0.45 mm (Tomado de RAS 2000)Para los demás accesorios el valor de K se toma de acuerdo a los siguientes criterios:

Determinación de los diámetros de la tubería de succión:Diámetro succión bomba: 36 in 0.9144 mDiámetro tubería de succión: 52 in 1.321 m Este diámetro garantiza la velocidad de 2 m/s (NS-097) Rugosidad para acero comercial: 0.00045 m (tomado del RAS 2000)Velocidad diámetro 1 4.035 m/sVelocidad diámetro 2 1.93 m/s

Determinación de los diámetros de la tubería de descargaDiámetro descarga bomba 36 in 0.9144 mDiámetro tubería de descarga: 46 in 1.1617 m Este diámetro garantiza la velocidad de 2.5 m/s (NS-097) Rugosidad para acero comercial: 0.00045 m (Tomado del RAS 2000)Velocidad diámetro 1 4.035 m/sVelocidad diámetro 2 2.472 m/s


1. Tubería de acero 36" de diámetro 2. Válvula de bloqueo tipo cuchilla 36" 3. Estrechamiento excéntrico 52" a 36" 4. Tub de acero 52" de diam Diámetro (m): 0.9144 Diámetro 1 (m): 1.3208 Diámetro (m): 1.3208Coef de fricción: 0.0166 Diámetro 2 (m): 0.9144 Coef de fricción: 0.0153Longitud (m): 2.4 Rel diámetros β: 0.6923 Longitud (m): 1.5Área (m2): 0.6567 Cte de perdidas (K): 0.19 Angulo θ: 25 Área (m2): 1.3701Cte de perdidas (K): 0.0437 Cte de perdidas (K): 0.3925 Cte de perdidas (K): 0.0174

5. Entrada tubería 52" Diámetro (m): 1.3208Área (m2): 1.3701Cte de perdidas (K): 0.780

6. Tubería de acero 36" de diámetro 7. Válvula de bloqueo t cuch 36" 8. Válvula antiretorno 36" 9. Ensanch concent 36" a 46" Diámetro (m): 0.9144 Diámetro 1 (m): 0.9144Coef de fricción: 0.0166 Diámetro 2 (m): 1.1684Longitud (m): 4.5 Rel diámetros β: 1.2778Área (m2): 0.6567 DN: 915 mm Angulo θ: 33.4Cte de perdidas (K): 0.0819 Cte de perdidas (K): 0.19 Cte de perdidas (K): 0.80 Cte de perdidas (K):0.1122

10. Codo a 90° , 46" de diámetro 11. Tubería de acero 46" de diámetro Diámetro (m): 1.1684 Diámetro (m): 1.1684Coef de fricción: 0.0158 Coef de fricción: 0.0158Cantidad: 4 Longitud (m): 13.5

Área (m2): 1.07Cte de perdidas (K): 0.3151 Cte de perdidas (K): 0.1820





Ver Calculo de la constante de perdidas

para la válvula

DESCARGA

SUCCIÓN

0.5 1 1.5 2 2.65 3 3.5 4 4.5 5 5.5

0.0013 0.0052 0.0116 0.0206 0.0362 0.0464 0.0632 0.0826 0.1045 0.1290 0.1561

0.0055 0.0219 0.0493 0.0876 0.1538 0.1971 0.2683 0.3504 0.4435 0.5475 0.6625

0.0027 0.0107 0.0240 0.0426 0.0748 0.0959 0.1305 0.1705 0.2158 0.2664 0.3223

0.0001 0.0005 0.0011 0.0019 0.0033 0.0043 0.0058 0.0076 0.0096 0.0118 0.0143

0.0053 0.0212 0.0476 0.0847 0.1487 0.1906 0.2594 0.3388 0.4288 0.5294 0.6406

0.0024 0.0097 0.0218 0.0387 0.0679 0.0871 0.1185 0.1548 0.1959 0.2419 0.2927

0.0055 0.0219 0.0493 0.0876 0.1538 0.1971 0.2683 0.3504 0.4435 0.5475 0.6625

0.0236 0.0943 0.2122 0.3772 0.6622 0.8487 1.1552 1.5089 1.9096 2.3576 2.8527

0.0012 0.0050 0.0112 0.0199 0.0349 0.0448 0.0609 0.0796 0.1007 0.1244 0.1505

0.0140 0.0559 0.1257 0.2235 0.3924 0.5030 0.6846 0.8941 1.1317 1.3971 1.6905

0.0020 0.0081 0.0182 0.0323 0.0567 0.0726 0.0989 0.1291 0.1634 0.2018 0.2442







Es la altura total de bombeo: 14.73 m

CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.65 3 3.5 4 4.5 5 5.5

h min (m) 12.95 13.01 13.20 13.52 13.97 14.73 15.24 16.06 17.02 18.10 19.30 20.64

h max (m) 11.0 11.01 11.20 11.52 11.97 12.73 13.24 14.06 15.02 16.10 17.30 18.64


NPSH req (m): 4.57







8. Válvula antiretorno 42"

CAUDAL (m3/s)

6. Tubería de acero 42" de diámetro


2. Válvula de bloqueo tipo cuchilla 48"


5. Entrada de tubería 74"

ACCESORIO




10. Codo a 90°, 66"


9. Ensanchamiento concent 42" a 66"

hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH




0

5

10

15

20

25

30

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Altu

ra (

m)

Caudal (m3/s)


Punto de

operación

Caudal

(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)



Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:







Cap. estimada de la bomba (m3/s): 3.8




Para efectos de caracteristicas de funcionamiento y dimensiones generales de las bombas, en este cálculo se selecciona una bomba ITT SSF 42" x 42" con las



