diseño y desarrollo de una estación de bombeo de aguas

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL (MECÁNICO)
DISEÑO Y DESARROLLO DE UNA ESTACIÓN DE
BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES
Autor: Natividad Bermejo Herrero
Director:Íñigo Sanz Fernández
Madrid
Mayo y 2012
DISEÑO Y DESARROLLO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO DE
AGUAS RESIDUALES
Autor: Bermejo Herrero, Natividad.
Director: Sanz Fernández, Íñigo.
Entidad Colaboradora: ICAI – Universidad Pontificia Comillas.
RESUMEN DEL PROYECTO
Los objetivos del presente proyecto son, en primer lugar, dimensionar el pozo de
gruesos del futuro EDAR del término municipal de Boadilla del Monte, en la
Comunidad de Madrid. En segundo lugar, el bombeo de las aguas residuales que
contenga el pozo hasta llegar al depósito donde comenzarán las fases de su depuración.
La construcción de dicho EDAR se plantea para dentro de 50 años, y se situará en
la cuenca hidrográfica del arroyo Valenoso. Se estima un caudal máximo teórico de
2000 m3/h a bombear.
La instalación de la estación de bombeo se compondrá de dos tramos. El primero
estará a su vez diversificado en cuatro secciones, al ser el número de bombas necesarias
en el pozo. Cada uno de estas cuatro secciones tendrá 2,5 m de tubería DN315 en
vertical dentro del pozo, mediante un codo el fluido pasará a la cámara de válvulas, la
cual tendrá una válvula de cierre (de mariposa) y otra antirretorno (de bola) por cada
sección uniéndose todas ellas en el entronque o pieza pantalón. Desde esta pieza
comenzará el segundo tramo. Serán necesarios 7 m de tubería DN500 para unir la pieza
pantalón con la válvula de cierre elegida, tipo mariposa, y de esta llegar hasta la válvula
antirretorno de clapeta a muro que descargará al depósito.
A partir del caudal, y una vez decidido la instalación de la estación de bombeo, se
halla la altura debido a las pérdidas por fricción del fluido con la tubería y con los
accesorios, obteniendo una altura de 3,37 m.
Al conocer la altura debido a las pérdidas de carga, y la altura geodésica del pozo
al depósito que serán 10 m, se tiene una altura manométrica de 13,4 m. Finalmente, esta
será la altura total a la que las bombas tengan que hacer frente para conseguir elevar el
fluido hasta el depósito.
Se descarta la bomba en seco porque se necesitaría otro compartimento además
del pozo para su ubicación. Por tanto, para ahorrar espacio, se decide que sea una
bomba sumergida para aguas residuales con partículas flotantes. Con estas
características se ha realizado un estudio de los tres modelos de bombas más adecuadas
en la EBAR para una vida útil de 10 años, teniendo en cuanta: el rendimiento
hidráulico, el NPSH, la potencia en el eje de la bomba y el coste energético y de
mantenimiento durante los diez años.
Como conclusión, se ha elegido instalar un sistema 3+1 de bombas iguales en
paralelo de la marca ABS, modelo AFP 3002, con un motor ME 900-6 que
proporcionará una potencia de accionamiento de 108 kW. En primer lugar, el sistema
3+1 es debido a que se ha previsto una bomba de reserva porque el coste de pérdida
debido a la falta de actividad es elevado. En segundo lugar, la decisión de que sean
iguales es debido a la simplificación del mantenimiento y la reducción de stock de
repuestos.
Para evitar la sobrecarga térmica de los motores, las bombas no se deben arrancar
con demasiada frecuencia dentro de un intervalo de tiempo. Al ser la potencia del motor
de 90 kW, se corresponde con un máximo de 15 arranques/hora, es decir, un máximo de
240 s entre dos arranques consecutivos.
Para el funcionamiento con bombas sumergidas hay que tener en cuenta que la
refrigeración del motor la realiza el mismo medio que la bomba eleva por lo que el
volumen muerto del pozo de bombeo se corresponderá con una altura de 1,77 m.
El volumen del pozo depende también de la secuencia de funcionamiento. El
modo de funcionamiento seleccionado es el modo de ‘arranque y paro escalonados’. Es
decir, las bombas arrancan una tras otra a niveles crecientes y paran sucesivamente en
orden inverso. Frente al modo ‘arranque escalonado y paro común’, es decir, las bombas
arrancan una tras otra, pero paran todas a la vez en el nivel de desconexión de la primera
bomba. En el modo elegido se trata de una serie de volúmenes útiles superpuestos, por
lo que el volumen total es mayor. Este modo se adapta mejor a las fluctuaciones de
caudal, ya que produce menos puntas, y a su vez redundará en un beneficio para el
funcionamiento de la EDAR a la que se vierte el agua del pozo de gruesos.
El pozo será de planta cuadrada porque, aunque es recomendable que la superficie
del pozo sea mínima, si fuese circular habría que cavar a mayor profundidad.
Los pozos de planta circular se utilizan generalmente en estaciones de poco caudal
o prefabricadas. Sin embargo, los pozos de planta cuadrada o rectangular permiten un
flujo de agua más abundante y regular. Con un criterio hidráulico son preferibles los de
planta cuadrada o rectangular, por eso ha sido la elegida en este proyecto.
Con lo dicho anteriormente, se ha determinado que el pozo tenga unas
dimensiones de 4800x4000x3000 mm (Ancho x Largo x Alto). Según las dimensiones
obtenidas, el pozo va a tener un volumen útil de 18,38 m³. El volumen total del pozo de
bombeo es la suma del volumen útil y el volumen muerto, dando un total de 57,60 m³.
Para evitar la entrada directa del agua sobre las bombas o sus cables de
alimentación, se decide construir una cámara tranquilizadora en el pozo que disminuya
la energía cinética del agua y a la vez ayude a eliminar aire disuelto. Tendrá unos
orificios para ayudar a que el agua fluya hacia la línea de bombas perpendicularmente.
Desde el punto de vista económico, se estiman unas pérdidas durante los 10 años
analizados de 16.795.101,65 €, que se deducen de sustraer a los ingresos por venta de
energía y agua regenerada, los costes de ejecución de obras, compra e instalación de
equipos, y compra de agua residual.
Puede ahorrarse entre un 30 y un 50% de la energía consumida mediante la
optimización de las bombas y toma de decisiones. Por ello, se ha realizado un estudio de
los factores que influyen en el coste del ciclo de vida de las bombas: coste inicial, de
instalación, energético, de operación, de mantenimiento, de tiempo por avería,
medioambiental y de retirada.
El presupuesto general sin contabilizar los costes de actividad se reflejan en la
siguiente tabla:
PRESUPUESTO GENERAL
Concepto
% Ejecución
Importe
1 Total de Ejecución
100%
2 Gastos generales
11%
3 Beneficio industrial
7%
4 I.V.A.
21%
PRESUPUESTO TOTAL PARA 10 AÑOS
2.190.348,68 €
240.938,36 €
153.324,41 €
459.973,22 €
3.044.584,67 €
DESIGN AND DEVELOPMENT OF A PUMPING STATION SEWAGE
Author: Bermejo Herrero, Natividad.
Director: Sanz Fernández, Íñigo.
Collaborating Organization: ICAI – Universidad Pontificia Comillas.
PROJECT SUMMARY
There are two main objetives in this project. Firstly, measure the future raw water
well to be installed in Boadilla del Monte, Community of Madrid. Secondly, the
pumping of waste water from the well to the deposit where the purification will happen.
The construction of the WWTP is due in 50 years, and will be placed in the
watershed of Valenoso stream. It is estimated a theoretical maximum flow of 2,000
m3/h pumped.
The installation of the pumping station will be composed by two segments. The
first segment will be divided in four sections. A section for every pump that the well
will have. Each section will have a vertical pipe of 2.5 m inside the well. Through an
elbow the pipes will arrive to the valve chamber. In this chamber will be necessary to
place a butterfly valve and a ball valve on each pipe. Afterward all of them will be
joined with a junction pipe. Here will start the second segment, where a 7 m pipe will be
required to join the junction pipe with another butterfly valve and from this one to the
clapper valve that will discharge in the tank.
Once the flow and the installation of the pump station is know, the height due to
the fluid frictions is calculated. The height obtained is 3.37 m.
Knowing the height due to the losses, and geodetic height of the well to the tank
(10 m), the conclusion is that the total height will be of 13.4 m. This is the total height
to which the pumps will have to lift the fluid to the tank.
A dry pump has been discard as another compartment in addition to the well is
needed. Therefore, to save space, it is decided to choose a submerged pump for waste
water. A study has been made to analyze the more suitable pumps for a lifetime of 10
years. For the analysis has been taken in consideration: the hydraulic performance, the
NPSH, the power on the shaft of the pump and the energy and service costs for ten
years.
In conclusion, it has been chosen to install a 3+1 system. The four pumps will be
the same, the brand selected is ABS, AFP model 3002, with an engine ME 900-6. The
reason to choose a system 3+1 is due to a reserve pump has been forecasted as the cost
of loss due to lack of activity is high. The reason for the pumps to be the same is due to
simplified maintenance and reduced stock of spare parts.
To avoid thermal overload of the motors, the pumps must not be too often started.
The engine power is of 90 kW, it corresponds to a maximum of 15 starts / hour, it
means a maximum of 240 s between two consecutive starts.
For operation with submersible pumps should be considered that the minimum
heigh of the well has to be 1.77 m in order to the engine to get cool.
The volume of the well also depend on the sequence of operation. The operational
mode selected is “staggered start and stop”, this means that the pumps will start one
after the other in ascending order and stop one after the other in descending order. The
method defers from the “staggered start and stop common”. This method will start the
pumps in ascending order one after the other but will stop all of them simultaneously.
The method chosen will increase the volume of water and adjust better to the flow
fluctuations so the WWTP will be more benefit.
Circular wells are generally used in low flow stations or prefabricated. However,
rectangular or square wells allow a more abundant flow of water and regular. With a
hydraulic criterion are preferable to square or rectangular, so it has been chosen in this
project.
Due to the exposed data the dimensions of the well will be 4800x4000x3000 mm
(W x L x H). The useful volume will be 18.38 m³ and the total volume will be 57.60 m³.
To avoid direct intake of water on pumps or in its power cables, it has been
decided to build a wall into the pit reassuring to decrease the kinetic energy of water and
as well to help remove dissolved air. In the bottom part of the wall there are several
holes so the water can flow to the pumps.
From the economic point of view during the ten years analyzed, the losses will be
€ 16,795,101.65. This is derived by subtracting the income from energy sales and
reclaimed water, the implementation costs of construction, purchase and installation of
equipment, and purchase of wastewater.
You can save between 30 and 50% of the energy consumed by optimizing the
pumps and the decisions taken. It has been developed a study of the factors that will
influence on the life cycle of the pumps: initial cost, installation, energy, operation,
maintenance, time to failure, environmental and withdrawal.
The overall budget without the cost of activity is reflected on the following table:
GENERAL BUDGET
Concept
Execution %
Amount
1 Execution Total
100%
2 General Expenses
11%
3 Industrial Benefit
7%
4 V.A.T.
21%
TOTAL BUDGET FOR 10 YEARS
2.190.348,68 €
240.938,36 €
153.324,41 €
459.973,22 €
3.044.584,67 €
UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS
INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL MECÁNICO
ÍNDICE DE FIGURAS
Índice de figuras
Figura 1. Mapa de Madrid-Boadilla del Monte ........................................... 13
Figura 2. Mapa de ubicación del EDAR en Boadilla del Monte................. 13
Figura 3. Plano de pozo con planta rectangular .......................................... 19
Figura 4. Tipos de impulsores ........................................................................ 19
Figura 5. Procesador de datos ....................................................................... 24
Figura 6. Bombas para aguas limpias y residuales ...................................... 30
Figura 7. Altura de elevación ......................................................................... 31
Figura 8. Instalación fija sumergida ............................................................. 32
Figura 9. Instalación horizontal en seco ...................................................... 32
Figura 10. Instalación vertical en seco .......................................................... 32
Figura 11. Portátiles ....................................................................................... 33
Figura 12. Formas de instalación fija sumergida......................................... 34
Figura 13. Vórtices debido a una sumergencia insuficiente........................ 35
Figura 14. Descripción de la cavitación ........................................................ 36
Figura 15. Ejemplo de la erosión por cavitación.......................................... 36
Figura 16. Consecuencias de la cavitación.................................................... 37
Figura 17. Distribución de presiones en una bomba ................................... 38
Figura 18. Proceso de identificación y evaluación de aspectos ambientales..
Significativos (Fuente: Ministerios de Medio Ambiente) ......... 39
Figura 19. Rugosidad ...................................................................................... 49
Figura 20. Pérdidas de carga primaria en el primer tramo........................ 52
I
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 21. Pérdidas de carga secundaria de la instalación ......................... 52
Figura 22. Pérdidas de carga primaria en el segundo tramo...................... 53
Figura 23. Áltura manométrica o altura total de la instalación ................. 53
Figura 24. Pérdidas volumétricas .................................................................. 61
Figura 25. Interrelación de potencias ........................................................... 64
Figura 26. Curva característica de la bomba ............................................... 65
Figura 27. Curva característica de la instalación ........................................ 65
Figura 28. Punto de funcionamiento ............................................................. 66
Figura 29. Funcionamiento simultáneo en paralelo .................................... 66
Figura 30. Campo de trabajo de las bombas ................................................ 67
Figura 31. Oscilación de la altura geométrica .............................................. 68
Figura 32. Cambio de las condiciones hidráulicas ....................................... 68
Figura 33. Curvas características del presente proyecto ............................ 69
Figura 34. Costes de accesorios según diámetros......................................... 74
Figura 35. Recirculación interna ................................................................... 78
Figura 36. Sumergencia y altura mínima del pozo ...................................... 79
Figura 37. Factor Ft para el cálculo del condensador ................................. 81
Figura 38. Coste de mantenimiento preventivo y correctivo ...................... 84
Figura 39. Diferencia económica por tipo de mantenimiento ..................... 85
Figura 40. Ingresos durante 10 años ............................................................. 87
Figura 41. Costes durante 10 años ................................................................ 88
Figura 42. Gráfico de amortización .............................................................. 89
Figura 43. Flujos de caja durante 10 años .................................................... 90
Figura 44. Elementos de la ecuación LCC .................................................... 91
II
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 45. Esquema de coste inicial .............................................................. 92
Figura 46. Esquema de costes de instalación y puesta en marcha ............. 94
Figura 47. Esquema de coste energético ....................................................... 95
Figura 48. Esquema de coste de funcionamiento ......................................... 96
Figura 49. Esquema de costes de mantenimiento y reparación .................. 97
Figura 50. Esquema de coste de avería ......................................................... 98
Figura 51. Esquema de coste medioambiental ............................................. 99
Figura 52. Esquema de coste por retirada .................................................... 99
Figura 53. Municipios colindantes a Boadilla del Monte .......................... 103
Figura 54. Pirámide demográfica de Boadilla del Monte 2004 ................ 106
Figura 55. Carreteras cercanas a Boadilla del Monte ............................... 109
Figura 56. Bombas ABS de serie AFP M4-M9 ........................................... 115
Figura 57. Bombas de la serie AFP M4-M9 instaladas en paralelo ......... 115
Figura 58. Área óptima de funcionamiento de cada bomba a 50 Hz ....... 116
Figura 59. Curvas del motor ME 900-6 ...................................................... 117
Figura 60. Tubería en 3D. (Fuente: Catálogo de Faraplan) ..................... 121
Figura 61. Ajuste del vaso de la tubería............................................................
(Fuente: Catálogo de Faraplan)................................................ 121
Figura 62. Válvula de mariposa................................................................... 122
Figura 63. Partes de la válvula de mariposa ...................................................
(Fuente: Catálogo de ICOMAR) .............................................. 123
Figura 64. Válvula de bola (Fuente: Catálogo de Ross) ............................ 124
Figura 65. Válvula abierta (Fuente: Catálogo de Ross) ............................ 125
Figura 66. Válvula abierta (Fuente: Catálogo de Ross) ............................ 125
III
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 67. Válvula de clapeta (Fuente: Catálogo de Ross) ....................... 125
Figura 68. Ejemplo de instalación (Fuente: Catalogo de Ross) ................ 127
Figura 69. Regulador de nivel (Fuente: Catalogo de Guedar) ................. 128
Figura 70. Análisis químico (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa) .............. 130
Figura 71. Propiedades mecánicas del codo .....................................................
(Fuente: Catálogo de Tenaris Tamsa) ...................................... 130
Figura 72. Proceso de fabricación del codo ......................................................
(Fuente: Catálogo de Tenaris Tamsa) ...................................... 130
Figura 73. Acotación del codo (Fuente: Catálogo de Tenaris Tamsa) ..... 130
Figura 74. Condensador (Fuente: Cisar) .................................................... 132
Figura 75. Cuadro eléctrico (Fuente: Catálogo Seiza) .............................. 133
Figura 76. Características del cable ..................................................................
(Fuente: Catálogo Conductores del Note)................................ 135
Figura 77. Descripción del cable elegido ...........................................................
(Fuente: Catálogo Conductores del Note)................................ 136
Figura 78. Presupuesto total de ejecución .................................................. 203
Figura 79. Presupuesto general ................................................................... 204
IV
ÍNDICE DE TABLAS
Índice de tablas
Tabla 1. Usos previstos para la reutilización del agua residual depurada ....
(Fuente: Real Decreto1620/2007).................................................. 8
Tabla 2. Prohibiciones de uso del agua reutilizada..........................................
(Fuente: Real Decreto1620/2007).................................................. 9
Tabla 3. Ejemplo de relación de arranques/h y potencia del motor .......... 16
Tabla 4. Dimensiones recomendadas para un pozo de planta rectangular19
Tabla 5. Renovaciones/hora según el tipo de ventilación ............................ 28
Tabla 6. Leyenda de la forma e instalación fija sumergida ........................ 34
Tabla 7. Impactos generales del presente proyecto ..................................... 41
Tabla 8. Rugosidad de diferentes materiales................................................ 50
Tabla 9. Estudio comparativo de bombas .................................................... 54
Tabla 10. Arranques/hora según potencia para el motor ME900-6........... 55
Tabla 11. Niveles de arranque y parada para cada bomba ........................ 56
Tabla 12. Relación de las propiedades del agua........................................... 58
Tabla 13. Factores en la elección del diámetro óptimo ............................... 72
Tabla 14. Elección del diámetro .................................................................... 73
Tabla 15. Costes de accesorios según diámetros .......................................... 74
Tabla 16. Variables del coste a largo plazo .................................................. 74
Tabla 17. Comparativa de costes de potencia .............................................. 75
Tabla 18. Relación de T y Ps .......................................................................... 76
I
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 19. NPSHR ............................................................................................. 77
Tabla 20. Coste del mantenimiento preventivo y correctivo ...................... 83
Tabla 21. Diferencia económica por tipo de mantenimiento ...................... 85
Tabla 22. Ingresos durante 10 años ............................................................... 86
Tabla 23. Costes fijos, variables y totales ..................................................... 88
Tabla 24. Comparativa de ingresos y costes durante 10 años .................... 89
Tabla 25. Flujos de caja durante 10 años ..................................................... 90
Tabla 26. Evolución de la población. (Fuente: Banco de datos municipal ....
Abril 2005, Instituto de Estadísticas, Comunidad de Madrid). 105
Tabla 27. Ríos y arroyos del Boadilla del Monte ....................................... 107
Tabla 28. Carreteras principales de Boadilla del Monte .......................... 108
Tabla 29. Indicadores de movilidad de las carreteras ............................... 110
Tabla 30. Características del motor según la carga ................................... 118
Tabla 31. Características de la tubería de PVC según el diámetro exterior..
(Fuente: UNE 53332/81)............................................................... 118
Tabla 32. Características técnicas del PVC ......................................................
(Fuente: Catálogo de Faraplan) .................................................. 119
Tabla 33. Resistencia química del PVC. ...........................................................