TDH = 14.1 m



CALCULO DE PERDIDAS









g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f







6. Tubería de acero 42" de diámetro 7. Válvula de bloqueo t cuch 42" 8. Válvula antiretorno 42" 9. Ensanch concent 42" a 56" Diámetro (m): 1.0668 Diámetro 1 (m): 1.0668Coef de fricción: 0.0161 Diámetro 2 (m): 1.4224Longitud (m): 4.5 Rel diámetros β: 1.3333Área (m2): 0.8938 DN: 1100 mm Angulo θ: 33.4Cte de perdidas (K): 0.0678 Cte de perdidas (K): 0.19 Cte de perdidas (K): 0.80 Cte de perdidas (K): 0.1430



SUCCIÓN



DESCARGA




para la válvula

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.8 4 4.5 5 5.5

0.0006 0.0023 0.0052 0.0092 0.0144 0.0208 0.0333 0.0369 0.0467 0.0577 0.0698

0.0029 0.0117 0.0263 0.0467 0.0730 0.1051 0.1686 0.1868 0.2364 0.2919 0.3532

0.0015 0.0060 0.0134 0.0239 0.0374 0.0538 0.0863 0.0956 0.1210 0.1494 0.1808

0.0000 0.0002 0.0004 0.0008 0.0012 0.0017 0.0027 0.0030 0.0038 0.0047 0.0057

0.0026 0.0105 0.0236 0.0419 0.0655 0.0943 0.1513 0.1677 0.2122 0.2620 0.3170

0.0011 0.0043 0.0097 0.0173 0.0270 0.0389 0.0625 0.0692 0.0876 0.1081 0.1308

0.0030 0.0118 0.0266 0.0472 0.0738 0.1062 0.1704 0.1888 0.2390 0.2951 0.3570

0.0113 0.0451 0.1016 0.1806 0.2822 0.4063 0.6519 0.7224 0.9143 1.1287 1.3657

0.0007 0.0029 0.0065 0.0115 0.0180 0.0260 0.0417 0.0462 0.0585 0.0722 0.0873

0.0061 0.0244 0.0549 0.0975 0.1524 0.2195 0.3521 0.3902 0.4938 0.6096 0.7377

0.0007 0.0029 0.0065 0.0116 0.0181 0.0260 0.0418 0.0463 0.0586 0.0723 0.0875


4. CALCULO DE LA ALTURA TOTAL DE BOMBEO






CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.8 4 4.5 5 5.5

h min (m) 12.95 12.98 13.07 13.22 13.44 13.71 14.05 14.71 14.90 15.42 16.00 16.64

h max (m) 11.0 10.98 11.07 11.22 11.44 11.71 12.05 12.71 12.90 13.42 14.00 14.64


NPSH req (m): 5.18







10. Codo a 90°, 66"













hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH

CURVAS DE OPERACIÓN DE LA BOMBA CENTRIFUGA 42" X 42"



0

5

10

15

20

25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)


Punto de

operación

Caudal

(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)



Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:













Q nominal = 5 m3/s

TDH = 14.2 m



CALCULO DE PERDIDAS









g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f










SUCCIÓN



DESCARGA



De acuerdo con el catalogo de valvulas

de compuerta VAG.

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

0.0003 0.0011 0.0026 0.0046 0.0072 0.0103 0.0141 0.0184 0.0233 0.0287 0.0348

0.0017 0.0068 0.0153 0.0272 0.0425 0.0613 0.0834 0.1089 0.1378 0.1702 0.2059

0.0009 0.0034 0.0077 0.0137 0.0214 0.0309 0.0420 0.0549 0.0695 0.0858 0.1038

0.0000 0.0001 0.0002 0.0004 0.0006 0.0009 0.0012 0.0016 0.0020 0.0025 0.0030

0.0016 0.0064 0.0145 0.0258 0.0403 0.0580 0.0790 0.1032 0.1306 0.1612 0.1951

0.0005 0.0022 0.0048 0.0086 0.0135 0.0194 0.0264 0.0345 0.0436 0.0539 0.0652

0.0017 0.0067 0.0151 0.0269 0.0421 0.0606 0.0825 0.1077 0.1363 0.1683 0.2036

0.0080 0.0319 0.0717 0.1275 0.1992 0.2869 0.3905 0.5100 0.6455 0.7969 0.9643

0.0004 0.0017 0.0038 0.0068 0.0106 0.0152 0.0207 0.0271 0.0343 0.0423 0.0512

0.0035 0.0139 0.0313 0.0556 0.0868 0.1251 0.1702 0.2223 0.2814 0.3474 0.4203

0.0004 0.0014 0.0032 0.0058 0.0090 0.0130 0.0177 0.0231 0.0292 0.0361 0.0436








CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.65 3 3.5 4 4.5 5 5.5

h min (m) 12.95 12.97 13.03 13.12 13.25 13.42 13.63 13.88 14.16 14.48 14.84 15.24

h max (m) 11.0 10.97 11.03 11.12 11.25 11.42 11.63 11.88 12.16 12.48 12.84 13.24


NPSH req (m): 4.57







11. Codo a 90°, 66"













hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH

CURVAS DE OPERACIÓN DE LA BOMBA CENTRIFUGA 48" x 48"



0

5

10

15

20

25

30

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)


Punto de

operación

Caudal

(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)

PO1 Nivel mínimo en el pozo de succión 5 14.7 88.0% 4.57 819 872

PO2 Nivel máximo en el pozo de succión 5.3 13 86.0% 4.57 786 836

Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:














TDH = 14.1 m



CALCULO DE PERDIDAS









g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f





1. Tubería de acero 36" de diámetro 2. Válvula de bloqueo tipo cuchilla 36" 3. Estrechamiento excéntrico 52" a 36" 4. Tub de acero 52" de diam Diámetro (m): 0.9144 Diámetro 1 (m): 1.3208 Diámetro (m): 1.3208Coef de fricción: 0.0166 Diámetro 2 (m): 0.9144 Coef de fricción: 0.0153Longitud (m): 2.4 Rel diámetros β: 0.6923 Longitud (m): 1.5Área (m2): 0.6567 Angulo θ: 25 Área (m2): 1.3701Cte de perdidas (K): 0.0437 Cte de perdidas (K): 0.19 Cte de perdidas (K): 0.3925 Cte de perdidas (K): 0.0174