(Fuente: Catálogo de Faraplan) .................................................. 120
Tabla 34. Coste de tuberías. (Fuente: Catálogo de Faraplan) .................. 121
Tabla 35. Materiales de construcción de las válvulas de mariposa. ...............
(Fuente: Catálogo de ICOMAR) ................................................. 123
Tabla 36. Especificaciones técnicas. (Fuente: Catálogo de Ross) ............. 125
Tabla 37. Especificaciones técnicas. (Fuente: Catálogo de Ross) ............. 126
II
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 38. Dimensiones de codos. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa)...... 131
Tabla 39. Variedad de condensadores de la serie Mural a 400V. ..................
(Fuente: Catálogo de Cisar) ........................................................ 132
Tabla 40. Dimensiones y referencias de cuadros eléctricos. ...........................
(Fuente: Catálogo Seiza) .............................................................. 134
Tabla 41. Variedad del modelo elegido.. ...........................................................
(Fuente: Catálogo de Conductores del Norte). .......................... 136
Tabla 42. Normas utilizadas en la realización del presente proyecto ...... 139
Tabla 43. Tamaño en mm de los formatos DIN serie A ............................ 147
Tabla 44. Código de planos .......................................................................... 148
Tabla 45. Lista de materiales ....................................................................... 149
Tabla 46. Presupuesto parcial de obra........................................................ 197
Tabla 47. Presupuesto parcial de elementos mecánicos ............................ 198
Tabla 48. Presupuesto parcial de elementos eléctricos .............................. 199
Tabla 49. Presupuesto parcial de elementos hidráulicos........................... 200
Tabla 50. Presupuesto parcial de mantenimiento ...................................... 201
Tabla 51. Presupuesto parcial de otros costes ............................................ 202
Tabla 52. Presupuesto total de ejecución .................................................... 203
Tabla 53. Presupuesto general ..................................................................... 204
III
ÍNDICE DE TABLAS
IV
Parte I: MEMORIA
Parte I MEMORIA
-1-
Parte I: MEMORIA
-2-
Índice del documento 1: Memoria
ÍNDICE DEL DOCUMENTO 1: MEMORIA
1.-Memoria descriptiva.
1.1. Objeto.
1.2. Alcance y campo de aplicación.
1.3. Situación geográfica.
1.4. Datos de partida.
1.5. Desarrollo de estudio: Estación de Bombeo de Aguas Residuales.
1.5.1. Introducción.
1.5.2. Tanque receptor.
1.5.2.1. Forma.
1.5.2.2. Volumen.
1.5.2.3. Tiempo de retención.
1.5.2.4. Dimensiones.
1.5.3. Las bombas.
1.5.3.1. Concepto y clasificación.
1.5.3.2. Tipos de bombas sumergibles.
1.5.3.3 Elementos constituyentes.
1.5.3.4. Número.
1.5.4. Forma de montaje.
1.5.5. El automatismo.
1.5.6. Telemetría.
1.5.7. Válvulas.
1.5.7.1. Válvulas de retención.
1.5.7.2. Válvulas de cierre.
1.5.8. Tubería de impulsión.
-3-
1.5.8.1. Flujo inverso.
1.5.8.2. Velocidad en las conducciones.
1.5.8.3. Materiales.
1.5.9. Bridas.
1.5.10 Boyas.
1.5.11. Instalaciones auxiliares.
1.5.11.1. Ventilación.
1.5.11.2. Equipos de elevación y transporte.
1.5.11.3. Fontanería.
1.5.11.4. Conexión telefónica.
1.6. Análisis del sistema hidráulico.
1.6.1. Líquido a elevar.
1.6.2. Altura de elevación.
1.6.3. Instalación.
1.6.4. Cavitación.
1.6.4.1. Concepto.
1.6.4.2. Descripción del proceso.
1.6.4.3. Consecuencias.
1.6.4.4. Origen del proceso.
1.7. Impacto en el medio ambiente.
1.8. Resumen del presupuesto.
1.9. Bibliografía consultada.
2.-Cálculos justificativos.
2.1. Caudales.
2.2. Pérdidas de carga.
2.2.1. Pérdidas en tubería.
-4-
2.2.2. Pérdidas en accesorios y piezas especiales.
2.2.3. Programa.
2.3. Selección de las bombas.
2.4.-Pozo de bombeo.
2.5. Presiones.
2.5.1. Presión de descarga.
2.5.2. Reynolds.
2.5.3. Presión a la salida de la bomba.
2.5.4. Presión de entrada a la bomba.
2.5.5. Presión máxima en accesorios.
2.6. Caudal de aspiración.
2.7. Alturas.
2.7.1. Altura total a la entrada de la bomba.
2.7.2. Altura mínima en el pozo.
2.8. Potencia requerida por la bomba.
2.9. Técnica de bombeo.
2.9.1. Curvas características de las bombas y de la instalación.
2.9.2. Adaptación al punto de funcionamiento.
2.9.3. Condiciones de funcionamiento.
2.10. Diámetro óptimo.
2.11. Cavitación.
2.11.1. Predicción del proceso.
2.11.2. Fenómenos asociados.
2.11.2.1. Recirculación interna.
2.11.2.2. Sumergencia.
2.12. Motor.
-5-
3. Estudio económico.
3.1. Fiabilidad.
3.2. Ahorro económico debido a la reutilización de materias.
3.3. Amortización.
3.4 Interés en la ejecución.
3.5. Coste del ciclo de vida.
4. Anexos.
4.1. Boadilla del Monte.
4.2. Elementos utilizados.
4.3. Seguridad sanitaria.
4.4. Normativa.
-6-
Memoria descriptiva
Capítulo 1 MEMORIA DESCRIPTIVA
1.1 OBJETO
El propósito de este proyecto es el diseño y desarrollo de una estación de bombeo de
aguas residuales. La idea de tratar el agua surge por la conciencia del agua como recurso
escaso. El objetivo actual no consiste solo en conseguir un agua más o menos depurada que
pueda verterse en un cauce natural, sino en aprovechar esas aguas para otros usos de modo
directo, es decir, para su reutilización. Esta mentalidad viene derivada del déficit que se
detecta en el balance hídrico en muchas zonas del mundo, incluida España.
También es debida a la degradación de los cauces naturales y los recursos existentes,
y por último, a la aplicación de la Directiva 91/271/CEE, que ha impulsado la depuración
de las aguas residuales generadas, permitiendo disponer de grandes volúmenes de agua
depurada cerca de los lugares de demanda de agua. Según el Real Decreto 1620/2007, se
distingue entre:
• Aguas depuradas: aguas residuales que han sido sometidas a un proceso de
tratamiento que permita adecuar su calidad a la normativa de vertidos aplicable.
• Aguas regeneradas: aguas residuales depuradas que han sido sometidas a un
proceso de tratamiento adicional para adecuar su calidad al uso al que se destinan.
• Reutilización de las aguas: aguas que habiendo sido utilizadas, se han sometido a
los procesos de depuración establecidos para la autorización de vertido, y a los
necesarios para alcanzar la calidad requerida en función del nuevo uso al que se
van a destinar antes de su devolución al dominio público hidráulico.
-7-
Memoria descriptiva
1.2 ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN
Los posibles usos para esa agua regenerada serían aquellos en los que la calidad y las
propiedades del agua no requieren un control tan estricto como por ejemplo el agua para
consumo.
En concreto, el Real Decreto 1620/2007 sobre reutilización de agua cita en el anexo
I.A cinco grandes bloques de consumos posibles (Tabla 1.). Cada uno de los usos previstos
lleva implícita unas exigencias de calidad, y también existen usos prohibidos para el agua
reutilizada (Tabla 2.)
Además, uno de los objetivos fundamentales del Real Decreto es aumentar el grado
de utilización de aguas reutilizadas de unos 450 hectómetros cúbicos sobre 3400
hectómetros cúbicos de aguas depuradas en 2007, a 1200 hectómetros cúbicos en 2015, lo
que supondría triplicar dicha cantidad. Las estimaciones en 2009 eran de un volumen de
agua reutilizada de alrededor de 530 hectómetros cúbicos.
1.1. Residencial: riego jardines privados, descarga de aparatos sanitarios.
1. Uso
urbano
1.2. Servicios: riego zonas verdes, limpieza de calles, incendios, lavado
industrial de vehículos.
2.1. Riego de cultivos de productos comestibles en fresco para
alimentación humana.
2. Uso
2.2. Productos de consumo humano no fresco, pastos para consumo de
agrícola
animales, acuicultura.
2.3. Cultivos leñosos, flores ornamentales, viveros, cultivos industriales
no alimentarios.
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Memoria descriptiva
3. Uso
3.1. Aguas de proceso y limpieza, otros usos industriales.
industrial
3.2. Torres de refrigeración y condensadores evaporativos.
4. Uso
4.1. Riego campos de golf.
recreativo
4.2. Estanques, caudales circulantes con acceso al público prohibido.
5.1. Recarga de acuíferos por precolación.
5. Uso
5.2. Recarga de acuíferos por inyección directa.
ambiental
5.3. Riego de bosques, zonas verdes no accesibles al público.
5.4. Otros usos: mantenimiento de humedales, caudales mínimos.
Tabla 1. Usos previstos para la reutilización del agua residual depurada.
(Fuente: Real Decreto 1620/2007).
 Para el consumo humano, salvo situaciones de declaración de catástrofe en las que
la autoridad sanitaria especificará los niveles de calidad exigidos a dichas aguas y
los usos.
 Para los usos propios de la industria alimentaria, salvo lo dispuesto para el uso de
aguas de proceso y limpieza.
 Para uso en instalaciones hospitalarias y otros usos similares.
 Para el cultivo de moluscos filtradores en acuicultura.
 Para el uso recreativo como agua de baño.
 Para el uso en torres de refrigeración y condensadores evaporativos, excepto lo
previsto para uso industrial.
 Para el uso en fuentes y láminas ornamentales en espacios públicos o interiores de
edificios públicos.
 Para cualquier otro uso que la autoridad sanitaria considere un riesgo para la salud
de las personas o un perjuicio para el medio ambiente.
Tabla 2. Prohibiciones de uso del agua reutilizada.
(Fuente: Real Decreto 1620/2007).
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Memoria descriptiva
En la actualidad, según el Ministerio del Medio Ambiente y Medio Rural y Marino,
los usos del agua regenerada en España se reparten especialmente entre el riego agrícola
industrial y de zonas deportivas. Otros usos son: en campos de golf, zonas verdes, riego
agrícola forestal, riego agrícola invernadero, parques y jardines, estanques, uso industrial,
agricultura, uso urbano, uso domiciliario, etc.
La línea de tratamiento clásica y más extendida en España para la regeneración de
aguas depuradas consiste en un tratamiento físico químico seguido de un decantador
lamelar, un sistema de filtración (normalmente en filtro de arena) para finalizar con un
sistema de desinfección. Los sistemas de desinfección se pueden clasificar según empleen
agentes químicos (hipoclorito, cloro gas, ozono), agentes físicos (radiación ultravioleta) o
membranas (micro/ultrafiltración, osmosis inversa). En España lo más común es encontrar
tratamientos de desinfección mediante hipoclorito o radiación ultravioleta. Es el caso de la
depuradora de Boadilla del Monte, que cuenta con un sistema de ultrafiltración, un
tratamiento posterior de rayos UVA, y una ligera post-cloración para aseguramiento de
calidad antes de su distribución.
La desinfección por radiación UV ha tenido importantes avances tecnológicos, que
también van poco a poco siendo adoptados por las depuradoras españolas; como la EDAR
de Reus (Tarragona) que instaló un sistema MycroDynamics de desinfección mediante
lámparas ultravioleta activadas mediante energía microondas, sin electrodos de encendido
y sin conexiones eléctricas cercanas al agua, la EDAR de Arcos de la Frontera (Cádiz), que
en 2008 instaló un sistema de tratamiento terciario pionero en España mediante filtración
por telas y desinfección por luz ultravioleta, y cuya agua regenerada llega al campo de golf
Arcos Gardens, o la EDAR de Ponteareas (Vigo) o del Baix Llobregat (Barcelona), que
incorpora un sistema de desinfección mediante rayos UVA, y que está ideado, en este
último caso, para mantenimiento del caudal ecológico del río, sustitución del riego agrícola
y el mantenimiento de humedales.
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Memoria descriptiva
Muchas son las EDAR que incorporan tratamientos terciarios con vistas a la
reutilización del agua depurada para otros usos, incorporando interesantes novedades
tecnológicas hasta ahora poco frecuentes en España, como por ejemplo la EDAR de
Castellón, que desde 2008 aplica ozono para desinfección, y sistemas de recuperación de
biogás de su tratamiento de fangos para aprovechamiento energético. Estos procesos se
realizan siempre acorde con el Real Decreto 91/271.
El Plan Nacional de calidad del agua (2007-2015) ha incrementado la disponibilidad
de agua depurada en las pequeñas poblaciones. Esto, junto con la preocupación y la
necesidad de la regeneración y reutilización de aguas depuradas para un uso y gestión más
sostenible de los recursos hídricos, ha promovido la instalación de diversos sistemas y
tecnologías que permitan la regeneración del agua en cumplimiento con el Real Decreto
1620/2007 de reutilización del agua. Así mismo, el impulso de tecnologías extensivas en
nuestro país permite obtener agua regenerada para ciertos usos (mejora de riberas de los
ríos, recuperación paisajística y de humedales, riego de cultivos leñosos, de cereales,…)
sin la necesidad de costosas tecnologías, aunque sigue siendo necesario el impulso en
I+D+i para mejorar los rendimientos y fiabilidad de las mismas.
Para el ministro de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, Miguel Arias
Cañete, un aspecto preocupante ha sido el proceso de planificación hidrológica de las
demarcaciones hidrográficas que se debería haber terminado en diciembre de 2009, según
la directiva Marco del Agua. El ministro ha explicado que para España se han definido 25
demarcaciones. En total 25 planes, de los cuales, hasta la fecha, sólo se ha culminado uno
de cuencas intracomunitarias, el de Cataluña.
Los demás planes todavía no están aprobados. Por ese motivo, la Comisión Europea
ha presentado una demanda contra España en el Tribunal de Luxemburgo por
incumplimiento en dos puntos relevantes: el plazo de aprobación y la realización de un
proceso de participación pública.
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Memoria descriptiva
El Ministro Miguel Arias Cañete declaró: “Nuestro objetivo es tener revisados y
terminados todos los planes de demarcación hidrográfica intercomunitarios en el mínimo
plazo posible. Queremos tenerlos, si puede ser, antes de que termine el año 2013”.
“El problema –ha explicado Arias Cañete- es que dos de las fuentes de financiación
no están disponibles hasta que se acaban las obras y, en alguna sociedad, se han realizado
inversiones por encima de los recursos propios; más de 4.000 millones de euros, contando
con 1.652 millones de euros y sin disponer de los ingresos de otras fuentes de
financiación”. “Todo esto supone dejar a las sociedades en una situación que el derecho
mercantil tipifica con toda nitidez. En este momento, se necesitan, a corto plazo, 800
millones de euros de financiación para poner en explotación algunas inversiones”, ha
añadido.
Como consecuencia, se han estancado los planes hidrológicos debido a las
insuficientes fuentes de financiación.
1.3 SITUACIÓN GEOGRÁFICA
La estación de bombeo se encontrará en el pozo de gruesos del EDAR que se situará
en la cuenca hidrográfica del arroyo Valenoso, en el término municipal de Boadilla del
Monte de la Comunidad de Madrid. Se encontrará a 14,5 km de la capital española, y se
podrá tener acceso mediante una bifurcación de la M-50. El anexo I incluye características
básicas de la zona.
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Memoria descriptiva
Figura 1. Mapa de Madrid- Boadilla del Monte.
Figura 2. Mapa de ubicación del EDAR en Boadilla del Monte.
1.4 DATOS DE PARTIDA
Consiste en diseñar una estación de bombeo con una instalación sumergida que tiene
un caudal de 2000 m3/h, es decir, 556 l/s y una altura manométrica total máxima de 15 m
de altura. Con estos datos, se decide una altura geométrica máxima de 10 m y para el
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Memoria descriptiva
diseño del pozo se toman 3 m de altura. La distancia en el depósito desde la tubería de
entrada hasta la superficie del fluido va a tener un máximo de 7 m.
Las bombas situadas en el pozo tendrán que estar aproximadamente a 1 m por
encima de la superficie del suelo, lo que hace que la boca del depósito también se sitúe 1m
más alto que el techo del pozo.
Para satisfacer esta demanda de caudal se necesitarán 3 bombas en funcionamiento,
y otra más de reserva debido a los posibles imprevistos que pueda haber en la vida útil de
la instalación.
El caudal máximo teórico del arroyo Valenoso es de 2000 m3/h. Este flujo de agua
está previsto para dentro de 50 años, fecha en la que se estima mayor número de viviendas
en los alrededores de la zona.
1.5 DESARROLLO DE ESTUDIO: EBAR
1.5.1 INTRODUCCIÓN
Una estación de bombeo consta de elementos mecánicos, eléctricos y constructivos
que deben estar bien seleccionados y relacionados entre sí para conseguir un
funcionamiento correcto y un mantenimiento adecuado del conjunto.
• El tanque receptor de las aguas.
• Las bombas (tipo, número).
• El tipo de montaje.
• El automatismo.
• El control a distancia.
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Memoria descriptiva
• Las válvulas.
• La tubería de impulsión.
• Las bridas.
• Las boyas.
• Elementos auxiliares.
1.5.2 TANQUE RECEPTOR
1.5.2.1 Forma
Los pozos receptores se construyen casi siempre de planta circular o
cuadrada/rectangular. Los pozos de planta circular se utilizan generalmente en estaciones
de poco caudal o prefabricadas, siendo las prefabricadas de anillos de hormigón o de
materiales plásticos. Los pozos de planta cuadrada o rectangular se utilizan en estaciones
pequeñas, medianas y grandes y permiten un flujo de agua más regular a través de ellos.
Con un criterio hidráulico son preferibles los de planta cuadrada o rectangular, por
eso ha sido la elegida en este proyecto.
1.5.2.2 Volumen
Desde un punto de vista económico, el pozo debe ser lo más pequeño posible. Este
criterio tiene una limitación: el volumen útil mínimo que es función del número de
bombas, de su potencia y de los caudales de servicio. El límite inferior lo marca el número
de arranques/hora permisible en las bombas, que a su vez depende de su potencia y el
número de ellas.
El motivo de esta limitación es el calentamiento que experimenta un motor en el
arranque, pues el calor producido debe disiparse antes de repetir el proceso. Se tiene que
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Memoria descriptiva
tener en cuenta que la intensidad nominal se dispara en ese momento, en el caso del
presente proyecto se pasa de 162A a 1101A, es decir, se multiplica por 6,8 en ese
momento. Arranques muy frecuentes y sobrecalentamientos muy frecuentes repercuten
negativamente en el aislamiento de los cables que forman el bobinado del motor.
En la tabla siguiente se indica el número máximo de arranques/hora recomendado en
función de la potencia nominal de los motores:
Arranques/hora
Potencia, Kw
Arranques/hora
< 11
11 a 37
37 a 110
110 a 160
>160
12 - 20
10 - 17
8 - 14
7 - 12
5 - 10
Tabla 3. Ejemplo de relación: arranques/h y potencia del motor.
Los motores menores de 11 kW pueden arrancar hasta 20 veces en una hora, lo que,
sumado a un caudal de bombeo pequeño, permite estaciones, especialmente las
prefabricadas, muy pequeñas.
Para más de una bomba en servicio, el volumen del pozo depende también de la
secuencia de funcionamiento prevista:
• Secuencia A: Arranque escalonado y paro común. Las bombas arrancan una tras
otra, pero paran todas a la vez en el nivel de desconexión de la primera bomba.
• Secuencia B: Arranque y paro escalonados. Las bombas arrancan una tras otra a
niveles crecientes y paran sucesivamente en orden inverso.
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Memoria descriptiva
En el primer caso, los volúmenes adicionales de las bombas que entran en servicio
sucesivamente utilizan el volumen calculado para la bomba que ha entrado previamente en
el ciclo. Esta secuencia es la normalmente utilizada en saneamientos y necesita un volumen
total menor que la secuencia B.