5. Entrada tubería 52" 6. Codo a 90° , 36" de diámetro Diámetro (m): 1.3208 Diámetro (m): 0.9144Área (m2): 1.3701 Coef de fricción: 0.0166

Cantidad: 1





SUCCIÓN



DESCARGA




para la válvula

0.5 1 1.5 2 2.65 3 3.5 4 4.5 5 5.5

0.0013 0.0052 0.0116 0.0206 0.0362 0.0464 0.0632 0.0826 0.1045 0.1290 0.1561

0.0055 0.0219 0.0493 0.0876 0.1538 0.1971 0.2683 0.3504 0.4435 0.5475 0.6625

0.0027 0.0107 0.0240 0.0426 0.0748 0.0959 0.1305 0.1705 0.2158 0.2664 0.3223

0.0001 0.0005 0.0011 0.0019 0.0033 0.0043 0.0058 0.0076 0.0096 0.0118 0.0143

0.0053 0.0212 0.0476 0.0847 0.1487 0.1906 0.2594 0.3388 0.4288 0.5294 0.6406

0.0051 0.0203 0.0456 0.0811 0.1424 0.1825 0.2484 0.3245 0.4106 0.5070 0.6134

0.0019 0.0075 0.0169 0.0301 0.0528 0.0677 0.0922 0.1204 0.1524 0.1881 0.2276

0.0055 0.0219 0.0493 0.0876 0.1538 0.1971 0.2683 0.3504 0.4435 0.5475 0.6625

0.0236 0.0943 0.2122 0.3772 0.6622 0.8487 1.1552 1.5089 1.9096 2.3576 2.8527

0.0012 0.0050 0.0112 0.0199 0.0349 0.0448 0.0609 0.0796 0.1007 0.1244 0.1505

0.0105 0.0419 0.0943 0.1677 0.2943 0.3772 0.5134 0.6706 0.8487 1.0478 1.2679

0.0019 0.0075 0.0168 0.0299 0.0525 0.0673 0.0915 0.1196 0.1513 0.1868 0.2261








CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.65 3 3.5 4 4.5 5 5.5

h min (m) 12.95 13.01 13.21 13.53 13.98 14.76 15.27 16.11 17.07 18.17 19.39 20.75

h max (m) 11.0 11.01 11.21 11.53 11.98 12.76 13.27 14.11 15.07 16.17 17.39 18.75


NPSH req (m): 4.57

















11. Codo a 90°, 66"



6. Codo a 90°, 36"

hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH




0

5

10

15

20

25

30

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)



(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)



Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:














TDH = 14.1 m



CALCULO DE PERDIDAS









g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f







Cantidad: 1





SUCCIÓN



DESCARGA




para la válvula

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.8 4 4.5 5 5.5

0.0006 0.0023 0.0052 0.0092 0.0144 0.0208 0.0333 0.0369 0.0467 0.0577 0.0698

0.0030 0.0118 0.0266 0.0473 0.0739 0.1064 0.1707 0.1891 0.2394 0.2955 0.3576

0.0015 0.0060 0.0134 0.0239 0.0374 0.0538 0.0863 0.0956 0.1210 0.1494 0.1808

0.0000 0.0002 0.0004 0.0008 0.0012 0.0017 0.0027 0.0030 0.0038 0.0047 0.0057

0.0026 0.0105 0.0236 0.0419 0.0655 0.0943 0.1513 0.1677 0.2122 0.2620 0.3170

0.0036 0.0144 0.0324 0.0576 0.0900 0.1296 0.2079 0.2303 0.2915 0.3599 0.4355

0.0008 0.0034 0.0076 0.0135 0.0210 0.0303 0.0486 0.0538 0.0681 0.0841 0.1018

0.0030 0.0118 0.0266 0.0473 0.0739 0.1064 0.1707 0.1891 0.2394 0.2955 0.3576

0.0113 0.0451 0.1016 0.1806 0.2822 0.4063 0.6519 0.7224 0.9143 1.1287 1.3657

0.0007 0.0029 0.0065 0.0115 0.0180 0.0260 0.0417 0.0462 0.0585 0.0722 0.0873

0.0046 0.0183 0.0412 0.0732 0.1143 0.1646 0.2641 0.2926 0.3704 0.4572 0.5533

0.0007 0.0027 0.0060 0.0107 0.0167 0.0241 0.0387 0.0429 0.0542 0.0670 0.0810








CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.8 4 4.5 5 5.5

h min (m) 12.95 12.98 13.08 13.24 13.47 13.76 14.11 14.82 15.02 15.57 16.18 16.86

h max (m) 11.0 10.98 11.08 11.24 11.47 11.76 12.11 12.82 13.02 13.57 14.18 14.86


NPSH req (m): 5.18







11. Codo a 90°, 66"





6. Codo a 90°, 36"









hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH


0.946

1.262

1.577

1.892

2.208

2.524

2.839

3.154

3.469

3.785

4.100

4.416



0

5

10

15

20

25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)



(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)



Descripción

Datos ingresados:

Datos calculados:













Q nominal = 5 m3/s

TDH = 14.2 m



CALCULO DE PERDIDAS









g

vkh

accesorio

2

2

D

Lfk

tuberia

74.12

log21

ks

D

f







Cantidad: 1





SUCCIÓN



DESCARGA




para la válvula

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

0.0003 0.0011 0.0026 0.0046 0.0072 0.0103 0.0141 0.0184 0.0233 0.0287 0.0348

0.0017 0.0069 0.0156 0.0277 0.0433 0.0624 0.0849 0.1109 0.1403 0.1732 0.2096

0.0009 0.0034 0.0077 0.0137 0.0214 0.0309 0.0420 0.0549 0.0695 0.0858 0.1038

0.0000 0.0001 0.0002 0.0004 0.0006 0.0009 0.0012 0.0016 0.0020 0.0025 0.0030

0.0016 0.0064 0.0145 0.0258 0.0403 0.0580 0.0790 0.1032 0.1306 0.1612 0.1951

0.0027 0.0107 0.0241 0.0428 0.0669 0.0963 0.1311 0.1713 0.2168 0.2676 0.3238

0.0005 0.0022 0.0048 0.0086 0.0135 0.0194 0.0264 0.0345 0.0436 0.0539 0.0652

0.0017 0.0069 0.0156 0.0277 0.0433 0.0624 0.0849 0.1109 0.1403 0.1732 0.2096

0.0080 0.0319 0.0717 0.1275 0.1992 0.2869 0.3905 0.5100 0.6455 0.7969 0.9643

0.0004 0.0017 0.0038 0.0068 0.0106 0.0152 0.0207 0.0271 0.0343 0.0423 0.0512

0.0026 0.0104 0.0234 0.0417 0.0651 0.0938 0.1277 0.1667 0.2110 0.2605 0.3153

0.0003 0.0013 0.0030 0.0053 0.0083 0.0120 0.0164 0.0214 0.0270 0.0334 0.0404








CAUDAL (m3/s) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

h min (m) 12.95 12.97 13.03 13.14 13.28 13.47 13.70 13.97 14.28 14.63 15.03 15.47

h max (m) 11.0 10.97 11.03 11.14 11.28 11.47 11.70 11.97 12.28 12.63 13.03 13.47


NPSH req (m): 4.57







10. Codo a 90°, 66"





6. Codo a 90°, 36"









hHTDHest

h

maxestaticoH

minestaticoH

TDH

LvsareqHHHHNPSH


0.946

1.262

1.577

1.892

2.208

2.524

2.840

3.154

3.469

3.785

4.100

4.416

4.731

5.047

5.363

5.678



0

5

10

15

20

25

30

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Alt

ura

(m

)

Caudal (m3/s)



(m3/s)

TDH

(m)

Eficiencia

(%)

NPSH

(m)BHP (KW)

POT.

MOTOR

(KW)



Descripción

BOMBACaudal

(m3/s)

TDH

(m.c.a)

Costo

bomba

Costo

Motor (US

Costo

VFD (US

Costo

total (US

36" x 36" 2.48 14.7 $500,000 $495,000 $500,000 $1,495,000

42" x 42" 3.5 14.6 $600,000 $596,970 $603,000 $1,799,970

48" x 48" 4.9 15 $700,000 $703,890 $711,000 $2,114,890

36" x 36" 2.50 14.5 $500,000 $500,000 $500,000 $1,500,000

42" x 42" 3.51 14.4 $600,000 $603,000 $603,000 $1,806,000

48" x 48" 4.95 14.8 $700,000 $711,000 $711,000 $2,122,000

ValvulaCosto

válvulas (US

$)Gate 36" $130,000

Gate 42" $170,000

Gate 48" $210,000

Check 36" $230,000

Check 42" $260,000

Check 48" $300,000

COSTOS EQUIPO DE BOMBEO


1H 6 2 14.88 11,960,000 3,920,000 15,880,000 6,352,000 22,232,000

2H 3 1 2 1 14.44 11,379,910 3,760,000 15,139,910 6,055,964 21,195,874

3H 2 1 2 1 14.76 10,829,670 3,630,000 14,459,670 5,783,868 20,243,538

4H 4 2 14.00 10,799,820 3,600,000 14,399,820 5,759,928 20,159,748

1V 6 2 15.00 12,000,000 3,920,000 15,920,000 6,368,000 22,288,000

2V 3 1 2 1 14.52 11,418,000 3,760,000 15,178,000 6,071,200 21,249,200

3V 2 1 2 1 14.90 10,866,000 3,630,000 14,496,000 5,798,400 20,294,400

4V 4 2 14.04 10,836,000 3,600,000 14,436,000 5,774,400 20,210,400

Costo

suministro

valvulas (Us

Costo total

suministro

(US $)

ALTERNATIVA

Cap

neta

(m3/s)

Costo

suministro

Bombas (US

Costo Inst y

mont. (US $)

Costo

inversión

inicial (US $)

36" x 36" 42" X 42" 48" x 48"

MODELO DE BOMBA

COSTOS DE OPERACION

BOMBA Caudal (m

3/s)

TDH (m.c.a)

eficiencia BHP (kW)

POTENCIA MOTOR

(kW) Años (n): 25

HORIZ 36" x 36" 2.48 14.7 88% 406 432 Costo kW/h: 0.12 us$]/kWh

HORIZ 42" x 42" 3.5 14.6 86% 583 620 TIR: 12%

HORIZ 48" x 48" 4.9 15 88% 819 872

VERT 36" x 36" 2.50 14.5 88% 404 430

VERT 42" x 42" 3.51 14.4 86% 577 613

VERT 48" x 48" 4.95 14.8 88% 817 869

ALTERNATIVA

MODELO DE BOMBA Cap neta

(m3/s)

Unidades encendidas Potencia requerida

caudal medio (kW)

Potencia consumida

anual (kW/h)

Costo operación anual (US

$)

Costo de operación

(US $) 36" x 36" 42" X 42" 48" x 48"

36"x36" 42"x42" 48"x48"