En el segundo caso se trata de una serie de volúmenes útiles superpuestos, por lo que
el volumen total es mayor. Dado que se adapta mejor a las fluctuaciones de caudal, esta
secuencia es la recomendada para alimentación de EDAR, ya que produce menos puntas
que la secuencia A. Esto redundará en un beneficio para el funcionamiento de la planta.
Factores a tener en cuenta para la forma constructiva de la estación:
• Las tuberías deben instalarse de forma que no impidan la extracción ni el
descenso de las bombas.
• Hay que prever válvulas de retención y compuerta si varias bombas elevan el agua
a un colector común. Las válvulas, en la medida de lo posible, no deben estar en
contacto con el líquido a elevar.
• Hay que prever un vertedero de llegada y reparto si el pozo es especialmente corto
o si la llegada está relativamente alta sobre la solera del pozo. La pared de rebote
se puede construir como un canal con aperturas en el fondo. Este dispositivo
tranquiliza el agua afluente y reparte homogéneamente la corriente hacía las
bombas. Hay que evitar la entrada de burbujas de aire.
• Se forman depósitos en las zonas del pozo, en que el agua está sin movimiento.
Estos depósitos pueden evitarse en gran parte con pendientes en las paredes del
pozo y cantos de 45º en las esquinas. En algunos casos hay que prever una
agitación artificial.
1.5.2.3 Tiempo de retención
Es conveniente calcular el tiempo de retención medio del agua en el pozo y tener en
cuenta que, en ausencia de oxígeno y en períodos cálidos, una retención mayor de unos 30
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Memoria descriptiva
minutos dará origen a la formación de H2S, con las consecuencias medioambientales y de
corrosión de equipos que pueden presentarse.
1.5.2.4 Dimensiones
Para un mismo volumen es recomendable que la superficie sea mínima. Una
superficie excesiva convierte a la estación en un decantador con zonas sin movimiento y
velocidades de aproximación a las bombas muy bajas, con lo que se producirán depósitos
indeseados.
Una vez elegido el tipo de pozo de planta rectangular y el volumen del pozo se
plantea el problema de la situación de las bombas con respecto a la entrada de agua y de las
bombas entre sí.
Se trata de una cuestión importante ya que puede afectar al funcionamiento correcto
de las bombas: hay que evitar la formación de vórtices, eliminar en lo posible el aire
disuelto que pueda llevar el agua y favorecer un flujo hacia las bombas lo más laminar
posible.
Hay que evitar la entrada directa del agua sobre las bombas o sus cables de
alimentación, para ello, se decide construir una cámara tranquilizadora en el pozo que
disminuya la energía cinética del agua y a la vez ayude a eliminar aire disuelto. Tendrá
unos orificios para ayudar a que el agua fluya hacia la línea de bombas
perpendicularmente.
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Memoria descriptiva
A continuación se dan algunas cotas recomendadas para pozos rectangulares:
Figura 3. Plano de pozo con planta rectangular.
En el pozo de planta rectangular de la figura, las cotas indicadas se calculan en
función del caudal unitario mayor (q1).
Dimensiones recomendadas para pozo de planta rectangular, q1 en l/s
Cota
A (mm),
mínimo
B (mm),
mínimo
C (mm),
máximo
D (mm)
E (mm)
F (mm),
mínimo
G (mm)
H (mm)
Descripción
Valor
recomendado
Distancia entre ejes de bombas y entrada de agua
A (mm) = 162 q10,5
Distancia entre ejes de bombas contiguas
B (mm) = 70 q10,5
Distancia entre eje de bomba a muro más próximo C (mm) = 34 q10,5
Lado del hueco de comunicación
D (mm) = 22 q10,5
Distancia entre entrada de agua y pantalla
E (mm) = 304 q10,28
deflectora
Nivel de agua
F (mm) = 178 q10,274
Distancia entre volutas contiguas
Distancia entre muro y voluta extrema
Mínimo 200 mm
Mínimo 200 mm
Tabla 4. Dimensiones recomendadas para un pozo de planta rectangular.
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Memoria descriptiva
Para valores pequeños de q1, el valor de la cota A puede impedir la instalación de la
pantalla; en tal caso se debe ampliar esa cota y no disminuir la cota E.
1.5.3 LAS BOMBAS
1.5.3.1 Concepto y clasificación
La bomba es una máquina que absorbe energía mecánica y aporta al líquido que la
atraviesa energía hidráulica. Se emplean para impulsar toda clase de líquidos; agua, aceites
de lubricación, combustibles, ácidos, líquidos alimenticios: leche, cerveza, etc. Estas
últimas constituyen el grupo de las bombas sanitarias. También se emplean, como en el
caso del presente proyecto, las bombas para bombear líquidos espesos con sólidos en
suspensión, como pastas de papel, fangos, desperdicios, etc.
Las bombas se clasifican en:
1) Bombas rotodinámicas: pertenecen a este grupo las bombas que son
turbomáquinas o también llamadas máquinas de corriente, se caracterizan porque
el fluido fluye, no está encerrado en una cámara.
Su funcionamiento se basa en la ecuación de Euler; y su órgano transmisor
de energía se llama rodete. Se llaman rotodinámicas porque su movimiento es
rotativo y la dirección de la corriente posee un papel esencial en la transmisión de
la energía.
2) Bombas de desplazamiento positivo: se identifican en este grupo tanto las bombas
alternativas como las rotoestáticas, que son rotativas pero en ellas la dinámica de
la corriente no es importante en la transmisión de la energía.
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Memoria descriptiva
1.5.3.2 Tipos de bombas sumergibles
La diferencia entre los distintos tipos radica en el impulsor. En la figura siguiente se
representan los impulsores:
Flujo Axial
Flujo Radial
Flujo mixto - abierto
Flujo mixto - cerrado
Figura 4. Tipos de impulsores.
Los adjetivos radial y axial indican si el flujo del agua a través del impulsor es
perpendicular o paralelo a su eje de giro.
Las bombas con impulsor radial pueden trabajar en una zona amplia de caudales y
alturas y permiten el paso de sólidos de cierto tamaño. Son las utilizadas normalmente en
saneamientos y EDAR, por eso van a ser el tipo de bombas a utilizar.
Sin embargo, las bombas de impulsor axial están recomendadas especialmente en
casos de caudales grandes y alturas pequeñas. Además tienen limitación de paso de
sólidos, por lo que sería necesaria la instalación de una reja de desbaste previa.
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Memoria descriptiva
Las bombas de flujo mixto combinan las ventajas de ambos impulsores en caudales
medios o elevados.
1.5.3.3 Elementos constitutivos
Los principales elementos de una bomba radial son:
• Rodete, gira solidario con el eje de la máquina y consta de un cierto número de
álabes que imparten energía al fluido en forma de energía cinética y energía de
presión.
• Corona directriz o corona de álabes fijos, recoge el líquido del rodete y transforma
la energía cinética comunicada por el rodete en energía de presión, ya que la
sección de paso aumenta en esta corona en la dirección del flujo. Esta corona
directriz no existe en todas las bombas, porque encarece su construcción, aunque
hace a la bomba más eficiente.
• Caja espiral, transforma también la energía de presión, y recoge además con
pérdidas mínimas de energía el fluido que sale del rodete, conduciéndolo hasta la
tubería de salida o tubería de impulsión.
• Tubo difusor troncocónico, realiza una tercera etapa de difusión, es decir, de
transformación de energía dinámica en energía de presión.
1.5.3.4 Número
El número mínimo de bombas en un pozo debe ser de 2, una en reserva activa, cada
una de ellas capaz de elevar el caudal máximo de cálculo.
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Memoria descriptiva
El número óptimo de bombas depende de una serie de factores y no puede prefijarse.
La decisión se deberá tomar tanteando varias soluciones y analizando costes de instalación,
consumo energético y mantenimiento. En el presente proyecto habrá 4 bombas, una de
ellas en reserva.
1.5.4 FORMA DE MONTAJE
Las bomba sumergibles pueden instalarse sumergidas o en seco. Hay argumentos a
favor y en contra de estos dos tipos de montaje.
Desde el punto de vista constructivo, es evidente que la solución de bombas
sumergidas requiere menos superficie y por tanto menos volumen.
Existe la creencia de que el montaje de las bombas en seco facilita su mantenimiento,
lo que puede ser cierto para trabajos in situ, pero el desmontaje es más rápido y más fácil si
la bomba está conectada a un pedestal que si está conectada con bridas a los tubos de
aspiración e impulsión. Por otra parte, el montaje en seco exige la existencia de un tubo de
aspiración más o menos largo entre la bomba y el pozo colector. En el caso de que se
produzca una obstrucción en dicho tubo hay que proceder a vaciar el pozo para intentar
eliminarla.
Si se trata de renovar una instalación de bombeo antigua, con bombas
convencionales, el cambio a bombas sumergibles en seco presenta la ventaja de ser
resistente a las inundaciones.
Todos estos factores deben tenerse en cuenta para la elección del tipo de montaje. En
el presente proyecto es más conveniente la instalación sumergida.
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Memoria descriptiva
1.5.5 EL AUTOMATISMO
Las bombas entran en funcionamiento y se paran en función del nivel del agua en el
pozo colector. Las señales emitidas por los sensores de nivel se reciben en un dispositivo
del cuadro eléctrico que, de acuerdo con un programa, arranca y para las bombas.
El programa de funcionamiento debe intentar que todas las bombas, incluida la de
reserva activa, trabajen aproximadamente el mismo número de horas.
1.5.6 TELEMETRÍA
Las señales procedentes de los sensores de las estaciones de bombeo se transmiten
vía red telefónica o modem. Los parámetros o situaciones más interesantes de controlar son
los niveles de:
• Caudales.
• Fallo en bombas de reserva.
• Pérdida de la reserva, entrada en
funcionamiento de la bomba de
reserva.
• Salto de térmicos.
• Fallo de juntas mecánicas.
• Temperatura de cojinetes.
• Temperatura de bobinados.
• Fallo en el generador de emergencia.
Figura 5. Procesador de datos.
• Detección de gases nocivos.
• Fallo en el grupo electrógeno.
• Fallo en el compresor.
• Presencia de intrusos.
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Memoria descriptiva
1.5.7 VÁLVULAS
1.5.7.1 Válvulas de retención
Son dispositivos hidromecánicos, su finalidad es la de dejar pasar el agua en un solo
sentido. Están formados por un obturador que deja pasar el agua en un solo sentido para
evitar la inversión del flujo en el sentido opuesto, cerrando automáticamente.
Si se produce el flujo inverso con un valor importante, puede producir elevadas
sobrepresiones por golpe de ariete originando anomalías en el resto de la instalación.
Se utilizan siempre que las bombas descargan en un colector común. Se instalarán en
posición horizontal, para evitar acumulación de sólidos sobre la bola o la clapeta, según el
caso. Se han escogido los modelos que dejan más libre el paso del agua. Las válvulas de
bola se instalará fuera del pozo, en una cámara de válvulas.
1.5.7.2 Válvulas de cierre
Serán de tipo mariposa. Las de menor diámetro se instalarán en una cámara de
válvulas junto a las de bola.
1.5.8 TUBERÍA DE IMPULSIÓN
1.5.8.1 Flujo inverso
Al parar las bombas puede ser inevitable que se produzca un flujo inverso en las
tuberías. Puede ser peligroso que en ese momento, estando la bomba girando al revés,
reciba una señal de arranque, lo que dispararía el consumo eléctrico. Para evitar esta
eventualidad se temporizará el siguiente arranque de las bombas hasta que se prevea que
ha desaparecido el flujo inverso.
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Memoria descriptiva
1.5.8.2 Velocidad en las conducciones
Para las velocidades de las aguas residuales en las tuberías, se ha estimado que la
velocidad mínima sea superior a 0,6 m/s, para evitar sedimentaciones en la tubería. Y la
velocidad máxima sea inferior a 5 m/s, para evitar la abrasión.
1.5.8.3 Materiales
Los materiales más habituales en la estación de bombeo son:
• Acero galvanizado en caliente.
• Acero inoxidable.
• Polietileno electro-soldado.
• Polietileno.
• PVC.
Y en la impulsión general:
• Fundición dúctil con recubrimiento interior de mortero.
• Materiales plásticos, con un coeficiente de rugosidad muy bajo.
1.5.9 BRIDAS
Son accesorios para conectar tuberías con equipos: bombas, intercambiadores de
calor, calderas, tanques, etc.; o accesorios: codos, válvulas, etc. La unión se hace por
medio de dos bridas, en la cual una de ellas pertenece a la tubería y la otra al accesorio a
ser conectado.
Las ventajas de las uniones bridadas es que al estar unidas por espárragos, permite el
rápido montaje y desmontaje a la hora de realizar reparaciones o mantenimiento.
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Memoria descriptiva
Tipos de bridas:
• Brida con cuello, es utilizada con el fin de minimizar el número de soldaduras en
pequeñas piezas a la vez que contribuye a contrarrestar la corrosión en la junta.
• Brida con boquilla, para soldar.
• Brida deslizante, puede deslizarse hacia cualquier extremo del tubo antes de ser
soldada. Tiene varias formas; cara plana, cara levantada, borde y ranura, macho y
hembra y de orificio. Requiere soldadura por ambos lados.
• Brida roscada, pueden ser instaladas sin necesidad de soldadura y se utilizan en
líneas de fluidos con temperaturas moderadas, baja presión y poca corrosión, no
es adecuada para servicios que impliquen fatigas térmicas.
• Brida loca con tubo rebordeado, su borde puede girar alrededor de cuello, lo que
permite instalar los orificios para tornillos en cualquier posición sin necesidad de
nivelarlos.
• Brida ciega, es una pieza completamente sólida sin orificio para fluido, y se une a
las tuberías mediante el uso de tornillos, se puede colocar conjuntamente con otro
tipo de brida de igual diámetro, cara y resistencia.
• Brida orificio, son convertidas para cumplir su función como bridas de orificio.
Son del grupo de las denominadas estándar, específicamente del tipo cuello
soldable y deslizantes.
• Brida de cuello largo, para soldar.
• Brida embutible, tiene la propiedad de ser embutida hasta un tope interno que ella
posee. Tiene una tolerancia de separación de 3,18 m y solo va soldada por el lado
externo.
1.5.10 BOYAS
Las boyas generalmente son huecas y a menudo están infladas con aire o con algún
gas neutro, aunque también es común encontrar boyas rellenas de un material sólido más
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Memoria descriptiva
ligero que el agua, como puede ser la espuma de poliestireno, con el fin de impedir que el
contenido se llene de agua o que se desinfle, perdiendo así su eficacia, en caso de un
pinchazo o fuga tras un golpe.
La flotación de las boyas se debe al Principio de Arquímedes, ya que su masa es
inferior a la de su volumen equivalente en agua.
1.5.11 INSTALACIONES AUXILIARES
1.5.11.1 Ventilación
Una buena ventilación es esencial para evitar accidentes en la estación de bombeo y
minimizar los efectos corrosivos del sulfhídrico. El número de renovaciones/hora que se
debe hacer varía según el tipo de ventilación.
Ventilación
Tipos
Renovaciones/hora
Continua
12
Intermitente
30
Tabla 5. Renovaciones/hora según el tipo de ventilación.
La ventilación se hará introduciendo aire fresco en el interior de la estación. En
climas de humedad excesiva o temperaturas muy bajas se preverá un equipo de
deshumidificación o calefacción automático.
Para una mayor seguridad se realizará la instalación de detectores de gases:
sulfhídrico, metano, monóxido de carbono, etc.; con sus correspondientes alarmas.
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Memoria descriptiva
1.5.11.2 Equipos de elevación y transporte
Debido a que el grupo motobombas va a ser de tamaño medio se realizará la
instalación permanente de equipos para su izado y transporte interno. Por el tamaño de las
bombas, los equipos de izado van a ser con desplazamiento en una línea: polipasto móvil a
lo largo de una viga.
Como medida de seguridad, la capacidad nominal del polipasto será el doble del peso
del conjunto motobomba a extraer o mover. Los polipastos serán de accionamiento
eléctrico.
La puerta de acceso al recinto deberá contar la altura del vehículo cargado con la
bomba en posición vertical.
1.5.11.3 Fontanería
La estación de bombeo va a disponer de una conexión de agua potable, para, limpiar
las bombas con manguera antes de su manipulación y limpiar en ciertas ocasiones los
muros del pozo.
En la red de fontanería también se incluyen servicios para el personal.
1.5.11.4 Conexión telefónica
La conexión telefónica permite integrar los datos obtenidos en el SCADA de la
instalación.
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Memoria descriptiva
1.6 ANÁLISIS DEL SISTEMA HIDRÁULICO
1.6.1 LÍQUIDO A ELEVAR
El diseño correcto de una bomba exige información sobre el líquido a elevar. La
construcción, la forma de trabajo y los materiales dependen del comportamiento físico y
químico del líquido. La presencia de sólidos y las mezclas fibrosas influyen directamente
en la forma del impulsor. Líquidos con partículas abrasivas o químicamente agresivas
necesitan materiales de construcción resistentes al desgaste o a los ácidos.
• Bombas para aguas limpias y residuales, comprende modelos sumergibles y de
instalación en seco. Se elige la solución óptima según la aplicación.
Figura 6. Bombas para aguas limpias y residuales.
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Memoria descriptiva
1.6.2 ALTURA DE ELEVACIÓN
Las bombas se utilizan para
elevar a un nivel más alto un
líquido bombeable. La siguiente
Hgeo, min
figura representa esta diferencia
de altura o altura geométrica
Hgeo, máx.
entre los niveles de agua superior
e inferior.
Hay que partir de la base
de que al menos un nivel no es
constante y la altura es variable.
Figura 7. Altura de elevación.
Los tubos, accesorios y
piezas especiales por las que circulan los líquidos ofrecen resistencia a su paso. Se
producen pérdidas de carga que se pueden describir como pérdidas de altura Hv.
Las bombas centrífugas y de hélice son elementos activos de una conducción. Elevan
la presión desde la entrada a la salida de la bomba. La altura de elevación está relacionada
en la práctica con la aceleración de la gravedad “g” y la densidad del líquido “ρ” como
factores de proporcionalidad. La bomba debe dar, frente a una instalación concreta, una
altura total o manométrica que es la suma de la altura geométrica y la pérdida de carga.
- 31 -
Memoria descriptiva
1.6.3 INSTALACIÓN
Tipos de instalación de las bombas seleccionadas:
• Instalación fija sumergida, usando el sistema
automático y un solo tubo guía. La bomba se hace
bajar a lo largo de la guía, adopta automáticamente
la postura correcta de trabajo sobre el pedestal y
cierra por sí misma la conexión de descarga.
Figura 8.Instalación fija
sumergida.
•
Instalación horizontal en seco, con soportes
de motor y voluta. Este tipo de instalaciones sirve
para estaciones de bombeo con pozo de aspiración
separado o para conectar a un tanque. Constituye
una alternativa que ahorra espacio y costos en la
remodelación de estaciones existentes.
Figura 9. Instalación horizontal en seco.
• Instalación vertical en seco, con base de apoyo.
Aplicable en estaciones de bombeo con pozo de
aspiración separado o para conectar a un tanque.
Alternativa de bajo costo y poca necesidad de
espacio para renovación de estaciones existentes
equipadas con bombas de eje prolongado.
Figura 10. Instalación vertical
en seco.
- 32 -
Memoria descriptiva
•
Portátiles, con base soporte y codo de
descarga para conexión a tubo o manguera. Para
instalaciones
mantenimiento
rápidas
y
durante
reparación de colectores.
Figura 11. Portátiles.
- 33 -
de
emergencia,
la
para
construcción
o
Memoria descriptiva
En el presente proyecto se ha determinado que sea la instalación fija sumergida. A
continuación se detalla la forma de este tipo de instalación:
1
17
2
16
3
15
4
14
5
13
6
12
11
7
10
8
9
Figura 12. Forma de instalación fija sumergida.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ventilación
Cámara de Válvulas
Válvula de compuerta
Tubería de descarga
Válvula de retención
Carrete de desmontaje
Bomba sumergible
Tubo guía
Relleno en pendiente
Leyenda
10 Reguladores de nivel
11 Pantalla deflectora
12 Colector
13 Tubo de elevación
14 Tubo guía
15 Pozo colector
16 Soporte de reguladores de nivel
17 Tubo para cables
Tabla 6. Leyenda de la forma e instalación fija sumergida.
- 34 -
Memoria descriptiva
1.6.4 CAVITACIÓN
El fenómeno de la cavitación se produce en líquidos sometidos a altas velocidades,
como ocurre en el interior de una bomba centrífuga.
1.6.4.1 Concepto
La cavitación consiste en la formación de cavidades en un líquido y se produce
cuando su tensión de vapor iguala o supera la presión que actúa sobre él. Como
consecuencia de ello, el líquido hierve. El agua hierve a 100ºC a nivel del mar porque a esa
temperatura su tensión de vapor es de 760 mm de Hg, o lo que es lo mismo, una atmósfera,
que es la presión existente sobre su superficie.
Aparte de esta causa principal hay otros factores que pueden inducir el proceso o
están relacionados con él:
• Toma de aire; por formación de vórtices en la
aspiración de la bomba que son consecuencia de
una sumergencia insuficiente.
• Recirculación interna: suele darse en la boca de
aspiración de la bomba.
• Turbulencia en las tuberías de aspiración.
Figura 13. Vórtices debido a una
sumergencia insuficiente.
1.6.4.2 Descripción del proceso
En la zona de la bomba donde el líquido circula a altas velocidades, y en
consecuencia a bajas presiones, se forman núcleos diminutos de burbujas que aumentan de
tamaño a medida que pasan por el impulsor. Al llegar estas burbujas a zonas de menor
velocidad se produce su implosión.
- 35 -
Memoria descriptiva
Burbujas
Agua
Núcleos
Superficie
Alta velocidad
Disminución
Metálica
Baja Presión
de la velocidad
Onda de choque
Figura 14. Descripción de la cavitación.
Las implosiones generan ondas de choque contra las superficies del impulsor y de la
voluta produciendo en las partes metálicas una corrosión tipo picadura.
Simultáneamente tienen lugar vibraciones en la bomba y en el sistema de tuberías.
Figura 15. Ejemplo de la erosión por cavitación.
- 36 -
Memoria descriptiva
(Energía de presión) +
1.6.4.3 Consecuencias
Durante el proceso tiene lugar un descenso en el caudal, la altura y el rendimiento de
la bomba, así como erosión y desgaste de los álabes del impulsor, ejes y camisas de ejes.
Pueden producirse intermitentemente cargas axiales o radiales por encima de lo previsto
para ejes, juntas y alojamiento de cojinetes.
La cavitación suele ser audible, con un ruido característico, como si se estuviese
trasegando agua con partículas de grava.
Figura 16. Consecuencias de la cavitación.
1.6.4.4 Origen del proceso
La explicación del fenómeno se encuentra en la ecuación de Bernoulli, que sin
considerar la energía de posición, se puede escribir como:
- 37 -
Memoria descriptiva
v: La velocidad del líquido.
g: La aceleración de la gravedad
Al pasar un líquido por el impulsor de una bomba, con una sección
considerablemente menor que la del tubo de succión o incluso que la de la boca de entrada,
se producirá un aumento de su velocidad.
Para que se cumpla la ecuación de Bernoulli el aumento de velocidad se tiene que
compensar con una disminución de la presión, con lo que esta puede llegar a igualar la
tensión de vapor del líquido, y se producirá su ebullición.
Figura 17. Distribución de presiones en una bomba.
- 38 -
Memoria descriptiva
1.7 INCIDENCIA EN EL MEDIO AMBIENTE
Las normativas acerca de sistemas de gestión medioambiental como ISO 14001,
establecen que se deben redactar procedimientos para asegurar que se identifican todos los
aspectos medioambientales significativos y que se conocen todos los requisitos legales
aplicables a los aspectos medioambientales. Todos estos aspectos deberán ser controlados,
y además se tendrán en cuenta al establecer los objetivos y metas.
Figura 18. Proceso de identificación y evaluación de aspectos ambientales significativos.
(Fuente: Ministerio de Medio Ambiente).
A continuación se realiza una síntesis de los efectos identificados y valorados tanto
como negativos como positivos. Esta síntesis se presenta indicando el impacto de cada
actuación significativa por fase del proyecto: de diseño, de obra y de funcionamiento.
- 39 -
Memoria descriptiva
En general los impactos negativos identificados sobre el medio abiótico tendrán una
alta probabilidad de ocurrir, aunque se estima que con una intensidad mínima. Además se
producirán en su totalidad durante la fase de obras.
El medio acuático será objeto de una serie de impactos positivos, durante la fase de
funcionamiento, derivados de la mejora de la calidad de las aguas, que tendrán lugar con
una altísima probabilidad. Por este motivo, el tratamiento de las aguas permitirá a las aguas
superficiales y subterráneas una mejor calidad que se dejará notar con fuerte intensidad.
Sobre la vegetación y la fauna, se prevé una afección negativa por consecuencia de la
ocupación. Sin embargo, durante la fase de funcionamiento, la mejora del sistema de
saneamiento resultará favorable.
Sobre el medio socioeconómico y cultural, la fase de obras supondrá una serie de
molestias que incidirán en su mayor parte sobre la calidad paisajística y el aumento del
tráfico. Sin embargo, estos efectos son considerados insignificantes frente al beneficio que
supone para la población la creación de empleo y la demanda de recursos. Por este motivo
la fase de obras supondrá para la población un impacto positivo.
Por último, la fase de funcionamiento supondrá una serie de impactos, positivos y
negativos. Por un lado, como impactos negativos se encuentra la aparición de olores, que
emporará la calidad de vida de los ciudadanos. En cuanto a los impactos positivos, en
primer lugar en el sector primario, las obras del EDAR propuestas llevarán a una mejora de
las aguas circulantes en la red de acequias, y dependiendo del momento del año, también
su cantidad, beneficiando al sector agrario. En segundo lugar, derivado de la demanda de
recursos y maquinaria, los sectores secundario y terciario serán beneficiados por la fase de
obras. En este sentido, la depuradora permitirá un mayor desarrollo urbano.
- 40 -
Memoria descriptiva
IMPACTOS GENERALES
Elemento
del medio
Atmósfera
Identificación
de impactos y
riesgos
ambientales
Emisión de
contaminantes
gaseosos e
incremento de
partículas en el
aire.
Fase de
aparición
Medidas propuestas
Fase de
obra
Medidas preventivas:
-Regar los materiales y cubrir las cajas de
los camiones que transporten tierras.
-Revisar el correcto estado de la
maquinaria (ITV y CE).
-Se incorporarán filtros para garantizar
que los gases emitidos no superen las
concentraciones máximas de gases
contaminantes de la legislación vigente.
Ruido producido Fase de
por las estaciones obra y
-Aislamiento acústico de las instalaciones.
de bombeo.
explotación -Adecuado mantenimiento de las
instalaciones.
Hidrología Arrastre de
Fase de
y calidad de partículas debido obra
-Evitar acumulaciones fuera de la zona
las aguas.
al movimiento de
reservada y utilizar separadores de las
tierras.
instalaciones auxiliares.
-Gestionar los residuos generados durante
Contaminación
Fase de
la obra y durante la fase de
por vertidos
obra y
accidentales y
explotación funcionamiento.
-Realizar un seguimiento del control
aguas residuales.
analítico a la salida del EDAR con el fin
de desviar los caudales a un lugar
adecuado en caso de superarse los
parámetros mínimos de calidad en
vertidos establecidos.
Suelo
Contaminación
Fase de
del suelo por
obra y
-Evitar acumulaciones fuera de la zona
vertidos
explotación reservada.
accidentales.
-Realizar reparaciones y mantenimiento
de maquinaria en zonas
impermeabilizadas.
-Gestionar los residuos generados durante
la obra y durante la fase de
funcionamiento.
Ocupación del
Fase de
suelo
obra
-Controlar la zona de acumulaciones.
-Evitar que los camiones circulen fuera de
los caminos de la obra.
- 41 -
Memoria descriptiva
Vegetación
Fauna
Sociocultural
Socioeconómico
Riesgo de
incendios.
Fase de
obra
-Disponer de planes de protección de
incendios.
Eliminación de la Fase de
Medidas correctoras:
vegetación
obra
-Las especies vegetales singulares que
producida por el
aparezcan en la zona de obras se
despeje y
trasplantarán a un área próxima y en unas
desbroce.
condiciones que garanticen su normal
desarrollo.
-Revegetar las zonas por las que discurran
las conducciones una vez adaptadas las
zanjas.
Posible afección Fase de
de algunos
obra
-Inspección y señalización de las zonas de
hábitats
hábitat encontradas.
prioritarios.
-Reducción de la velocidad de los
vehículos en dichas zonas.
Alteración del
Fase de
entorno debido a obra
-Realizar el desbroce en la época con
la entrada de
menor alteración.
máquinas y
-Revegetar las zonas de ocupación
Fase de
personal de la
explotación temporal.
obra.
-Minimización de la ocupación del
hábitat.
-Adecuada ubicación de instalaciones y
elementos auxiliares de obra.
Afección al
Fase de
Medidas preventivas y correctoras:
patrimonio
obra
-Seguimiento arqueológico de las obras.
arqueológico y
etnológico.
Afección al
Fase de
paisaje.
obra y
-Integración paisajística con el
explotación acondicionamiento de zonas verdes.
Alteración de la Fase de
accesibilidad a
obra
-Petición de los permisos necesarios e
determinadas
información a los usuarios, estableciendo
parcelas.
accesos alternativos si fuese necesario.
-Señalización y reposición posterior.
Tabla 7. Impactos generales del presente proyecto.
- 42 -
Memoria descriptiva
1.8 RESUMEN DEL PRESUPUESTO
El presupuesto del presente proyecto, detallado en el Documento nº 4, Presupuesto,
asciende a la cantidad de TRES MILLONES CUARENTA Y CUATRO MIL
QUINIENTOS OCHENTA Y CUATRO EUROS CON SESENTA Y SIETE CÉNTIMOS
(3.044.584,67 €).
1.9 BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
[1] MATAIX PLANA, Claudio. Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas. 2º Edición.
Ediciones del Castillo SA, 1986.
[2] CANAL ISABEL II. Especificaciones técnicas sobre acometidas de agua. 2011.
[3] CANAL ISABEL II. Normativa para el abastecimiento de agua. 2004.
.
[4] ABS, S.A. Manual del proyectista.
[5] Regante, E. NPSH. http://npsh.elregante.com
[6] Villareal, B. (25 de Junio de 2010) Slideshare. htpp://www.slideshare.net/byvillar/diseo de
bombas
[7] Villareal, B. (25 de Junio de 2010) Slideshare. http://www.slideshare.net/daviddesing/bombeoelectrosumergible-bombas-centrifugas
[8] Barbera, S. Criterios de elección para bombas centrífugas y esquemas de instalación.
http://www.savinobarbera.com/espanol/scelta-pompe.html
[9] Romero, A. Boadilla. http://boadilla.com
- 43 -
Memoria descriptiva
[10]
Cevallos, F. Resolución de 15 de noviembre de 2010.
http://legislacion.derecho.com/resolucion-15-noviembre-2010-vicepresidencia-consejeria-decultura-y-deporte-y-portavocia-del-gobierno-3190101
[11]
Comunidad de Madrid. Contratos públicos.
http://www.madrid.org/cs/Satellite?c=CM_ConvocaPrestac_FA&cid=1142651639413&langua
ge=es&pagename=ComunidadMadrid%2FEstructura&pid=1273078188154
[12]
Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. Reutilización de aguas
depuradas. http://www.magrama.es/es/agua/temas/concesiones-y-autorizaciones/reutilizacionaguas-depuradas/
[13]
Válvulas. http://www.vaindusa.es/indice_archivos/menu.htm
[14]
E. Medio ambiente: Identificación y evaluación de aspectos ambientales. Disponible en
World Wide Web: http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/5831/8/07.pdf
[15]
Bripetrol. Bridas.http:// www.bripetrol.com.ar
[16]
Tenaris. (Junio de 2005). Conexiones: Codos, Tes, Reducciones y Tapones Capa.
Disponible en World Wide Web: http://www.tenaris.com/shared/documents/files/CB284.pdf
[17]
World Class Manufacturing. Analizar el costo de vida de un activo. http://world-class-
manufacturing.com/es/LCC/lcc_calculation.html
[18]
Sanz, I. El coste de ciclo de vida en las bombas. Disponible en World Wide
Web: http://www.google.co.uk/url?sa=t&rct=j&q=el%20coste%20del%20ciclo%20de%20vid
a%20en%20las%20bombas&source=web&cd=1&ved=0CFQQFjAA&url=https%3A%2F%2F
www.icai.es%2Fpublicaciones%2Fanales_get.php%3Fid%3D443&ei=tFixT6aGMc_gtQa444S
YBA&usg=AFQjCNGcyD3Tbv7eNEA5KZzERtPMP-S0Ug
- 44 -
Memoria descriptiva
[19]
Directindustry. Tubería de aguas residuales.
http://www.directindustry.es/prod/faraplan/tuberia-plastica-17523-135728.html
[20]
Icomar. Válvulas de mariposa. Disponible en World Wide Web:
http://www.lleal.com/usuaris/pdfs_bombes_valvules/arxius/1_1_mariposa.pdf
[21]
Ross. Productos. http://www.valvulasross.es/es/producto/familias
[22]
Cisar. Condensadores en caja metálica IP31- serie mural
http://www.cisar.net/producto.php?lang=es&producto=condensadores-en-caja-metalica-ip31serie-mural&idprod=17
[23]
Seiza. Material eléctrico, cuadro eléctrico. Electrobombas. http://www.seiza.es
- 45 -
- 46 -
Cálculos justificativos
=
Capítulo 2 CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS
2.1 CAUDALES
El caudal es el volumen de líquido suministrado por la bomba por unidad de tiempo,
a través de la boca de salida. Este caudal, corresponde en el presente proyecto a un caudal
máximo teórico estimado para dentro de 50 años, Q=2000 m3/h.
Demanda total = Caudal máximo teórico = 2.000 m3/h = 83,34 m3/d
Se denomina caudal medio de suministro, al caudal medio instantáneo que
corresponde a la demanda total.
Caudal medio: Qm
- 47 -
Cp =
Como impulsa al depósito regulador, el coeficiente de punta instantáneo es de:
·0,5 ) ≤ 3
• Aguas abajo del depósito regulador Cp= 1,8·( 1+
- 48 -
D: El diámetro de la tubería: D en metros
g: La aceleración de la gravedad: 2·g = 19,62 m/s2
λ indica la resistencia de la tubería al flujo. En el coeficiente de rozamiento se
incluyen todos los factores que originan el rozamiento interno y externo. El rozamiento
interno depende de la viscosidad del líquido a elevar y de su contenido en sustancias
disueltas. Normalmente las pérdidas de carga en tuberías rectas se deben a rozamiento
externo. Los factores que más influyen en ello son la velocidad de flujo y la rugosidad de
la tubería.
La elección de la velocidad de flujo es importante para la economía de
funcionamiento de las bombas y para su duración. Cuanto más corta sea la conducción y
menor el contenido de sólidos en el líquido a elevar mayor puede ser la velocidad de flujo.
Velocidades inferiores a 0,5 m/s pueden conducir a sedimentación de sólidos dentro de los
tubos; por encima de 5 m/s tiene lugar abrasión por ser el líquido agua residual.
Por rugosidad de la tubería se entienden las irregularidades en la pared de la misma,
que varían mucho según el material y que pueden cambiar a lo largo del funcionamiento.
Se intensifica normalmente debido a la corrosión y las incrustaciones que se van
produciendo.
Figura 19. Rugosidad.
- 49 -
Material
Valor
usual k
(mm)
Acero
GGG
Hormigón
Fibrocemento
PE, PVC
0,25
0,25
1
0,1
0,1
Zona
Nuevo
Usado
(mm)
(mm)
0,05
0,2
0,4
0,05
0,02
0,4
0,8
1,5
0,4
0,4
Valores más altos pueden
darse por:
Incrustaciones
Incrustaciones, óxido
Formación de moluscos
Huellas de gripado
Erosión
Tabla 8. Rugosidad de diferentes materiales.
La tabla anterior indica rugosidades de distintos materiales en tubos nuevos y usados.
De esta forma, podemos observar cómo a medida que pasa el tiempo aumenta la rugosidad
y eso afecta a las pérdidas de carga. Este efecto se compensa con el desgaste de los álabes
del rodete, ya que de la bomba tampoco se obtiene toda la altura hallada.
2.2.2 PÉRDIDAS EN ACCESORIOS Y PIEZAS ESPECIALES
Los accesorios y piezas especiales también originan pérdidas de carga, que tienen
lugar por separación de la corriente de la pared del tubo, ya que el perfil de la misma es
distorsionado por la formación de remolinos y discontinuidades de las paredes.
El coeficiente de resistencia ζ (zeta), es un factor de proporcionalidad que depende
del caudal, define las pérdidas en piezas especiales y accesorios. En la práctica la pérdida
de carga de un accesorio o una pieza especial se determina, conociendo el coeficiente de
resistencia, con la fórmula:
Hrs =
- 50 -
2.2.3 PROGRAMA
La pérdida de carga total viene dada por la suma de las pérdidas de carga primarias y
las secundarias:
- 51 -
Figura 20. Pérdidas de carga primaria en el primer tramo.
Figura 21. Pérdidas de carga secundaria de la instalación.
- 52 -
Figura 22. Pérdidas de carga primaria en el segundo tramo.
Figura 23. Altura manométrica o altura total de la instalación.
- 53 -
De esta forma, se obtiene una altura manométrica total de 13,4 m a partir de la cual
trabajar para obtener las posibles bombas y dimensiones del pozo.
2.3 SELECCIÓN DE LAS BOMBAS
Entre las bombas sumergibles o en seco, se descarta la bomba en seco porque se
necesita más espacio en el pozo, ya que la bomba se sitúa en otro compartimento diferente
del pozo donde se acumula el agua. Por tanto, será una bomba sumergida para aguas
residuales con partículas flotantes, y derivado de esto último será también semi-abierta.
Gamas de bomba ABS más interesantes para la instalación:
-AFP 2073
-AFP 2501
-AFP 3002
La elección de bomba y motor se basa en el siguiente estudio comparativo:
Bombas
AFP
2073
ME 900-4
2501
ME 900-6
3002
ME 900-6
Rend.
Hidr.
NPSH
P. Eje
C. Energético
en 10 años
C. Manten.
en 10 años
C. Total
en 10 años
78,70%
7,4
99,7 kW
240.741,47 €
22.927,76 €
312.469,22 €
78,00%
3,2
105 kW
200.617,89 €
22.927,76 €
275.545,65 €
77,30%
2,2
108 Kw
171.958,19 €
22.927,76 €
248.045,95 €
Tabla 9. Estudio comparativo de bombas.
.
El rendimiento hidráulico y la potencia del eje tienen unos valores similares en las
tres bombas. La diferencia está en el NPSH y el coste monetario, donde se incluye el coste
- 54 -
de instalar la bomba, del motor, los costes energético y de mantenimiento preventivo
estimados para los próximos 10 años.
Como conclusión se obtiene que la bomba seleccionada es la AFP 3002 con el motor
ME 900-6.
2.4 POZO DE BOMBEO
Las cotas mínimas recomendadas de dimensionamiento para pozos rectangulares se
citan en el documento de la memoria descriptiva página 19, haciendo uso de la figura 3 y
tabla 4.