1H 6 2 14.9 3 1297 11,361,950 1,363,434 10,693,602

2H 3 1 2 1 14.4 3 1297 11,361,950 1,363,434 10,693,602

3H 2 1 2 1 14.8 1 1 1304 11,423,035 1,370,764 10,751,095

4H 4 2 14.0 2 1240 10,864,199 1,303,704 10,225,131

1V 6 2 15.00 3 1290 11,297,747 1,355,730 10,633,176

2V 3 1 2 1 14.52 3 1290 11,297,747 1,355,730 10,633,176

3V 2 1 2 1 14.90 1 1 1299 11,376,702 1,365,204 10,707,486

4V 4 2 14.04 2 1227 10,745,990 1,289,519 10,113,875

Años (n) 25

TIR 12%

Factor un solo modelo de bomba horizontal: 0.10

Factor dos modelos de bomba verticales y/o horizontales: 0.13

Factor un solo modelo de bomba vertical: 0.11

BOMBACaudal

(m3/s)

TDH

(m.c.a)

Costo

bomba (US

Costo

Motor (US

Costo

VFD (US

Costo

total (US

HORIZ 36" x 36" 2.48 14.7 $500,000 $495,000 $500,000 $1,495,000

HORIZ 42" x 42" 3.5 14.6 $600,000 $596,970 $603,000 $1,799,970

HORIZ 48" x 48" 4.9 15 $700,000 $703,890 $711,000 $2,114,890

VERT 36" x 36" 2.50 14.5 $500,000 $500,000 $500,000 $1,500,000

VERT 42" x 42" 3.51 14.4 $600,000 $603,000 $603,000 $1,806,000

VERT 48" x 48" 4.95 14.8 $700,000 $711,000 $711,000 $2,122,000

COSTOS DE MANTENIMIENTO

Op Sup Op Sup Op Supanual (US $) Total (US $)

HORIZ 1H 6 2 14.9 15,880,000 6,352,000 22,232,000 2,223,200 17,436,867

HORIZ 2H 3 1 2 1 14.4 15,139,910 6,055,964 21,195,874 2,755,464 21,611,484

HORIZ 3H 2 1 2 1 14.8 14,459,670 5,783,868 20,243,538 2,631,660 20,640,475

HORIZ 4H 4 2 14.0 14,399,820 5,759,928 20,159,748 2,015,975 15,811,571

VERT 1V 6 2 15.00 15,920,000 6,368,000 22,288,000 2,451,680 19,228,867

VERT 2V 3 1 2 1 14.52 15,178,000 6,071,200 21,249,200 2,762,396 21,665,856

VERT 3V 2 1 2 1 14.90 14,496,000 5,798,400 20,294,400 2,638,272 20,692,334

VERT 4V 4 2 14.04 14,436,000 5,774,400 20,210,400 2,223,144 17,436,428

ALTERNATIVA

Costo mantenimientoMODELO DE BOMBA

Cap

neta

(m3/s)

Costo total

de

suministro

(US $)

Costo Inst

y mont.

(US $)

Costo

inversión

inicial

(US $)

36" x 36" 42" X 42" 48" x 48"

COSTOS OBRA CIVIL

ALTERNATIVA

MODELO DE BOMBA AREA PLACAS (m²) VOLUMEN PLACAS (m³) Vr. Unit Subtotal

36" x 36" 42" X 42" 48" x 48" No.

Unidades

Area/unid Aislamientos Subtotal Inferior Superio

r Subtotal

Concreto reforzado

costo placas

Oper Supl. Oper Supl. Oper Supl.

e= 2.70 e= 0.50 US$/m³ US$

HORIZ 1H 6 2 8 160 500 1780 4806 267 5073 500 2,536,500

HORIZ 2H 3 1 2 1 7 HORIZ 3H 2 1 2 1 6 HORIZ 4H 4 2 6 VERT 1V 6 2 8 110.25 306.25 1188 3208 594 3802 500 1,901,200

VERT 2V 3 1 2 1 7

VERT 3V 2 1 2 1 6

VERT 4V 4 2 6

ALTERNATIVA

VOLUMEN MUROS (m³) Vr. Unit Subtotal CIMENTACIÓN Vr. Unit Subtotal Total Costo Costo/

Un. Bombeo

Costo Total US$

Altura Perímetro Volumen Concreto reforzado

costo muros

No. Pilotes

Long Costo Pilotes

costo pilotes

estructura concreto

m m e= 1.20 US$/m³ US$ 6.25

m²/pil. km US$/km US$

US$/un.

HORIZ 1H 18.1 242.8 5274 500 2,636,808 285 14.2 125,000 1,780,000 6,953,308 869,164 8,691,635

HORIZ 2H

7,605,181

HORIZ 3H

6,518,726

HORIZ 4H

6,518,726

VERT 1V 18.1 237.15 5151 500 2,575,449 190 9.5 125,000 1,188,250 5,664,899 708,112 7,081,124

VERT 2V 6,195,983

VERT 3V 5,310,843

VERT 4V 5,310,843

CAR


Producto Final – Anexo No. 4.5

Protocolo de Funcionamiento de Bombas de

Velocidad Constante

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 2 Unidad 1 2.65 39.2 20950 120 39 16270

2:00 2 Unidad 2 2.65 39 16270 120 38.8 11590

4:00 2.2 Unidad 3 2.65 38.8 11590 120 38.65 8350

6:00 4 Unidad 4 2.65 38.65 8350 120 39.1 18070

8:00 5 Unidad 5 3.8 39.1 18070 120 39.4 26710

10:00 6.5 Unidad 1+6 6.45 39.4 26710 120 39.4 27070

12:00 6.5 Unidad 2+7 6.45 39.4 27070 120 39.45 27430

14:00 6.8 Unidad 3+5 6.45 39.45 27430 120 39.5 29950

16:00 5 Unidad 1+4 5.3 39.5 29950 120 39.45 27790

18:00 6.5 Unidad 2+6 6.45 39.45 27790 120 39.45 28150

20:00 4.2 Unidad 7 3.8 39.45 28150 120 39.55 31030

22:00 2.2 Unidad 5 3.8 39.55 31030 120 39.15 19510

Unidad 1 Unidad 2 Unidad 3 Unidad 4 Unidad 5 Unidad 6 Unidad 7

6 6 4 4 6 4 4

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 2 Unidad 1 2.65 39.2 20950 120 39 16270