Los datos de base para la definición del pozo son el caudal y la frecuencia de
arranque de las bombas. Para evitar la sobrecarga térmica de los motores, los grupos no se
deben arrancar demasiado a menudo dentro de un intervalo de tiempo. Los valores
aproximados para el número máximo de arranques por hora Z, dependen de la potencia del
motor. Como ya se mencionó en la memoria descriptiva página 16, con la ayuda de la tabla
3. Para el caso del motor elegido, ME 900-6, se tienen la siguiente tabla:
Arranques/hora
Potencia, Kw
Arranques/hora
0 a 11
20
11 a 160
15
>160
≤ 10
Tabla 10. Arranques/hora según potencia para el motor ME900-6.
Al ser la potencia del motor de 90 kW, se corresponde con un máximo de 15
arranques/hora. Como la selección de las bombas está orientada a trasegar el máximo
caudal afluente y este está sujeto a oscilaciones a lo largo del día, se va a disponer en el
- 55 -
pozo de bombeo de un volumen de almacenamiento, volumen útil, para evitar un arranque
demasiado frecuente de las bombas. Se ha determinado de acuerdo a las dimensiones
apropiadas del pozo un volumen útil de 18,38 m³.
Bomba
Bomba 1
Bomba 2
Bomba 3
Bomba en
reserva
Alarma
Caudal de
diseño (l/s)
Nivel de
arranque (m)
Nivel de
parada (m)
185,00
185,00
185,00
1,203
1,430
1,582
0,625
0,675
0,725
-
-
-
1,682
Tabla 11. Niveles de arranque y parada para cada bomba.
Una vez seleccionado el número máximo de arranques/hora se calcula el tiempo
entre dos arranques consecutivos, el período T, mediante la expresión:
T(s)=
- 56 -
El caudal afluente, que varía a lo largo del día, va a ser elevado con varias bombas.
El número de bombas se ha fijado en 4, teniendo en cuenta los siguientes aspectos:
• Para simplificación del mantenimiento y reducción de stock de repuestos, se ha
previsto bombas iguales.
• Todas las bombas instaladas estarán en situación de elevar conjuntamente los
caudales previstos.
Se ha previsto una bomba de reserva para un alto grado de seguridad.
2.5 PRESIONES
Los cálculos que se van hallando se toman como presiones absolutas:
2.5.1 PRESIÓN DE DESCARGA
La presión del fluido al descargar sobre el depósito es de igual valor a la presión
ambiente. Para hallarlo se utiliza la siguiente expresión que relaciona la altitud y la
presión:
- 57 -
Despejando la ecuación anterior se obtiene que: Pd = 92963,61 Pa.
2.5.2 REYNOLDS
Al ser los diámetros de entrada y salida de la bomba distintos, antes de aplicar la
ecuación de Bernoulli para hallar la presión en la salida de la bomba, es necesario saber si
el flujo será laminar o turbulento y así poder conocer el coeficiente α que altera la altura
debido a la energía cinética.
En función de la temperatura a la que vaya el fluido se determina la densidad, la
viscosidad dinámica y cinemática:
Temperatura Densidad
(ºC)
(kg/m3)
0
2
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
999,8
999,9
1000
999,95
999,9
999,8
999,7
999,4
999,2
998,9
998,5
998,2
997,7
997,2
996,6
996,1
995,7
Viscosidad dinámica Viscosidad cinemática
(105 kg/m·s)
(106 m2/s)
178,7
167,1
156,2
151,3
146,4
137,6
130,5
122,6
116,1
110,4
105,2
100,2
95,5
91,1
87,2
83,4
79,7
Tabla 12. Relación de las propiedades del agua.
- 58 -
1,787
1,671
1,652
1,558
1,464
1,375
1,307
1,227
1,163
1,106
1,053
1,004
0,957
0,914
0,876
0,837
0,801
Una vez que se saben estas características, se puede hallar el número de Reynolds a
la entrada y a la salida de la bomba para conocer qué tipo de flujo se tiene en cada caso:
- 59 -
: Las pérdidas de carga en la instalación. (13,4 m)
- 60 -
: La velocidad en la descarga del fluido al depósito (3,33m/s)
Al resolver la ecuación, se obtiene que Pa = PE= 124.983,453 Pa.
2.5.5 PRESIÓN MÁXIMA EN ACCESORIOS
El límite para aguas residuales de los accesorios seleccionados que se van a
necesitar en la instalación será PN10, es decir, que la presión máxima permitida será de 10
bares.
Esto se aplicará en: las tuberías, los codos, las válvulas: de mariposa, de bola y de
clapeta y el entronque o pieza pantalón. Como se detalla en el anexo 3 del presente
proyecto.
2.6 CAUDAL DE ASPIRACIÓN
Debido a las pérdidas volumétricas que
se producen en la bomba el caudal útil es Q.
El rodete bombea Q + qe + qi , qe sale por el
prensaestopas al exterior, goteo de la bomba,
qi retrocede por el intersticio. Por la tubería
de aspiración circula un caudal Q + qe menor
que por el rodete. A consecuencia de estas
pérdidas, el caudal que aspira la bomba es
distinto al caudal de la brida de salida, y
también será distinto al caudal que llega al depósito.
Figura 24. Pérdidas volumétricas.
- 61 -
Con lo anterior se concluye que el caudal que se aspira es superior al de descarga.
Calculado para una bomba, el caudal de aspiración será:
- 62 -
: La velocidad a la entrada de la bomba (1,616m/s)
Al resolver la ecuación, se obtiene que la altura en la entrada de la bomba es
HE = 7,051m
2.7.2 ALTURA MÍNIMA EN EL POZO
Para el funcionamiento con bombas sumergidas hay que tener en cuenta que la
refrigeración del motor la realiza el mismo medio que la bomba eleva por lo que la altura
mínima de lámina de agua en el pozo de bombeo no debe ser nunca inferior a
aproximadamente la altura que cubra el cuerpo de la bomba. El volumen ocupado por esta
altura mínima de lámina de agua es de 1,77 m, y se denomina volumen muerto del pozo de
bombeo.
Esta es la mínima profundidad de inmersión de las bombas a la que el fluido debe
llegar para conseguir que se pueda absorber las aguas residuales. Así se asegura que el
motor queda sumergido teniendo una buena refrigeración para que no se caliente más de lo
aconsejable.
2.8 POTENCIA REQUERIDA POR LA BOMBA
La elevación de líquidos por medio de bombas exige una aportación de energía que
se aplica en forma de electricidad, se transforma en el motor en energía cinética y se
suministra al líquido a través del impulsor. De esta interrelación se deducen las potencias
de aspiración, de impulsión y del motor que ilustran en la figura de a continuación:
- 63 -
La potencia hidráulica P3, la potencia de
accionamiento o potencia en el eje P2 y la potencia
absorbida de la red P1 están relacionadas a través
de los rendimientos hidráulicos (η) y del motor
(ηM).
Figura 25.Interrelación de potencias
- 64 -
En lo que se refiere a la bomba se habla de la curva característica de la bomba, figura
26, que representa su capacidad de transporte. Esta curva se conoce también como curva de
estrangulamiento, pues cualquier punto de la misma se puede conseguir por cierre
paulatino de un dispositivo de bloqueo. Si este dispositivo se cierra totalmente, se alcanza
el llamado punto de caudal nulo. Este método se utiliza en el banco de prueba de las
bombas.
A la curva característica de la bomba se opone la curva característica de la
instalación, que describe el comportamiento hidráulico de un sistema de conducciones. La
curva característica de la instalación se compone de la diferencia de altura Hgeo,
independiente del caudal, y de las pérdidas de carga en las conducciones. La diferencia de
la altura Hgeo varía según las oscilaciones del nivel del agua en la cámara de aspiración y
en la zona de descarga. La pérdida de carga Hv aumenta con el caudal Q y depende del
diámetro, longitud y estado de las tuberías, del tipo y número de accesorios y piezas
especiales, así como del líquido a elevar.
Figura 26. Curva característica de la bomba.
Figura 27.Curva característica de la instalación.
- 65 -
Figura 29. Funcionamiento simultáneo en
Figura 28. Punto de funcionamiento.
paralelo.
La figura 28 representa la acción conjunta de las curvas características de la bomba y
de la instalación. Ambas curvas se cortan en un punto, que es el punto de funcionamiento.
Este punto define la situación en que la bomba se coloca automáticamente al funcionar,
debido a las pérdidas de carga de la instalación.
A menudo las bombas deben trabajar simultáneamente. La figura 29 muestra el
funcionamiento simultáneo de dos bombas en un caso ideal. La curva característica de las
bombas se obtiene sumando los caudales para cada altura de elevación.
En la instalación, cada bomba tiene su propia conducción con las válvulas
correspondientes, se unen por una pieza pantalón o injerto y sigue por una tubería común
que transporta la totalidad del caudal hasta descargarlo al depósito.
Esta forma de montaje conduce a una superposición de varias curvas características
de la instalación. Como se muestra en la figura 30, este problema se puede resolver
gráficamente mediante el trazado de las curvas características de bombas modificadas:
1. Dibujar las curvas características de las bombas para funcionamiento individual y
simultáneo.
- 66 -
2. Calcular las pérdidas de carga en el tramo de impulsión particular de cada bomba.
Restar dichas pérdidas de las curvas características de las bombas para obtener las
curvas características modificadas.
3. Sumar los caudales de las curvas modificadas para funcionamiento simultáneo.
4. Calcular las pérdidas de carga de la conducción general para el caudal total y
dibujar la curva característica de dicha conducción.
5. Los puntos de funcionamiento se obtienen a partir de los puntos de corte de las
curvas de la instalación con las curvas modificadas de las bombas, trazando hacía
arriba una línea vertical hasta que toque a las curvas características de las bombas.
Como resultado de este gráfico se obtienen para cada bomba dos puntos de
funcionamiento que limitan el campo de trabajo, figura 30:
A: Punto de trabajo de una bomba en funcionamiento simultáneo
B: Punto de trabajo de la bomba en funcionamiento individual
Figura 30. Campo de trabajo de las bombas.
- 67 -
Un caudal demasiado pequeño o demasiado elevado puede originar la aparición de
fenómenos de cavitación. Especialmente en el caso de curvas características planas, una
estimación, por ejemplo con el método de longitud de tubería equivalente, de las pérdidas
por rozamiento puede tener consecuencias inesperadas, porque pequeños cambios en la
altura de elevación pueden dar lugar a grandes variaciones de caudal.
Las bombas nunca trabajan en un solo punto de funcionamiento sino en una zona de
la curva característica dentro de la cual todos los puntos son posibles. Esto se debe a
variaciones de la altura geométrica y a cambios en las condiciones hidráulicas de la
instalación, así como al número de bombas en servicio simultáneo.
La oscilación de la altura geométrica conduce a un desplazamiento paralelo de la
curva característica de la instalación, figura 31, y depende de dos factores:
• El nivel de agua en la cámara de bombas es variable puesto que los niveles de
arranque y parada son diferentes.
• La altura geométrica en la parte de la impulsión también es variable.
Un cambio en las condiciones hidráulicas influye en la pendiente de la curva
característica de la instalación, figura 32. El motivo suele ser el cambio de rugosidad de los
elementos de la conducción, por ejemplo por incrustaciones a causa de reacciones
químicas, corrosión o fuerte contaminación del líquido a elevar.
Figura 31. Oscilación de la altura geométrica.
Figura 32. Cambio de las condiciones hidráulicas.
- 68 -
El conjunto de curvas características del presente proyecto se expone en la figura 33:
Figura 33. Curvas características del presente proyecto.
- 69 -
2.9.2 ADAPTACIÓN AL PUNTO DE FUNCIONAMIENTO
Una curva característica representa el comportamiento de una bomba para un tamaño
de impulsor determinado y un número de revoluciones concreto. Variando dichas
magnitudes es posible un solo tipo de hidráulica.
La adaptación exacta de la curva característica de la bomba al punto de
funcionamiento se consigue cambiando el número de revoluciones y/o la geometría del
impulsor. El cambio en la geometría del impulsor de flujo radial se consigue torneando su
diámetro exterior.
Los caudales y alturas varían según leyes determinadas, llamadas leyes de
semejanza. El caudal varía linealmente con el número de revoluciones y el diámetro del
impulsor. La altura varía con el cuadrado del número de revoluciones y de los cambios de
diámetro del impulsor.
2.9.3 CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO
La aportación de energía al impulsor de la bomba hace que localmente se consigan
altas velocidades de paso del líquido, lo que produce una excesiva bajada de presión, que
puede llegar a ser inferior a la tensión de vapor del líquido. Como se mencionó en la
memoria descriptiva al explicar el fenómeno de la cavitación, se forman burbujas de vapor
y el líquido hierve. En las zonas de alta presión las burbujas coinciden de repente y
generan ondas de presión de algunos miles de bares. Se reconoce acústicamente por un
chasquido intermitente.
El funcionamiento de una bomba en la zona de cavitación conlleva una pérdida de
rendimiento y puede ocasionar el deterioro de la voluta y del impulsor.
- 70 -
El comportamiento de una bomba frente al fenómeno de cavitación se define por
medio del valor NPSH (Net Positive Suction Head). El valor NPSH es específico de cada
impulsor y corresponde a la presión mínima que debe haber sobre la bomba cuando ésta
trabaja en aspiración.
Cada hidráulica de bomba necesita un determinado NPSHR, R: requerido, para evitar
la aparición de cavitación. Frente a este valor está el NPSHD, D: disponible, de la
instalación, es decir, la carga de agua existente sobre la voluta o hélice. El valor NPSH está
influenciado principalmente por la forma del impulsor, el número de revoluciones, la
temperatura del líquido y la presión atmosférica.
El funcionamiento de régimen de aspiración es un caso especial para las bombas
sumergibles. En esta forma de trabajo hay que hacer notar que físicamente sólo es posible
alcanzar una determinada altura de aspiración. La altura de aspiración se compone de la
altura geométrica y de las pérdidas por rozamiento en la tubería, frente a ella está el
NPSHR de la bomba. Para estimar si es posible el funcionamiento en aspiración de una
bomba debe cumplirse la siguiente relación:
Altura geométrica de aspiración + Pérdidas en la aspiración ≤ 9,5 m – NPSH R
- 71 -
2.10 DIÁMETRO ÓPTIMO
Es importante la elección del diámetro, cuanto más se acerque al diámetro óptimo
más rentabilidad obtendremos en el proyecto.
Con un caudal dado, al escoger una bomba pequeña, esta proporcionará al fluido una
velocidad baja,
por lo que la instalación tendrá que tener un diámetro grande para
descargar el flujo marcado. En cuanto al coste, cuanto mayor sea el diámetro de la tubería,
mayor será su precio porque habrá que emplear más material en su fabricación y será más
elevado su transporte. Sin embargo, al tener la instalación una bomba pequeña, también
será menor la potencia requerida y esto se notará en el gasto energético que se realice a
largo plazo.
Por el contrario, si se elige una bomba grande para el mismo caudal dado, la
velocidad será más elevada y el diámetro de las tuberías tendrá que ser menor que en el
caso anterior. En cuanto al coste ocurre lo contrario, al tener tuberías pequeñas el gasto
inicial será menor. Y lo contrario ocurrirá con el coste energético, que al tener una bomba
grande consumirá más potencia que en el caso anterior.
Diámetro
velocidad
Bomba
Coste energético
Coste a LP
Coste de instalación
Coste a CP
Pequeña
Grande
Tabla 13. Factores en la elección del diámetro óptimo.
Para calcular el diámetro óptimo en cada tramo de la instalación se determina a partir
del caudal y la velocidad media que va a tener el fluido en cada tramo. De este modo,
- 72 -
tendremos dos diámetros óptimos, uno para cada tramo. Se halla despejando el diámetro de
la expresión:
Q = v·A
Siendo;
Q: El caudal previsto que circula por la instalación (2000m3/h)
V: La velocidad del fluido (m/s).
A: La sección de la tubería (m2).
Se obtiene los siguientes valores:
vmin = 2,63 m/s  Dmáx = 0,518 m
vmáx = 5 m/s  Dmin = 0,376 m
Aunque estos sean los diámetros idóneos para obtener mayor rentabilidad, su coste
sería altamente elevado porque no se fabrican si no es por pedido específico. Por eso se
utilizarán los diámetros normalizados más próximos a estos valores:
Diámetro óptimo
376 mm
518 mm
Diámetro normalizado
315 mm
500 mm
Tabla 14. Elección del diámetro.
- 73 -
Una vez determinado el diámetro de la instalación, a continuación se muestra una
comparativa entre los costes de los accesorios necesarios comunes en ambos tramos.
Coste de Válvula de
Cierre
461,64 €
3.500,00 €
626,85 €
5.200,00 €
D [mm]
Coste de Válvula
Antirretorno
2.800,00 €
4.500,00 €
Coste Tubería
D 315
D 500
Tabla 15. Costes de accesorios según diámetros.
Costes según diámetros
6.000,00 €
5.000,00 €
4.000,00 €
3.000,00 €
D 315
2.000,00 €
D 500
1.000,00 €
- €
Coste Tubería
Coste de Válvula de
Cierre
Coste de Válvula
Antirretorno
Figura 34. Costes de accesorios según diámetros.
Como se ha explicado anteriormente, la tubería no solo influye en los costes de
instalación a corto plazo. La elección de estos diámetros específicos conlleva un coste a
largo plazo debido a la potencia que consumirá el motor, que a su vez deriva de la altura
manométrica necesaria. Los valores de estas variables en el presente proyecto son:
H manométrica
14,1 m
P. motor
90 kW
Coste de Potencia
10,80 €/h
C. Potencia en 10 años
127.145,24 €
Tabla 16. Variables del coste a largo plazo.
- 74 -
En la tabla 9, ‘Estudio comparativo de bombas’, se vio el coste máximo previsto de
potencia para los 10 años. A continuación se compara dicho valor con el coste real previsto
calculado en la tabla anterior.
Coste de la potencia en 10 años
127.145,24 €
Real
171.958,19 €
Máximo
Tabla 17. Comparativa de costes de potencia.
2.11 CAVITACIÓN
2.11.1 PREDICCIÓN DEL PROCESO
Para evitar que se produzca el descenso de la presión hasta valores peligrosos, el
líquido debe disponer, en su entrada a la bomba, de una presión suficiente para compensar
el efecto del aumento de la velocidad. Esta presión se define como NPSHD, y es un valor
que depende de las condiciones de la instalación y de la temperatura del líquido.
Para que no se produzca el fenómeno de la cavitación, el NPSHD debe ser mayor que
el que requiere la bomba a la entrada, NPSHR,
- 75 -
La presión a la entrada de la bomba (124.983,453Pa)
- 76 -
Para cada tipo de impulsor y después de ensayos en banco de pruebas, el NPSH
mínimo que ha dado el fabricante para evitar que la cavitación se produzca es el NPSHR,
este valor también se denomina como ‘NPSH3’. Sin embargo, el NPSHR calculado que
debe cumplir la instalación, también se puede hallar como el grado de cavitación en el que
se produce un 3 % de caída en la presión normal que daría la bomba si no cavitase.
- 77 -
2.11.2 FENÓMENOS ASOCIADOS
2.11.2.1 Recirculación interna
El líquido aumenta su velocidad
dentro del impulsor hasta que se produce
su vaporización.
La
velocidad
específica
de
aspiración determina la proximidad que
debe tener el punto de servicio con
respecto al punto de máximo rendimiento
de la bomba para evitar este problema.
Figura 35. Recirculación interna.
- 78 -
2.11.2.2 Sumergencia
Para evitar la entrada de aire a la bomba como consecuencia de la formación de
vórtices, debe haber una cierta altura sobre su voluta.
Figura 36. Sumergencia y altura mínima del pozo.
La sumergencia recomendada se puede calcular mediante la expresión:
- 79 -
2.12 MOTOR
La bomba sumergible elegida para aguas residuales es accionada por un motor
asíncrono con inducido en cortocircuito. Es un motor trifásico, estanco al agua con tipo de
protección IP 68. La profundidad de inmersión máxima en la ejecución normal es de 20 m.
La refrigeración se realiza por medio de una camisa de refrigeración integrada, abierta o
cerrada. Este sistema está calculado para garantizar un servicio sin limitaciones.
Se construye con un criterio de ‘mecano’. Esto significa que una parte de la bomba,
seleccionada desde un punto de vista hidráulico, se puede combinar con el motor óptimo
por potencia, número de revoluciones y otras características.
Funciona con una frecuencia de 50 Hz, y a una tensión de 400 V. El factor de
potencia de los motores, cos ϕmot, se mejora hasta el valor de cos ϕ deseado, instalando
condensadores de compensación. La potencia del condensador necesario para conseguir un
cos ϕ = 0,9 se calcula con la fórmula:
K (kVAr) = P (kW) * Ft (kVAr/kW)
Aplicando la figura 37, se puede partir de la potencia absorbida P1 o de la potencia en
el eje P2 para hallar el factor Ft, que también tiene en cuenta el rendimiento del motor.
- 80 -
Figura 37. Factores Ft para el cálculo del condensador.
El valor de Ft entrando en la figura con la potencia del eje, y para cos ϕ = 0,868 es
0,1. Como la potencia del condensador es de 64,8 kW, se sustituyen valores en la ecuación
anterior hallando K= 6,48 kVAr.
El número de revoluciones del motor se determina a partir de la frecuencia f=50Hz,
el número de pares de polos, p=3, y el deslizamiento, 58. Se sustituyen los valores en la
fórmula:
n (min-1) =
- 81 -
El motor admite arranque directo, arranque por transformador y arrancador suave. La
caja de bornes posee seis conductores: U1, V1, W1 y U2, V2, W2; que posibilitan el arranque
estrella-triángulo.
El bobinado del motor está equipado con controles de temperatura. Estos sensores se
abren si se sobrepasa una temperatura crítica preseleccionada, y se conectan al circuito de
mando del cuadro.
La bomba seleccionada utiliza una junta de estanqueidad doble en el eje, entre el
motor y el líquido a elevar. Esta junta mecánica se lubrifica y refrigera con aceite. El
sistema de vigilancia de las juntas controla la conductividad eléctrica del aceite en caso de
fugas y la presencia de agua de condensación en el alojamiento del motor.
- 82 -
Estudio económico
Capítulo 3 ESTUDIO ECONÓMICO
3.1
FIABILIDAD
Uno de los objetivos es funcionar con un caudal lo más homogéneo posible, para
ello, se pretende evitar cualquier tipo de ruptura debido al mal funcionamiento de las
bombas del pozo. Es decir, se pretende alcanzar un nivel de fiabilidad en sus elementos lo
más elevado posible.
Para decidir el tipo de cuidado que recibirán los elementos, en especial de las bombas
del pozo, se analiza a continuación el precio de los tipos de mantenimiento: preventivo vs
correctivo.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
TOTAL
Mantenimiento
Preventivo
Correctivo
2.000,00 €
6.000,00 €
2.060,00 €
6.180,00 €
2.121,80 €
6.365,40 €
2.185,45 €
6.556,36 €
2.251,02 €
6.753,05 €
2.318,55 €
6.955,64 €
2.388,10 €
7.164,31 €
2.459,75 €
7.379,24 €
2.533,54 €
7.600,62 €
2.609,55 €
7.828,64 €
22.927,76 €
68.783,28 €
Tabla 20. Coste del mantenimiento preventivo y correctivo.
- 83 -
Estudio económico
Preventivo vs Correctivo
9.000,00 €
8.000,00 €
Coste [€]
7.000,00 €
Mantenimiento
Correctivo
6.000,00 €
5.000,00 €
Mantenimiento
Preventivo
4.000,00 €
3.000,00 €
2.000,00 €
1.000,00 €
- €
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
Años
Figura 38. Coste de mantenimiento preventivo y correctivo.
El mantenimiento preventivo consiste en cuidar la máquina para su correcto
funcionamiento antes de la rotura. Mediante la realización de revisiones y reparaciones se
garantiza su buen funcionamiento.
Sin embargo, el mantenimiento correctivo se efectúa en caso de rotura o mal
funcionamiento de alguna de sus piezas. Y consiste en la reparación de dichas máquinas
reparándolas o sustituyéndolas.
A nivel económico, se muestra la diferencia de ambos mantenimientos en la tabla 21:
- 84 -
Estudio económico
Años
Ahorro
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4.000,00 €
4.120,00 €
4.243,60 €
4.370,91 €
4.502,04 €
4.637,10 €
4.776,21 €
4.919,50 €
5.067,08 €
5.219,09 €
TOTAL
45.855,52 €
Tabla 21. Diferencia económica por tipo de mantenimiento.
Ahorro por Mant. Preventivo
6.000,00 €
Coste [€]
5.000,00 €
4.000,00 €
3.000,00 €
Ahorro
2.000,00 €
1.000,00 €
- €
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Años
Figura 39. Diferencia económica por tipo de mantenimiento.
Se ve como a lo largo de los 10 años de la vida útil, la opción del tipo de
mantenimiento acarrea una diferencia monetaria a tener en cuenta
- 85 -
Estudio económico
Como conclusión, se decide la elección del mantenimiento preventivo. Porque
además de proporcionar mayor fiabilidad a la instalación, también genera menores gastos
que el correctivo.
3.2
AHORRO ECONÓMICO DEBIDO A LA REUTILIZACIÓN DE
MATERIAS.
El presente proyecto, además de los gastos, genera una serie de ingresos. Sus
principales fuentes de financiación se deben a la venta de:
• Energía, se cogenera el metano de la digestión anaerobia de los fangos activados,
ahorrándose alrededor del 50% del consumo eléctrico.
• Agua regenerada, el 80% del caudal, y el otro 20% para uso interno.
Además de estas, también se venden los lodos, tratados por un gestor autorizado
acorde con los precios del mercado.
Fuente de
Financiación
Energía
Agua regenerada
Cantidad anual
€/Cantidad
187500 kW
0,12 €/kW
14016000m3
0,37 €/m3
Año 1
Año 2
Año 3
Año 4
Año 5
Año 6
Año 7
Año 8
Año 9
Año 10
22.500,00 €
23.175,00 €
23.870,25 €
24.586,36 €
25.323,95 €
26.083,67 €
26.866,18 €
27.672,16 €
28.502,33 €
29.357,40 €
5.185.920,00 €
5.341.497,60 €
5.501.742,53 €
5.666.794,80 €
5.836.798,65 €
6.011.902,61 €
6.192.259,69 €
6.378.027,48 €
6.569.368,30 €
6.766.449,35 €
5.208.420,00 €
5.364.672,60 €
5.525.612,78 €
5.691.381,16 €
5.862.122,60 €
6.037.986,27 €
6.219.125,86 €
6.405.699,64 €
6.597.870,63 €
6.795.806,75 €
Total en 10 años
257.937,28 €
59.450.761,00 €
59.708.698,28 €
Tabla 22. Ingresos durante 10 años.
- 86 -
Ingresos
Estudio económico
Ingresos
8.000.000,00 €
7.000.000,00 €
Ingresos [€]
6.000.000,00 €
5.000.000,00 €
4.000.000,00 €
3.000.000,00 €
Ingresos
2.000.000,00 €
1.000.000,00 €
- €
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Años
Figura 40. Ingresos durante 10 años.
3.3
AMORTIZACIÓN.
El coste del presente proyecto se acentuará en la iniciación de la ejecución debido al
coste de la construcción, de los elementos mecánicos, eléctricos e hidráulicos a comprar.
Estos costes constituyen el coste fijo. Porque, aunque una vez preparado no se lleve a cabo
la producción de actividad, estos costes ya habrán tenido lugar.
Como costes variables se incluye el mantenimiento, otros gastos indefinidos que se
puedan originar y el coste del agua residual. Formando parte del mantenimiento los
siguientes costes variables; el mantenimiento preventivo, el salario de los operarios, la
cuota por tirar los fangos al vertedero, el transporte de los fangos, el coste energético, los
repuestos de piezas, la reparación de elementos, los costes de limpieza, jardinería, etc.
- 87 -
Estudio económico
Costes
Año 1
Año 2
Año 3
Año 4
Año 5
Año 6
Año 7
Año 8
Año 9
Año 10
C. Fijos
299.588,14 €
- €
- €
- €
- €
- €
- €
- €
- €
- €
C. Variables
6.647.332,00 €
6.846.751,96 €
7.052.154,52 €
7.263.719,15 €
7.481.630,73 €
7.706.079,65 €
7.937.262,04 €
8.175.379,90 €
8.420.641,30 €
8.673.260,54 €
Costes
6.946.920,14 €
6.846.751,96 €
7.052.154,52 €
7.263.719,15 €
7.481.630,73 €
7.706.079,65 €
7.937.262,04 €
8.175.379,90 €
8.420.641,30 €
8.673.260,54 €
Total en 10 años
299.588,14 €
76.204.211,79 €
76.503.799,93 €
Tabla 23. Costes fijos, variables y totales.
Costes [€]
Costes
10.000.000,00 €
9.000.000,00 €
8.000.000,00 €
7.000.000,00 €
6.000.000,00 €
5.000.000,00 €
4.000.000,00 €
3.000.000,00 €
2.000.000,00 €
1.000.000,00 €
- €
Costes
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Años
Figura 41. Costes durante 10 años.
En la gráfica se contempla el pico del coste en el primer año debido a los costes fijos
de obra que antes se explicaban.
Junto a los gastos ocasionados año tras año, se solapan los ingresos obtenidos por la
ejecución de la actividad.
- 88 -
Estudio económico
Año 1
Año 2
Año 3
Año 4
Año 5
Año 6
Año 7
Año 8
Año 9
Año 10
Total
Ingresos
5.208.420,00 €
5.364.672,60 €
5.525.612,78 €
5.691.381,16 €
5.862.122,60 €
6.037.986,27 €
6.219.125,86 €
6.405.699,64 €
6.597.870,63 €
6.795.806,75 €
Costes
6.946.920,14 €
6.846.751,96 €
7.052.154,52 €
7.263.719,15 €
7.481.630,73 €
7.706.079,65 €
7.937.262,04 €
8.175.379,90 €
8.420.641,30 €
8.673.260,54 €
59.708.698,28 €
76.503.799,93 €
Tabla 24. Comparativa de ingresos y costes durante 10 años.
Valor monetario [€]
Amortización
10.000.000,00 €
9.000.000,00 €
8.000.000,00 €
7.000.000,00 €
6.000.000,00 €
5.000.000,00 €
4.000.000,00 €
3.000.000,00 €
2.000.000,00 €
1.000.000,00 €
- €
Ingresos
Costes
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
Años
Figura 42. Gráfico de amortización.
La recuperación de la inversión se efectúa al obtener el capital invertido en el
proyecto. En este caso, no se llega a conseguir.
- 89 -
Estudio económico
3.4
INTERÉS EN LA EJECUCIÓN.
Para obtener la cuantía monetaria neta que se espera conseguir después de deducir
los gastos, se realiza la diferencia entre ganancias y pérdidas efectuadas cada año.
Año 1
Año 2
Año 3
Año 4
Año 5
Año 6
Año 7
Año 8
Año 9
Año 10
Total
Ingresos
5.208.420,00 €
5.364.672,60 €
5.525.612,78 €
5.691.381,16 €
5.862.122,60 €
6.037.986,27 €
6.219.125,86 €
6.405.699,64 €
6.597.870,63 €
6.795.806,75 €
59.708.698,28 €
Costes
6.946.920,14 €
6.846.751,96 €
7.052.154,52 €
7.263.719,15 €
7.481.630,73 €
7.706.079,65 €
7.937.262,04 €
8.175.379,90 €
8.420.641,30 €
8.673.260,54 €
76.503.799,93 €
-
Flujos de caja
1.738.500,14 €
1.482.079,36 €
1.526.541,74 €
1.572.337,99 €
1.619.508,13 €
1.668.093,38 €
1.718.136,18 €
1.769.680,26 €
1.822.770,67 €
1.877.453,79 €
16.795.101,65 €
Tabla 25. Flujos de caja durante 10 años.
Flujos de caja
10.000.000,00 €
Valor monetario [€]
8.000.000,00 €
6.000.000,00 €
Ingresos
4.000.000,00 €
Flujos de caja
2.000.000,00 €
Costes
- €
-2.000.000,00 €
-4.000.000,00 €
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Años
Figura 43. Flujos de caja durante 10 años.
- 90 -
10
Estudio económico
A partir de la intersección entre las curvas de ingresos y costes comenzará el
superávit del proyecto. En este caso, al no llegar a cortar entre ambas, se concluye que
desde el primer año de funcionamiento, se obtienen pérdidas.
3.5
COSTE DEL CICLO DE VIDA (LCC)
El coste de la vida de un elemento es el coste total de toda su vida. Incluye la
compra, instalación, funcionamiento, mantenimiento y retirada de dicho elemento. Para
obtener este coste hay que identificar y cuantificar todos los factores que influyen en su
ecuación.
Figura 44. Elementos de la ecuación LCC.
La importancia del LCC radica en que puede ahorrarse entre un 30 y un 50% de la
energía consumida por sistemas de bombeo, mediante la optimización de las bombas y
toma de decisiones.
El coste inicial Cic
La calidad de las bombas elegidas incrementan los costes iniciales pero reducirán el
coste de ciclo de vida.
- 91 -
Estudio económico
Por otra parte, el coste de las tuberías es proporcional a su diámetro, pero
inversamente proporcional a la potencia requerida de la bomba. Por lo que, cuanto más
pequeños sean los diámetros de los tubos, menor será el coste de compra e instalación.
Pero derivará en mayores costes de funcionamiento.
El coste inicial incluye:
• Estudio técnico (diseños y planos, especificaciones iniciales).
• Proceso de licitación.
• Orden de compra para administración.
• Pruebas e inspecciones.
• Inventario de piezas de repuesto.
• Equipos auxiliares de refrigeración y sellado.
Figura 45.Esquema de coste inicial.
- 92 -
Estudio económico
El coste de instalación y puesta en marcha Cin
La instalación y puesta en marcha incluye:
• Cimentación.
• Colocación y anclaje del equipo.
• Conexión de los tubos (fontanería/calderería).
• Conexión de los aparatos eléctricos y la instrumentación.
• Conexión de los sistemas auxiliares y otros accesorios.
• Prevención anti-inundaciones.
• Puesta a punto y arranque.
• Rodaje.
Los sistemas de bombeo pueden ser instalados por un suministrador de equipos, un
contratista o personal propio. Esta decisión depende de varios factores: los métodos,
herramientas y equipos necesarios para realizar la instalación, los requerimientos del
proceso contractual, normas reguladoras de la construcción, y la disponibilidad de personal
instalador competente.
Para el buen funcionamiento de la planta y la obtención de un rendimiento óptimo es
importante contar con personal cualificado. La puesta en marcha requiere una especial
atención a las instrucciones del fabricante y del proceso de puesta en marcha inicial. Se
utilizará una lista de comprobación para reconfirmar que la instalación y los sistemas
funcionan según los requerimientos especificados. Siempre será necesaria una prueba final
antes de entregar la instalación.
- 93 -
Estudio económico
Figura 46. Esquema de costes de instalación y puesta en marcha.
El coste energético Ce
El consumo energético suele ser el mayor elemento de coste del ciclo de coste de
vida, principalmente en bombas que trabajan más de 2000 horas al año (un año tiene 8760
h), como es el caso del presente proyecto.
La energía y los costes de consumo de material para servicios auxiliares también
necesitan ser incluidos. Estos costes pueden provenir de los circuitos de refrigeración,
calentamiento o de sistemas de estanqueidad. A menudo no se distingue entre la variedad
de sistemas de diseño que puede afectar la selección de diferentes materiales o sistemas de
cierre. Los costes de montaje se contabilizan en otra parte.
- 94 -
Estudio económico
Figura 47. Esquema de coste energético.
El coste de operación Co
Los costes de funcionamiento son costes por la operación del sistema de bombeo. Y
varían ampliamente dependiendo de las características de cada sistema.
El funcionamiento de un bombeo peligroso hará necesarios controles diarios para
seguir las posibles emisiones peligrosas, seguimiento en la operación, y ejecución fuera de
los parámetros tolerados. Por otro lado, un sistema no peligroso absolutamente
automatizado requerirá una supervisión muy limitada. La observación periódica del
proceso de funcionamiento podrá poner en aviso a los operarios sobre las posibles pérdidas
en la correcta ejecución del sistema. Los indicadores del correcto funcionamiento incluyen
cambios en la vibración de la bomba, síntomas de sobreesfuerzos, temperatura, ruido,
consumo energético, proporción de caudal y presión.
- 95 -
Estudio económico
Figura 48. Esquema de coste de funcionamiento.
El coste de mantenimiento Cm
Requiere un servicio regular y eficiente, el fabricante avisará al usuario sobre la
frecuencia del proceso de mantenimiento preventivo. El coste depende del tiempo y la
frecuencia del servicio, y el coste de los materiales. El diseño podrá afectar a estos costes
debido a los materiales de construcción, los componentes elegidos y la facilidad de acceso
a las partes que deben ser servidas.
El programa de mantenimiento puede requerir desde una reparación inusual pero
importante hasta el más frecuente y simple servicio. Los trabajos habituales de
mantenimiento obligarán a trasladar la bomba al taller.
En el período de tiempo en que la bomba no está disponible en la planta de proceso,
al tener una bomba de reserva no será necesario el coste de una reposición temporal,
bombas de alquiler.
- 96 -
Estudio económico
Los costes de reparación suelen incluir los portes y los costes de entrenamiento
necesarios para poder realizar el trabajo de una forma competente. La devaluación
temporal del dinero también se tendrá en cuenta.
El coste total de mantenimiento se obtiene multiplicando los costes de cada
intervención por el número de intervenciones que se espera efectuar durante el ciclo de
vida de la bomba.
Aunque los fallos inesperados no se pueden predecir con precisión, éstos se pueden
estimar estadísticamente mediante el cálculo de tiempo entre fallos (Mean Time Between
Failures) MTBF se puede estimar para componentes y entonces combinarlo para dar un
valor concreto para el equipo completo.
Figura 49. Esquema de costes de mantenimiento y reparación.
- 97 -
Estudio económico
El coste por tiempo de avería Cs
El coste por el tiempo inesperado de parada y la pérdida de actividad en la
producción puede ser un valor muy relevante en el coste de vida. A pesar del diseño o de la
esperanza de vida de una bomba y de sus componentes, habrá ocasiones donde aparecerá el
fallo inesperado.
Como en el presente proyecto el coste de pérdidas en la producción es elevado, se ha
decidido instalar una bomba de repuesto en paralelo para reducir el riesgo, sistema 3+1.
Así, el coste inicial será más grande pero el coste de mantenimiento no programado
incluirá sólo el coste de la reparación.
Figura 50. Esquema de coste de avería.
Costes medioambientales Camb
Ciertas opciones pueden reducir la cantidad de contaminación, pero usualmente
producen un incremento en los costes de I+D. Ejemplos de contaminación ambiental
pueden incluir el líquido refrigerante, residuos de la empaquetadura, elementos
antideflagrantes, lubricantes, partes usadas contaminadas como sellos y cierres. Por el
contrario se utilizan pinturas ecológicas no contaminantes.
También se incluyen los costes de inspecciones ambientales.
- 98 -
Estudio económico
Figura 51. Esquema de coste medioambiental.
El coste por retirada incluida la restauración medioambiental Cd
El coste por retirada hace referencia a la eliminación de los residuos que genera la
estación de bombeo, es decir, a los costes debido a su transporte hasta el vertedero o la
planta de reciclaje.
Cuando la ubicación es muy cara, los costes del ciclo de vida llegan a ser mucho más
sensibles para la vida útil de la bomba.
Figura 52. Esquema de coste por retirada.
Conclusión: importantes ahorros con un bombeo rentable
El coste de compra inicial para una bomba sólo representa una pequeña parte de su
precio total. Considerando los demás aspectos que afectan al coste total en el ciclo de vida
de una bomba –no sólo la rentabilidad de la bomba y el consumo de energía, sino también
- 99 -
Estudio económico
la instalación y los costes de explotación tales como servicio y mantenimiento– pueden
generar importantes ahorros.
- 100 -
Anexos
Capítulo 4 ANEXOS
Anexo 1: Boadilla del Monte.