2:00 2 Unidad 2 2.65 39 16270 120 38.8 11590

4:00 2.2 Unidad 3 2.65 38.8 11590 120 38.65 8350

6:00 4 Unidad 4 2.65 38.65 8350 120 39.1 18070

8:00 5 Unidad 5 3.8 39.1 18070 120 39.4 26710

10:00 6.5 Unidad 1+6 6.45 39.4 26710 120 39.4 27070

12:00 6.5 Unidad 2+7 6.45 39.4 27070 120 39.45 27430

14:00 7.7 Unidad 5+6 7.6 39.45 27430 120 39.45 28150

16:00 9 Unidad 3+6+7 10.25 39.45 28150 120 39.15 19150

18:00 9 Unidad 4+5+7 10.25 39.15 19150 120 38.7 10150

20:00 6.5 Unidad 1+6 6.45 38.7 10150 120 38.75 10510

22:00 5 Unidad 5 3.8 38.75 10510 120 39.15 19150


6 4 4 4 8 8 6

Página 1 de 8

Caudal Diurno Típico (4.5 m3/s)

Caudal Durante Evento de Lluvia

Protocolo de Funcionamiento de Bombas de Velocidad Constante

Tiempo de Operacion de Equipo (Horas)


Bombas 36" x 36" - Unidades 1,2,3,4

Bombas 42" x 42" - Unidades 5,6,7

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 2 Unidad 1 2 39.2 20950 120 39.2 20950

2:00 2 Unidad 2 2 39.2 20950 120 39.2 20950

4:00 2.2 Unidad 3 2.2 39.2 20950 120 39.2 20950

6:00 4 Unidad 5 4 39.2 20950 120 39.2 20950

8:00 5 Unidad 4 + 6 5 39.2 20950 120 39.2 20950

10:00 6.5 Unidad 4 + 6 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

12:00 6.5 Unidad 1 + 7 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

14:00 6.8 Unidad 1 + 5 6.8 39.2 20950 120 39.2 20950

16:00 5 Unidad 2 + 5 5 39.2 20950 120 39.2 20950

18:00 6.5 Unidad 2 + 6 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

20:00 4.2 Unidad 3 + 7 4.2 39.2 20950 120 39.2 20950

22:00 2.2 Unidad 3 2.2 39.2 20950 120 39.2 20950


6 6 6 4 6 6 4

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 2 Unidad 1 2 39.2 20950 120 39.2 20950

2:00 2 Unidad 2 2 39.2 20950 120 39.2 20950

4:00 2.2 Unidad 3 2.2 39.2 20950 120 39.2 20950

6:00 4 Unidad 5 4 39.2 20950 120 39.2 20950

8:00 5 Unidad 4 + 6 5 39.2 20950 120 39.2 20950

10:00 6.5 Unidad 4 + 6 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

12:00 6.5 Unidad 1 + 7 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

14:00 7.7 Unidad 2 + 3 + 7 7.7 39.2 20950 120 39.2 20950

16:00 9 Unidad 3 + 4 + 5 9 39.2 20950 120 39.2 20950

18:00 9 Unidad 1 + 4 + 5 9 39.2 20950 120 39.2 20950

20:00 6.5 Unidad 2 + 7 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

22:00 5 Unidad 2 + 6 5 39.2 20950 120 39.2 20950


6 8 6 8 6 6 6

Página 2 de 8



Protocolo de Funcionamiento de Bombas de Velocidad Variable





Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación de

Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación de

Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 3.4 Unidad 1 2.65 39.2 20950 120 39.4 26350

2:00 3.4 Unidad 2 2.65 39.4 26350 120 39.6 31750

4:00 3.5 Unidad 3 2.65 39.6 31750 120 39.75 37870

6:00 6 Unidad 4+5 6.45 39.75 37870 120 39.65 34630

8:00 8 Unidad 4+2+5 9.1 39.65 34630 120 39.4 26710

10:00 10 Unidad 2+5+7 10.25 39.4 26710 120 39.35 24910

12:00 10 Unidad 3+6+7 10.25 39.35 24910 120 39.3 23110

14:00 10.5 Unidad 3+6+7 10.25 39.3 23110 120 39.35 24910

16:00 8 Unidad 1+3+4 7.95 39.35 24910 120 39.35 25270

18:00 10 Unidad 1+5+7 10.25 39.35 25270 120 39.3 23470

20:00 6.5 Unidad 1+6 6.45 39.3 23470 120 39.3 23830

22:00 3.5 Unidad 6 3.8 39.25 23830 120 39.25 21670


8 6 8 6 8 8 8

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación de

Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación de

Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 3.4 Unidad 1 2.65 39.2 20950 120 39.4 26350

2:00 3.4 Unidad 2 2.65 39.4 26350 120 39.6 31750

4:00 3.5 Unidad 3 2.65 39.6 31750 120 39.75 37870

6:00 6 Unidad 4+5 6.45 39.75 37870 120 39.65 34630

8:00 8 Unidad 4+2+5 9.1 39.65 34630 120 39.4 26710

10:00 10 Unidad 2+5+7 10.25 39.4 26710 120 39.35 24910

12:00 10 Unidad 1+6+7 10.25 39.35 24910 120 39.3 23110

14:00 12 Unidad 1+3+4+5 11.75 39.3 23110 120 39.35 24910

16:00 14 Unidad 3+4+6+7 12.9 39.3 24910 120 39.6 32830

18:00 14 Unidad 1+5+6+7 14.05 39.6 32830 120 39.6 32470

20:00 10 Unidad 2+3+4+6 11.75 39.6 32470 120 39.15 19870

22:00 8 Unidad 1+2+3 7.95 39.15 19870 120 39.2 20230


10 10 10 10 8 8 8

Página 3 de 8

Caudal Diurno Típico (7 m3/s)







Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 3.4 Unidad 1 + 2 3.4 39.2 20950 120 39.2 20950

2:00 3.4 Unidad 2 + 3 3.4 39.2 20950 120 39.2 20950

4:00 3.5 Unidad 3 + 4 3.5 39.2 20950 120 39.2 20950

6:00 6 Unidad 1 + 3 + 4 6 39.2 20950 120 39.2 20950

8:00 8 Unidad 5 + 6 8 39.2 20950 120 39.2 20950

10:00 10 Unidad 5 + 6 + 7 10 39.2 20950 120 39.2 20950

12:00 10 Unidad 5 + 6 + 7 10 39.2 20950 120 39.2 20950

14:00 10.5 Unidad 5 + 6 + 7 10.5 39.2 20950 120 39.2 20950

16:00 8 Unidad 4 + 5 + 7 8 39.2 20950 120 39.2 20950

18:00 10 Unidad 1 + 3 + 4 10 39.2 20950 120 39.2 20950

20:00 6.5 Unidad 1 + 2 + 4 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

22:00 3.5 Unidad 1 + 2 3.5 39.2 20950 120 39.2 20950


10 8 8 10 10 8 8

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación de

Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 3.4 Unidad 1 + 2 3.4 39.2 20950 120 39.2 20950

2:00 3.4 Unidad 2 + 3 3.4 39.2 20950 120 39.2 20950

4:00 3.5 Unidad 3 + 4 3.5 39.2 20950 120 39.2 20950

6:00 6 Unidad 1 + 3 + 4 6 39.2 20950 120 39.2 20950

8:00 8 Unidad 5 + 6 8 39.2 20950 120 39.2 20950

10:00 10 Unidad 5 + 6 + 7 10 39.2 20950 120 39.2 20950

12:00 10 Unidad 5 + 6 + 7 10 39.2 20950 120 39.2 20950

14:00 12 Unidad 2+5+6+7 12 39.2 20950 120 39.2 20950

16:00 14 Unidad 2+3+5+6+7 14 39.2 20950 120 39.2 20950

18:00 14 Unidad 3+4+5+6+7 14 39.2 20950 120 39.2 20950

20:00 10 Unidad 1+4+7 10 39.2 20950 120 39.2 20950

22:00 8 Unidad 1+2+4 8 39.2 20950 120 39.2 20950


8 10 10 10 12 12 12

Página 4 de 8








Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 2 Unidad 1 2.65 39.2 20950 120 39 16270

2:00 2 Unidad 2 2.65 39 16270 120 38.8 11590

4:00 2.2 Unidad 3 2.65 38.8 11590 120 38.65 8350

6:00 4 Unidad 4 2.65 38.65 8350 120 39.1 18070

8:00 5 Unidad 5 5 39.1 18070 120 39.1 18070

10:00 6.5 Unidad 6 5 39.1 18070 120 39.5 28870

12:00 6.5 Unidad 1+7 7.65 39.5 28870 120 39.2 20590

14:00 6.8 Unidad 5 5 39.2 20590 120 39.65 33550

16:00 5 Unidad 6 5 39.65 33550 120 39.65 33550

18:00 6.5 Unidad 7 5 39.65 33550 120 39.95 44350

20:00 4.2 Unidad 5 5 39.95 44350 120 39.8 38590

22:00 2.2 Unidad 6 5 39.8 38590 120 39.1 18430


4 2 2 2 6 4 4

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 2 Unidad 1 2.65 39.2 20950 120 39 16270

2:00 2 Unidad 2 2.65 39 16270 120 38.8 11590

4:00 2.2 Unidad 3 2.65 38.8 11590 120 38.65 8350

6:00 4 Unidad 4 2.65 38.65 8350 120 39.1 18070

8:00 5 Unidad 5 5 39.1 18070 120 39.1 18070

10:00 6.5 Unidad 6 5 39.1 18070 120 39.5 28870

12:00 6.5 Unidad 7 5 39.5 28870 120 39.8 39670

14:00 7.7 Unidad 1+7 7.65 39.8 39670 120 39.8 40030

16:00 9 Unidad 6+7 10 39.8 40030 120 39.6 32830

18:00 9 Unidad 5+6 10 39.6 32830 120 39.4 25630

20:00 6.5 Unidad 2+5 7.65 39.4 25630 120 39.05 17350

22:00 5 Unidad 5 5 39.05 17350 120 39.05 17350


4 4 2 2 8 6 6

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Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 2 Unidad 1 2 39.2 20950 120 39.2 20950

2:00 2 Unidad 2 2 39.2 20950 120 39.2 20950

4:00 2.2 Unidad 3 2.2 39.2 20950 120 39.2 20950

6:00 4 Unidad 6 4 39.2 20950 120 39.2 20950

8:00 5 Unidad 7 5 39.2 20950 120 39.2 20950

10:00 6.5 Unidad 3 + 7 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

12:00 6.5 Unidad 4 + 7 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

14:00 6.8 Unidad 4 + 6 6.8 39.2 20950 120 39.2 20950

16:00 5 Unidad 6 5 39.2 20950 120 39.2 20950

18:00 6.5 Unidad 2 + 5 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

20:00 4.2 Unidad 5 4.2 39.2 20950 120 39.2 20950

22:00 2.2 Unidad 1 2.2 39.2 20950 120 39.2 20950


4 4 4 4 4 6 6

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación de

Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación De

Bombas

(min)