Anexo 2: Elementos utilizados.
Anexo 3: Seguridad sanitaria.
Anexo 4: Normativa.
- 101 -
Anexos
- 102 -
Boadilla del monte
BOADILLA DEL MONTE
1. OBJETO
La finalidad de este anexo es describir los condicionantes que imperan en el área del
presente proyecto, caracterizándolos a través de sus aspectos cuantitativos.
2. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA ZONA
2.1. SITUACIÓN Y EXTENSIÓN
El municipio de Boadilla del Monte tiene una superficie de 47,24 km2, se encuentra
al sur de la Comunidad de Madrid, en las coordenadas geográficas 40º 24' de latitud y 3º
52' de longitud. El término municipal de Boadilla del Monte, geográficamente, se ubica
en un terreno cruzado por arroyos, además del río Guadarrama y limita al norte con
Majadahonda, al sur con Villaviciosa de Odón y Alcorcón, al este con Pozuelo de Alarcón
y al Oeste con Brunete y Villanueva de la Cañada. Se encuentra al oeste de Madrid capital
de la que le separan 14,5 kilómetros.
Figura 53. Municipios colindantes a Boadilla del Monte.
- 103 -
Boadilla del monte
Los principales núcleos poblacionales, además del casco antiguo, son las
urbanizaciones: Montepríncipe, Olivar de Mirabal, Parque Boadilla, Bonanza y Las
Lomas, conocidas como urbanizaciones históricas. Anexas a estas se encuentran Monte de
las Encinas, Pino Centinela, Valdecabañas y Valdepastores; y de reciente construcción
cabe destacar el Residencial Siglo XXI y las zonas de Viñas Viejas.
Muchas de estas urbanizaciones siguen la misma línea que las urbanizaciones de las
cercanas localidades de Pozuelo de Alarcón, Majadahonda, La Florida, Villaviciosa de
Odón, o de las Rozas.
2.2. CLIMATOLOGÍA
La temperatura media anual es de 13,6 °C, y la precipitación media anual: 500,5 m³
de marzo a diciembre.
Los vientos dominantes son del suroeste y posee un clima mediterráneo templado y
moderado con 5º de media en el mes más frío (enero) y de 24,1º de media en el mes más
cálido (julio). La duración en el período de las heladas oscila entre los 6 a 7 meses, y en el
período seco de 4 a 5 meses.
Valores que, junto a las temperaturas extremas, definen unos inviernos tipo avena y
unos veranos tipo arroz o maíz según la clasificación de J. Papadakis.
2.3. DEMOGRAFÍA
El municipio ha registrado un crecimiento importante estos últimos años. En el
periodo 1994-2004, el número de habitantes ha aumentado un 82,3%. El incremento de
población ha sido mayor de 1999-2004 con un 70% de aumento en comparación con un
7,2% que obtuvo durante el periodo 1994-1999. (Datos 2004).
- 104 -
Boadilla del monte
La evolución demográfica del municipio ha seguido grandes incrementos de
población, especialmente durante la década 70-80 donde la población se multiplicó por
más de tres. En los años 80-90, el crecimiento continuó siendo constante y en este periodo
se ha registrado un aumento del 160%.
El crecimiento de población ha sido constante a lo largo de los últimos años en toda
la Comunidad de Madrid.
La mejora de las vías de comunicación y de la red de transporte han permitido que
los municipios de la Comunidad hayan quedado completamente integrados en la dinámica
metropolitana de Madrid.
Boadilla del Monte
Año
Habitantes
1900
575
1950
1041
1960
1039
1991
15824
2001
23654
2002
27145
2003
30920
2004
32813
Tabla 26. Evolución de la población.
(Fuente: Banco de datos municipal Abril 2005, Instituto de Estadísticas, Comunidad de Madrid).
La población de Boadilla del Monte es una población joven:
• En 2004, los menores de 35 años representaron un 53% de la población total del
municipio.
• En 2003, la edad media de la población de Boadilla del Monte era de 33,67 años, lo
que se sitúo en la media de la zona Oeste Metropolitano (34,47 años). La Comunidad
de Madrid como Madrid capital con una edad media de 38,64 años y 41,33 años
respectivamente, registraron un nivel de envejecimiento más alto.
- 105 -
Boadilla del monte
• En 2004, un 20,45% de su población estaba compuesto por menores de 15 años
mientras que la zona Oeste Metropolitano un 19,24% y la Comunidad de Madrid un
14,43%. Madrid capital tenía el porcentaje más bajo de menores de 15 años con solo
un 12,66%.
De la pirámide de la población del municipio se destacaban los grupos de edad entre
25 y 44 años. Los padres jóvenes de 30-34 años eran el grupo más destacado con un 12,5%
de la población. Le seguían en orden decreciente los grupos en edad de trabajar, es decir,
los de 34 a 39, los de 25 a 29 y los de 40- 44.
Los grupos infantiles que se situaban entre 6-8,5% de la población. Especialmente, el
grupo de edad de menos de 5 años representaba 8,5% de la población contra 5,23% para la
Comunidad de Madrid.
Madrid capital así como la Comunidad de Madrid presentaban pirámides de
población más envejecidas que el municipio de Boadilla del Monte.
Figura 54. Pirámide demográfica de Boadilla del Monte 2004.
- 106 -
Boadilla del monte
Las pirámides demográficas de los municipios colindantes de Boadilla del Monte
presentaban también unas estructuras de población joven. La estructura de población de
Las Rozas de Madrid era muy parecida a la de Boadilla.
Lo más destacable era la importancia del grupo de edad de menos de 5 años que
representaba entre un 5% y un 7% de la población de estos municipios, mayor porcentaje
que con el que contaba la Comunidad de Madrid y Madrid Capital.
2.4. HIDROGRAFÍA
En estos territorios se encuentran algunos afluentes de agua, entre ellos destacan los
siguientes:
Ríos
Arroyos
Guadarrama
Aulencia
Calabozo
Las Pueblas
Valenoso
Prado Grande
Los Pastores
Los Mojuelos
Tabla 27. Ríos y arroyos del Boadilla del Monte.
2.5. FLORA
Conocido como el tercer pulmón de la Comunidad de Madrid, Boadilla del Monte
está ubicado en una de las zonas de mayor calidad medioambiental de la comunidad.
Entre las zonas urbanas de los municipios se observan zonas verdes y montes con
extensos bosques de encinas y pinos, que están situados principalmente en el Monte de
Boadilla y la dehesa de Romanillos. Esta último fue declarada de interés turístico cultural
en 1991, con categoría de zona arqueológica.
- 107 -
Boadilla del monte
También son comunes aunque con menor frecuencia otras variedades como robles,
fresnos, leñas altas y bajas y pastizales. Existe en el municipio un coto de caza junto a la
ribera del Guadarrama.
2.6. GEOLOGÍA
El término municipal pertenece al mioceno inferior, clasificándose su suelo dentro
del samartiense, con composición de calizas, marjas y yesos. Solamente corresponde al
cuaternario las vegas fluviales (Guadarrama y arroyos de Aulencia, Prado del Espino,
Nacedero, Los Pastores y Las Majuelas), con composición de arenas y guijos.
El 12,80% del suelo de Boadilla del Monte era urbanizable. Un 9,62% para la zona
Oeste Metropolitano y un 4,16% para la Comunidad de Madrid. (Datos de 2002).
2.7. CARRETERAS
Las principales vías de comunicación que pasan por Boadilla y sus municipios
colindantes son la carreteras estatales A-6, A-5, M-40, M-50 y las carreteras M-501, M503, M-505, M-509, M-510, M-511, M-513, M-600, M-853 de la red de la Comunidad de
Madrid.
Principales vías de comunicación de Boadilla del Monte
M-50 Circunvalación de Madrid
M-501 Campamento-Villaviciosa de Odón
M-511 Villaviciosa de Odón-Boadilla-Madrid
M-513 Brunete-Boadilla-Pozuelo
M-516 Hacia el Norte, Boadilla-Majadahonda.
Tabla 28. Carreteras principales de Boadilla del Monte.
La inauguración de la M-50 y el desdoblamiento de la M-501
mejoraron la
movilidad hacia Madrid capital y sus municipios colindantes. También, la M-50 produjo
un fuerte impacto en el tejido empresarial, industrial y residencial del municipio.
- 108 -
Boadilla del monte
El parque de vehículos de la zona
era
de
586,45
habitantes,
turismos
contra
540,23
por
1.000
para
la
Comunidad de Madrid (Datos de 2002).
Según el Anuario Económico 2003
La Caixa, Boadilla del Monte contaba con
un parque de vehículos de 15.099.
Según estadísticas de la Dirección
General de Carreteras del Ministerio de
Fomento, en 2003 se realizaron en la
Figura 55. Carreteras cercanas a Boadilla del Monte.
Comunidad de Madrid:
• 14.514 millones de vehículos-Km. en la red de carreteras del Estado
• 7.461 millones de vehículos-Km. en la red de carreteras perteneciente a la
Comunidad de Madrid
Según el Estudio Tráfico Año 2004 de la Comunidad de Madrid publicado por la
Dirección General de Carreteras, de la consejería de Transportes e Infraestructuras de la
Comunidad de Madrid, el volumen de tráfico expresado en Intensidad Media Diaria medio
(IMDm) en la Red de carreteras de la Comunidad de Madrid en el año 2004 fue de 8.118
vehículos/día, lo que significa un aumento de un 1,68% con respecto al año anterior. Este
hecho supuso que se recorrieron 20.669.245 kilómetros al día en la totalidad de la red.
- 109 -
Boadilla del monte
Carretera Localización
M-501
M-501
M-501
M-501
M-501
M-501
M-511
M-513
M-513
M-516
Entre M-40 y Prado del Espino
Entre Prado del Espino y Boadilla Este
Entre Boadilla Este y Boadilla Oeste
Entre Boadilla Oeste y Enlace Universidad CEES
Entre enlace Universidad CEES y enlace M-501/M-506
Entre enlace M-501/M-506 y Residencia de Ancianos
Entre M-40 e int. M-502
Entre Pozuelo de Alarcón (M-503) y Boadilla
Entre Boadilla del Monte y Brunete
Entre Boadilla y Majadahonda (M-503)
Tabla 29. Indicadores de movilidad de las carreteras.
- 110 -
Intensidad
media Diaria
54108
57111
42739
36036
36511
39780
26029
26034
4184
6036
Elementos utilizados
ELEMENTOS UTILIZADOS
1. BOMBA Y MOTOR: ABS TIPO AFP 3002- ME 900-6
1.1. ESPECIFICACIONES DE LA BOMBA Y DEL MOTOR
Las características de la bomba y el motor elegido tienen las siguientes
especificaciones:
Tipo AFP 3002
Con motor totalmente sumergible, estanco al agua a presión, con inducido en cortocircuito,
clase de protección IP 68.
Ejecución compacta con eje de una sola pieza.
Vigilancia de la estanqueidad por sistema Di, vigilancia de temperatura por Thermo
Control System (TCS).
Datos de la elevación
Líquido a elevar: Agua residual
Temperatura a elevar: 5º C
Caudal: 556 l/s
Altura de elevación: HT = HGEO + HR = 10 + 3,4 = 13,4 m
Hidráulica
La parte hidráulica consta de voluta, anillo de desgaste e impulsor. La voluta tiene una
descarga radial con brida taladrada según norma DIN.
- 111 -
AFP M4-M9 (18.5kW-1MW): El anillo de desgaste está empotrado en la zona de
aspiración de la voluta.
Datos hidráulicos
Diámetro del impulsor: 400 mm
Número de álabes: 2
Diámetro de descarga: DN 300
Paso de sólidos: 127x110 mm
Número de revoluciones: 975 min-1
Rendimiento hidráulico: 77,3%
Motor
El motor de accionamiento es un motor trifásico, de funcionamiento en seco, con inducido
en cortocircuito, clase de protección IP 68 y aislamiento clase F.
La construcción de la carcasa con doble pared posibilita una circulación controlada del
líquido a elevar alrededor del motor para disipación del calor desarrollado. El motor está
capacitado para un servicio continuo en la zona de la curva característica indicada.
Datos del motor
Potencia P2: 90 Kw
Tensión de servicio: 400 V
Frecuencia/Fases: 50 Hz / al ser trifásico da igual la fase R, S, T.
Intensidad nominal: 162 A
Intensidad de arranque: 1101 A
Tipo de arranque: directo (también existen los arranques estrella-triángulo (y-d), vfd,
arrancador)
Longitud de cable: 10 m
- 112 -
Cable de fuerza: sí
Cable de control: sí
Protección del motor
El bobinado del motor está protegido con sensores de temperatura conectados en serie. Se
prevén interruptores bimetálicos con contactos de apertura.
En los alojamientos de rodamientos superiores e inferiores está instalado un sensor de
temperatura con contacto de apertura.
En la cámara de aceite hay un sensor de humedad que actúa por medición de la
conductividad del aceite: sensores de humedad en caja de conexiones, alojamiento del
estator y cámara de aceite.
Materiales constructivos
Carcasa del motor: 0.6025 / GG 25
Carcasa de bomba: 0.6025 / GG 25
Impulsor: 0.6025 / GG 25
Eje: 1.4021 / X20Cr 13 (AISI 420)
Tornillos contacto medio: 1.4401 (AISI 316)
Junta mecánica: Carburo de silicio (SiC)
Protección anticorrosiva
Imprimación de zinc
Acabado: fundición gris GG25, pintura Epoxy 400 micras
Peso: 1440 Kg
- 113 -
Instalación
Se compondrá de 4 bombas simples en paralelo, sumergidas y en sentido vertical para
elevar aguas residuales con sustancias fecales. Al tratarse de instalación sumergida, se
instalará un pedestal en la solera del pozo. La bomba se dejará caer en el pozo por medio
de un sistema de guía y se acopla automáticamente al pedestal. También existe la opción
de instalación transportable mediante una base soporte.
Protección Ex (antideflagrante)
Para este Proyecto no se requiere porque se necesita sólo si se bombea agua con derivados
del petróleo. Consiste en un Certificado de Conformidad según Ex dIIB T4, con lo que la
bomba es apta para el servicio en áreas de peligro de la Zona 1.
NOTA aclaratoria:
En zonas peligrosas, por ejemplo E.D.A.R. sometidas a cargos por las compañías de
seguros, se especifican ejecuciones antideflagrantes. Los motores se pueden suministrar en
ejecución EX según la norma europea 50014 ff. Los motores antideflagrantes en conexión
con convertidores de frecuencia, necesitan un certificado especial de la Oficina Federal de
Técnicas Físicas (PTB).
1.2. CURVAS DE LA BOMBA
Las curvas de la bomba se citan en el documento de los cálculos justificativos página
69, figura 33.
- 114 -
1.3. CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR
La característica constructiva destacada es la
sumergibilidad del grupo motobomba. El motor y la
parte hidráulica están combinados como un conjunto
compacto de lo cual resultan ventajas económicas en la
construcción de la estación, en la instalación y en el
mantenimiento.
Figura 56. Bombas ABS de serie AFP
M4-M9.
La serie AFP M4-M9, posee motores de 22 a
800 kW, camisa de refrigeración para servicio
continuo y previsto para un gran paso de sólidos.
Diámetros de salida hasta DN 800 e impulsores de
alto rendimiento. Este tipo de bombas son
adaptables a aplicaciones diversas, usando técnicas
contra la corrosión y una adecuada selección de
materiales constructivos.
Figura 57. Bombas de la serie AFP M4-M9
instaladas en paralelo.
- 115 -
En los siguientes gráficos se muestra el área óptima de funcionamiento a 50 Hz
según los ejes H: altura y Q: caudal, para cada tipo de bomba.
Figura 58. Área óptima de funcionamiento de cada bomba a 50 Hz.
- 116 -
1.4. CURVAS DEL MOTOR.
Figura 59. Curvas del motor ME 900-6.
- 117 -
Carga
P1 [kW]
P2 [kW]
I [A]
eff [%]
cos ϕ
n[rpm]
M[Nm]
s[%]
En vacío
1,874
0
54,09
0
0,05001
999
0
0,09861
25%
50%
75%
100%
125%
24,89
22,5
71,43
90,4
0,503
993,9
216,2
0,6069
48,22
45
94,55
93,33
0,7361
988,1
434,9
1,186
72,26
67,5
124,5
93,41
0,8379
981,9
656,5
1,814
97,4
90
162
92,4
0,868
975
881,5
2,503
123,2
112,5
207,5
91,31
0,857
967
1111
3,301
Tabla 30. Características del motor según la carga.
2. TUBERÍAS: FARAPLAN TIPO SN8 SDR 34
Las tuberías seleccionadas serán de PVC de acuerdo a la explicación en el
documento de la memoria descriptiva, capítulo 2, cálculos justificativos, página 50.
Serán necesarias dos tipos de tuberías, según la sección y la longitud. De las bombas
a la pieza pantalón o injerto tendrán un diámetro de 315 mm, y una longitud de 3 metros.
Al haber 4 bombas serán necesarias 4 tuberías de longitud 3 m y diámetro 315 mm. De la
pieza pantalón al depósito la tubería será de 500 mm de diámetro con una longitud de 7 m.
Tubería de PVC según UNE 53332/81
D. Exterior Espesor D. Interior Cont. Agua
mm
mm
mm
l/m
110
3,2
103,6
8,43
125
3,2
118,6
11,05
160
3,9
152,2
18,19
200
4,9
190,2
28,41
250
6,1
237,8
44,41
315
7,7
299,6
70,5
400
9,8
380,4
113,65
Tabla 31. Características de la tubería de PVC según el diámetro exterior.
(Fuente UNE 53332/81).
- 118 -
Tabla 32. Características técnicas del PVC.
(Fuente: Catálogo de Faraplan).
- 119 -
Tabla 33. Resistencia química del PVC.
- 120 -
En este caso las dos tuberías pertenecen al mismo modelo y se le atribuyen
características similares.
Figura 61. Ajuste del vaso de la tubería.
Figura 60. Tubería en 3D.
D [mm]
Espesor
[mm]
6m + vaso
[€]
€/m
315
500
9,20
14,60
209,82
537,30
34,97
89,55
3m + vaso
metros
Coste
[€]
necesarios tubería [€]
115,41
322,38
12
7
461,64 €
626,85 €
Tabla 34. Coste de tuberías. (Fuente: Catálogo de Faraplan).
Con el diámetro de 315 mm se seleccionan 4 tuberías, cada una de ellas de 3 m más
vaso. De estos 3 m: se utilizarán 2,5 m de la bomba a la cámara de válvulas, y los 0,5 m
restantes se utilizarán para la unión de la válvula de mariposa, la de bola y hasta llegar al
entronque o pieza pantalón.
En el caso del diámetro de 500 mm para llegar hasta 7 m se selecciona los 6 m más el
vaso y un metro a mayores pagado a €/m. Estos 7 m se utilizarán para conducir el fluido
del entronque a la válvula de mariposa, y de esta a la válvula de clapeta que estará fija en el
muro del depósito.
- 121 -
Se comprueba en la tabla anterior que cumplen con el espesor mínimo de la norma
UNE 53.332/81 de la tabla 31.
3. VÁLVULA DE MARIPOSA: ICOMAR TIPO KV
Se ha elegido un modelo que entre sus especificaciones sea especialista en el
abastecimiento y tratamiento del agua.
La instalación se compondrá de dos tramos. En el primero consta a su vez de otros 4
tramos para lo que hará falta 4 válvulas de cierre de tipo mariposa de 300 mm de diámetro
colocando una de ellas en cada uno de los 4 tramos. En el segundo tramo se colocará una
válvula de mariposa de 500 mm.
Características:
•
Serie universal PN -10/16 DN- 40 a DN
- 500mm.
•
Temperatura: – 40ºC +200ºC.
•
Preparada para el montaje entre bridas
DIN 2632/2633 y ANSI 150lbs.
•
Estanquidad total y permanente, aun
aplicada en vacío industrial o presión.
•
El
cojinete
superior
absorbe
los
esfuerzos radiales del actuador.