Elevación de

Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 2 Unidad 1 2 39.2 20950 120 39.2 20950

2:00 2 Unidad 2 2 39.2 20950 120 39.2 20950

4:00 2.2 Unidad 3 2.2 39.2 20950 120 39.2 20950

6:00 4 Unidad 6 4 39.2 20950 120 39.2 20950

8:00 5 Unidad 7 5 39.2 20950 120 39.2 20950

10:00 6.5 Unidad 3 + 7 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

12:00 6.5 Unidad 4 + 7 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

14:00 7.7 Unidad 4 + 6 7.7 39.2 20950 120 39.2 20950

16:00 9 Unidad 1+5+6 9 39.2 20950 120 39.2 20950

18:00 9 Unidad 1 + 4 + 5 9 39.2 20950 120 39.2 20950

20:00 6.5 Unidad 2 + 5 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

22:00 5 Unidad 7 5 39.2 20950 120 39.2 20950


6 4 4 6 6 6 8

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Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 3.4 Unidad 1 2.65 39.2 20950 120 39.4 26350

2:00 3.4 Unidad 2 2.65 39.4 26350 120 39.6 31750

4:00 3.5 Unidad 3 2.65 39.6 31750 120 39.75 37870

6:00 6 Unidad 1+3+4 7.95 39.75 37870 120 39.3 23830

8:00 8 Unidad 1+2+4 7.95 39.3 23830 120 39.3 24190

10:00 10 Unidad 2+3+4 7.95 39.3 24190 120 39.8 38950

12:00 10 Unidad 5+6 10 39.8 38950 120 39.8 38950

14:00 10.5 Unidad 6+7 10 39.8 38950 120 39.9 42550

16:00 8 Unidad 1+7 7.65 39.9 42550 120 39.95 45070

18:00 10 Unidad 5+7 10 39.95 45070 120 39.95 45070

20:00 6.5 Unidad 2+3+4 7.95 39.95 45070 120 39.65 34630

22:00 3.5 Unidad 6 5 39.65 34630 120 39.3 23830


8 8 8 8 4 6 6

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 3.4 Unidad 1 2.65 39.2 20950 120 39.4 26350

2:00 3.4 Unidad 2 2.65 39.4 26350 120 39.6 31750

4:00 3.5 Unidad 3 2.65 39.6 31750 120 39.75 37870

6:00 6 Unidad 1+3+4 7.95 39.75 37870 120 39.3 23830

8:00 8 Unidad 1+2+4 7.95 39.3 23830 120 39.3 24190

10:00 10 Unidad 2+3+4 7.95 39.3 24190 120 39.8 38950

12:00 10 Unidad 5+6 10 39.8 38950 120 39.8 38950

14:00 12 Unidad 1+6+7 12.65 39.8 38950 120 39.65 34270

16:00 14 Unidad 2+5+7 12.65 39.65 34270 120 39.95 43990

18:00 14 Unidad 3+5+6 12.65 39.95 43990 120 40.2 53710

20:00 10 Unidad 4+6+7 12.65 40.2 53710 120 39.65 34630

22:00 8 Unidad 5+7 10 39.65 34630 120 39.2 20230


8 8 8 8 8 8 8

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Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 3.4 Unidad 1 + 2 3.4 39.2 20950 120 39.2 20950

2:00 3.4 Unidad 2 + 3 3.4 39.2 20950 120 39.2 20950

4:00 3.5 Unidad 3 + 4 3.5 39.2 20950 120 39.2 20950

6:00 6 Unidad 1 + 5 6 39.2 20950 120 39.2 20950

8:00 8 Unidad 2 + 5 8 39.2 20950 120 39.2 20950

10:00 10 Unidad 5 + 6 10 39.2 20950 120 39.2 20950

12:00 10 Unidad 6 + 7 10 39.2 20950 120 39.2 20950

14:00 10.5 Unidad 6 + 7 10.5 39.2 20950 120 39.2 20950

16:00 8 Unidad 3 + 7 8 39.2 20950 120 39.2 20950

18:00 10 Unidad 5 + 6 10 39.2 20950 120 39.2 20950

20:00 6.5 Unidad 4 + 7 6.5 39.2 20950 120 39.2 20950

22:00 3.5 Unidad 1 + 4 3.5 39.2 20950 120 39.2 20950


6 6 6 6 8 8 8

Hora

Caudal

Influente

(m3/s)

Bombas en

Operación

Caudal

Bombas

(m3/s)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

Tiempo de

Operación

De Bombas

(min)

Elevación

de Agua

Volumen de

almacenamiento

(m3)

0:00 3.4 Unidad 1 + 2 3.4 39.2 20950 120 39.2 20950

2:00 3.4 Unidad 2 + 3 3.4 39.2 20950 120 39.2 20950

4:00 3.5 Unidad 3 + 4 3.5 39.2 20950 120 39.2 20950

6:00 6 Unidad 1 + 5 6 39.2 20950 120 39.2 20950

8:00 8 Unidad 2 + 5 8 39.2 20950 120 39.2 20950

10:00 10 Unidad 5 + 6 10 39.2 20950 120 39.2 20950

12:00 10 Unidad 6 + 7 10 39.2 20950 120 39.2 20950

14:00 12 Unidad 3+5+7 12 39.2 20950 120 39.2 20950

16:00 14 Unidad 5+6+7 14 39.2 20950 120 39.2 20950

18:00 14 Unidad 5+6+7 14 39.2 20950 120 39.2 20950

20:00 10 Unidad 6+7 10 39.2 20950 120 39.2 20950

22:00 8 Unidad 4+6 8 39.2 20950 120 39.2 20950


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Producto Final Anexo No. 4 Estación de Bombeo - car.gov.co · ESTACIÓN DE BOMBEO HAZEN AND SAWYER, P.C. │ NIPPON KOEI pérdidas de energía locales y por fricción que se generan