•
Los
resaltes
laterales
del
asiento
aseguran la estanquidad contra las bridas
y suprimen la necesidad de emplear
juntas planas.
•
La concepción del perfil de la mariposa
y su rotación en el eje de la tubería
aseguran una perturbación mínima.
- 122 -
Figura 62. Válvula de mariposa
(Fuente: Catálogo de ICOMAR).
Materiales de construcción tipo KV
Cuerpo
DN-300/500 Fundición nodular GGG 42 rilsanizado
Mariposa DN-300/500 Acero inoxidable AISI-304
Asiento
EPDM
Eje
Acero inoxidable AISI-304
Retén
EPDM
Casquillo
Sintético
Tabla 35. Materiales de construcción de las válvulas de mariposa.
Partes de la válvula:
Casquillo
• Eje,
construido
en
acero
inoxidable y de ejecución robusta, permite
un ajuste perfecto con la mariposa y
asegura la estanqueización completa.
Eje
Cuerpo
Retén
• Cuerpo, presenta una buena
resistencia mecánica y su acabado
exterior soporta ambientes industriales,
corrosivos, húmedos y la intemperie.
Mariposa
• Mariposa, su perfil dinámico
permite una baja pérdida de carga y
Asiento
asegura una perfecta estanquidad. El
material constructivo, le da una gran
Figura 63. Partes de la válvula de mariposa.
resistencia a los esfuerzos mecánicos y
permite ofrecer un óptimo rendimiento en
gran variedad de fluidos. El acabado de la
mariposa pulida, evita la incrustación de partículas de producto a la misma.
• Asiento, el asiento fabricado de PTFE (teflón) con soporte Hypalon, para dotarle
de mayor flexibilidad, asegura una perfecta estanquidad con la mariposa. Su
diseño lateral permite el montaje de la válvula entre bridas sin necesidad de juntas
adicionales.
- 123 -
• Retén, su estanquidad es perfecta y además ofrece una gran resistencia mecánica
y química con temperaturas altas.
• Casquillo, ayuda a soportar los esfuerzos axiales provocados por el
funcionamiento y accionamiento de la válvula.
4. VÁLVULA DE BOLA: ROSS
Se ha elegido en el primer tramo la válvula de retención de bola de 300 mm de
diámetro para cerrar el paso del fluido cuando se invierte el sentido de éste por alguna
razón. La válvula de retención de bola, cuya invención se atribuye a los romanos, sigue
vigente en la actualidad debido a que la bola que hace el cierre sobre el asiento es autolimpiable, y por ello se utiliza en aguas residuales. Las bridas de conexión serán de PN10.
Las ventajas que tiene el modelo son las siguientes:
•
Pérdidas de carga mínimas: la bola se esconde lateralmente, dejando el paso libre.
•
Mínima posibilidad de obstruirse.
•
Cierre con presiones mínimas de
retorno.
•
Bola
flotador
maciza
de
poliuretano, no deformable.
•
Diferentes densidades de bola para
diferentes presiones y aplicaciones.
•
Mantenimiento mínimo.
•
Fácil apertura de la tapa para
inspección,
limpieza
y
Figura 64. Válvula de bola.
extracción de la bola.
•
(Fuente: Catálogo Ross).
Simplicidad de diseño y de
funcionamiento, con pocas piezas.
•
Versatilidad: se puede poner en posición vertical y horizontal.
- 124 -
Materiales
Cuerpo
Bola
Tornillería
Junta de tapa
Pintura
Especificaciones técnicas
Diseño estándar
Fundición dúctil
Poliuretano sólido
Acero inoxidable
Junta tórica Nitrilo
Pintura industrial alkyd int/ext
Norma
GGG40
AISI 316
Tabla 36. Especificaciones técnicas. (Fuente: Catálogo de Ross).
Figura 65. Válvula cerrada.
Figura 66. Válvula abierta.
(Fuente: Catálogo de Ross).
5. VÁLVULA DE CLAPETA: ROSS MODELO STS TIPO O
Se puede montar en conducciones por gravedad o
impulsión, con diferentes tipos de anclaje bien a muro o a
diferentes tipos de tubería (PVC, Brida PN10, tubería
corrugada). Es capaz de resistir una contrapresión máxima de 2 a
10 mca según diseño y dimensiones. Se puede adaptar a la forma
del colector (circular, cuadrada, ovoide, rectangular, o al diseño
especial del cliente).
Figura 67. Válvula de clapeta.
- 125 -
Ventajas:
• Fácil de instalar, dado que no requiere brazo con contrapeso.
• Peso muy reducido.
• Resistente a agentes químicos y climáticos.
• Muy competitiva.
• Dimensiones especiales a requerimiento de la instalación.
• Presión mínima para su apertura.
• En casos especiales, se puede troquelar el nombre e incluso el anagrama del
usuario.
Materiales
La válvula consta de una clapeta colgada, en polietileno tipo HMPE–500 (High
Molecular) y la brida y el marco en polietileno HDPE-300 (High Density); el eje y el
contrapeso son de acero inoxidable AISI-316; la goma de estanquidad es de EPDM. Para el
anclaje a muro, se suministra opcionalmente con una tira adhesiva de neopreno, para
absorber las irregularidades del muro de cemento.
Cuerpo
Clapeta
Asiento
Ejes
Tornillos
Materiales
Polietileno HMPE-500
Polietileno HMPE-500
EPDM
Acero inoxidable AISI 316
Acero inoxidable AISI 316
Tabla 37. Especificaciones técnicas.
Unión:
A muro con anclaje químico (opcional), estanquidad entre cuerpo de válvula y muro
con junta perimetral de neopreno suministrada con la válvula.
- 126 -
Estanquidad:
Se requiere al menos el equivalente a 1/2 clapeta inundada para que ésta asiente
plana y sea estanca.
Presión máxima de retorno:
Dependiendo del diámetro, de 1 bar en pequeños diámetros, a 0,2 bar, calculado
desde la generatriz inferior del tubo. Bajo pedido, se puede reforzar para mayores
presiones.
Presión Mínima de apertura:
Desde 0,005 bar (0,073 psi).
Figura 68. Ejemplo de instalación. (Fuente: Catálogo de Ross).
- 127 -
6. REGULADOR DE NIVEL: GUEDAR
Interruptores de nivel vertical de la marca Guedar
Abre y cierra los circuitos eléctricos según el nivel de agua en el depósito. Se instala
en tapones con rosca hembra de 2” (bocas de Ø 72 mm). Idóneo para electroválvula,
alarma o bomba.
Conectar por medio de cuadro eléctrico. Tensión: 220 V, intensidad máxima: 3A
IN1A
Interruptor de nivel vertical de 1 contacto (abierto/cerrado en
posición alta). Para todos los depósitos.
IN2A
Interruptor de nivel vertical de 2 contactos (cerrado en
posición alta, abierto en posición baja). Para todos los
depósitos.
IN3A
posición alta, cerrado en posición media, abierto en posición
baja). Para todos los depósitos.
IN3B
posición alta, cerrado en posición media, abierto en posición
baja). Para todos los depósitos.
Figura 69. Regulador de nivel.
(Fuente: Catálogo Guedar).
- 128 -
7. CODOS: TENARIS TAMSA
Controles de Calidad
La fabricación de las conexiones se realiza bajo las siguientes normas:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
AE 250 NF A 49-281
ANSI B 16.9
ASME A/SA 234 WPB
ASME B 16.9
ASME B 16.28 Edición 2001
ASME II Parte D Tabla Y1
ASTM A 234-02
ASTM A 234-97
NACE MR 0175 Edición 03 conforme a ASME II Edición 2001
NRF-096-PEMEX-2004 Rev. 0
PED 97/23/EC Anexo I Párrafo 7.5
La certificación de las conexiones cumple con los requerimientos de las normas: DIN
EN 10204 3.1.B e ISO 10474 3.1.B.
Para garantizar la calidad de las conexiones se llevan a cabo las siguientes pruebas:
1. En la materia prima
• Análisis químico de colada
• Prueba de tensión
• Inspección electromagnética
• Inspección visual y dimensional
• Prueba hidrostática
2. En la conexión
• Inspección visual y dimensional
• Pruebas mecánicas (muestreo)
Si existe cualquier otro tipo de inspección y/o análisis no mencionados en la lista
anterior, se puede acordar previo a la fabricación. La planta cuenta con un laboratorio
mecánico-metalúrgico completo, el cual apoya esta clase de requerimientos especiales.
- 129 -
Figura 70. Análisis químico. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).
Figura 71. Propiedades mecánicas del codo. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).
Proceso de Fabricación
Figura 72. Proceso de fabricación del codo. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).
Dimensiones
Figura 73. Acotación del codo. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).
- 130 -
Tabla 38. Dimensiones de codos. (Fuente: Catálogo Tenaris Tamsa).
Marcaje y Embalaje
Las conexiones se empaquetan de acuerdo a las dimensiones de las piezas y
cantidades en cajas de cartón y/o tarimas de madera reforzadas con flejes y una cubierta
plástica bajo procedimiento de la planta. En caso de requerirse se puede enviar copia del
procedimiento.
La identificación de la conexión se realiza mecánicamente conforme a la norma
ASTM A 234 sobre la superficie externa de la conexión con la siguiente información:
•
Identificación del fabricante
•
Dimensiones (diámetro y espesor)
•
Norma de fabricación (WPB)
•
Número de colada
•
Hecho en México
- 131 -
8. CONDENSADOR: CISAR SERIE MURAL
Condensador trifásico en caja metálica IP31 con protección adicional.
Aplicaciones:
•
•
•
Corrección del factor de potencia en receptores
individuales (transformadores, motores, etc.).
Ampliación de baterías automáticas.
Fijación a pared.
Características:
•
•
•
Figura74. Condensador
Condensadores serie ‘CRT’.
(Fuente: Catálogo Cisar).
Armario metálico IP31 RAL 7035.
Otros voltajes normalizados 440V/480V/525V (50/60 Hz).
400V
kVAr
50Hz
10,00
12,50
15,00
20,00
25,00
Dimensiones
Alto*Ancho*Largo (mm)
340*255*140
340*255*140
340*255*140
340*255*140
340*255*140
Peso
Kg.
5,70
5,90
6,10
6,20
6,50
Código
31010400
31012400
31015400
31020400
31025400
Tabla 39. Variedad de condensadores de la serie Mural a 400V.
(Fuente: Catálogo Cisar).
- 132 -
P.V.P.
€
237
265
289
321
360
9. CUADRO ELÉCTRICO: SEIZA SERIE CM 114-PT
Armarios industriales componibles. Versiones:
•
•
Chasis modular.
Puerta interior.
Características:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Los armarios de la serie CM están
constituidos con perfil de armadura en ‘U’
de 2,5 mm de grosor, el cual dota al armario
de una protección y resistencia excepcional
Grado de protección IP45 (bajo demanda
IP55).
El sistema de armadura de los armarios CM
ofrece:
 Optimiza estanqueidad, con grado de
protección IP55
 Simplificación del trabajo gracias a la
rapidez del montaje
 Máximo aprovechamiento del espacio.
 Múltiples aplicaciones en los campos
de la electricidad y de la electrónica.
Sistema de cierre con cuatro puntos de
anclaje, con accionamiento por el exterior de
la zona de influencia de los aparatos.
En los tipos con puerta transparente, el
cristal va montado sobre un cerco metálico,
obteniendo con ello un acabado elegante y
seguro.
Placa de montaje solapada con dos pliegues
laterales y fabricada en chapa galvanizada.
Figura 75. Cuadro eléctrico. (Fuente:
Pintura de resina de poliéster (Epoxi), previo
Catálogo Seiza).
desengrase y fosfatado.
Sistema completo de placas frontales, con guía DIN incluida, para aparatos
modulares.
Sistema completo de soportes para montajes de interruptores automáticos en caja
moldeada o en bastidor.
Personalización de la puerta interior, bajo demanda.
Gama completa de placas internas y accesorios para montaje de automatismos.
- 133 -
Tabla 40. Dimensiones y referencias de cuadros eléctricos.
(Fuente: Catálogo Seiza).
- 134 -
10. CABLE: CONDUCTORES DEL NORTE MODELO XHHW-2
Figura 76. Características del cable. (Fuente: Catálogo de Conductores del Norte).
- 135 -
Figura 77. Descripción del cable elegido. (Fuente: Catálogo de Conductores del Norte).
Tabla 40. Variedad del modelo elegido. (Fuente: Catálogo de Conductores del Norte).
- 136 -
Seguridad sanitaria
SEGURIDAD SANITARIA
1. FORMACIÓN DE H2S
Una impulsión larga de agua residual puede presentar condiciones óptimas para la
formación de sulfhídrico:
• Bajo contenido en oxígeno disuelto
• Período de retención largo
• Temperatura alta del agua residual (meses de verano)
El proceso es el siguiente: en un plazo muy corto se forma en el interior de la tubería
una capa de material inerte y bacterias. Cuando esta película biológica tiene cierto espesor
impide la entrada de oxígeno y se desarrolla una zona anóxica. En estas condiciones las
bacterias sulfato-reductoras utilizan el oxígeno del SO4 para la asimilación de la materia
orgánica y simultáneamente producen S como subproducto.
El H2S desprendido en forma gaseosa ocasiona problemas de olor y corrosión. Desde
un punto de vista sanitario, en concentraciones de 10 mg/l produce náuseas y conjuntivitis.
Es mortal en concentraciones de 300 ppm.
Por otra parte, si la estación de bombeo recibe agua procedente de una impulsión con
desprendimiento de H2S gaseoso, habrá problemas de corrosión en las partes metálicas más
sensibles de la instalación como son los conductores situados en el interior del cuadro
eléctrico, bastante difícil de aislar.
Esto plantea la necesidad de un sistema de ventilación que se trató en la memoria
descriptiva.
- 137 -
aire en su recorrido.
Las impulsiones que utilicen este sistema, lógicamente, no deben incluir purgas de
de la tubería. Este caudal de aire debe estar medido y controlado y ser ajustable.
El caudal de aire que debe inyectarse no es grande: 1,8 m3/h por cada 100 mm de diámetro
Con la inyección directa de aire se evitan las condiciones anaerobias en el conducto.
2.2. INYECCIÓN DE AIRE
0,1 mg/l.
Seguridad sanitaria
El problema de la formación de H2S se puede predecir a partir de los siguientes datos:
• DBO5 del agua residual.
• Temperatura del agua residual.
• Oxígeno disuelto.
2. FORMAS DE EVITAR LA FORMACIÓN DE H2S
Los principales métodos son:
1. Adición de reactivos en el pozo colector.
2. Inyección de aire.
2.1. ADICIÓN DE REACTIVOS EN EL POZO COLECTOR
Los reactivos que se añaden son:
•
•
•
•
(Ca)2NO3
O2 H2
NaClO
KmnO4
La finalidad de estos oxidantes es conseguir en la descarga de la impulsión un
contenido en S
- 138 -
Normativa
NORMATIVA
A continuación se enumeran los documentos y normas que se han utilizado para la
realización de este Proyecto.
1.- NORMAS:
Norma
UNE-EN 545:2002:
UNE-EN 671:2001:
Concepto
Tubos, racores y accesorios de fundición dúctil y sus
uniones para canalizaciones de agua. Requisitos y métodos
de ensayo.
Instalaciones fijas de lucha contra incendios. Sistemas
equipados con mangueras.
UNE-EN 728:1997:
Sistemas de canalización y conducción en materiales
plásticos. Tubos y accesorios de poliolefina. Determinación
del tiempo de inducción a la oxidación.
UNE-EN 736:1996:
Válvulas. Terminología. Definición de los tipos de
válvulas. Definición de los componentes de las válvulas.
Definición de términos.
UNE-EN 805:2000:
Abastecimiento de agua: Especificaciones para redes
exteriores a los edificios y sus componentes.
UNE-EN 1092-2:1998:
Bridas y sus uniones. Bridas circulares para tuberías,
grifería, accesorios y piezas especiales, designación PN.
Parte 2: Bridas de fundición.
UNE-EN 1508:1999:
Abastecimiento de agua. Requisitos para sistemas y
componentes para el almacenamiento de agua.
UNE-EN 12201:2003:
Sistemas de canalización en materiales plásticos para
conducción de agua. Polietileno (PE). Generalidades, tubos
y accesorios.
UNE-EN 1167:2006:
ISO 1167:2006:
Tubos, accesorios y uniones en materiales termoplásticos
para la conducción de fluidos. Determinación de la
resistencia a la presión interna. Método general.
Preparación de las probetas de las tuberías.
- 139 -
Normativa
UNE-EN 3126:2005:
ISO 3126:2005:
Sistemas de canalización en materiales plásticos.
Componentes de materiales plásticos. Determinación de las
dimensiones.
UNE-EN 3506-1:2010:
ISO 3506-1:1997:
Características mecánicas de los elementos de fijación de
acero inoxidable resistente a la corrosión. Parte 1: Pernos,
tornillos y bulones.
UNE-EN 16137:2007:
ISO 16137:2006:
Válvulas industriales. Válvulas antirretorno de materiales
termoplásticos.
UNE-EN 17020:
ISO17020:
Comprobación de la concentración de contaminantes.
Determinación de medidas "in situ " y la toma de muestras
simples o puntuales, así como las compuestas o integradas
en función del tiempo o caudal.
UNE 53.332/81
DIN 2532
DIN 2632/26
Tubos y accesorios de PVC. Diámetros, espesores,
grosores, etc.
Brida válvula de bola. Especificaciones técnicas.
Brida válvula de mariposa. Especificaciones técnicas.
Tabla 42. Normas utilizadas en la realización del presente proyecto.
NORMATIVA:
•
Normas para el abastecimiento de agua, 2004. Canal Isabel II.
•
Normas y especificaciones técnicas, 2011. Canal Isabel II.
•
Normas técnicas de elementos de maniobra y control.
•
El Plan Nacional de Calidad del Agua (2007-2015).
•
Norma Europea 50014 ff (Antideflagrante).
- 140 -
Normativa
2.- LEGISLACIÓN:
Legislación de la Unión Europea:
•
Directiva 2004/22/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 31 de marzo de 2004
relativa a los instrumentos de medida.
•
Directiva 91/271/CEE de la Comunidad Económica Europea de 21 de mayo de 1991
sobre el tratamiento de las aguas residuales.
Legislación nacional:
•
Orden, de 28 de julio de 1974, por la que se aprueba el “Pliego de prescripciones
técnicas generales para tuberías de abastecimiento de agua”
•
Real Decreto 2922/1975, de 31 de octubre, por el que se aprueba el Reglamento para
el servicio y distribución de las aguas del Canal de Isabel II.
•
Orden Ministerial, de 9 de diciembre de 1975, por la que se aprueban las Normas
Básicas para las instalaciones interiores de suministro de agua.
•
Real decreto 509/1996, publicado el 15 de marzo, que desarrolla el Real Decreto-Ley
11/1995, de 28 de diciembre.
•
RD 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de
seguridad y de salud en las obras de construcción.
•
Real Decreto Legislativo 1/2001, de 20 de julio, por el que se aprueba el Texto
refundido de la Ley de Aguas.
•
Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios
de la calidad del agua de consumo humano.
•
Real Decreto-Ley 11/2005 por la que se modificó la Ley 10/2001, de 5 de julio, del
Plan Hidrológico Nacional.
•
Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico
de la reutilización de las aguas depuradas.
- 141 -
Normativa
- 142 -
Parte II: PLANOS
Parte II PLANOS
- 143 -
Parte II: PLANOS
- 144 -
Índice del documento 2: Planos
ÍNDICE DEL DOCUMENTO 2: PLANOS
1. Codificación de planos
2. Lista de materiales
3. Planos
- 145 -
Índice del documento 2: Planos
- 146 -
Codificación de planos
Capítulo 1 CODIFICACIÓN DE PLANOS
Para nombrar los planos se ha utilizado la codificación según el sistema KKS.
Consiste en utilizar 8 dígitos formados por números y letras para describir 4 características
del plano.
En primer lugar, se identifica el formato del plano de acuerdo a la norma DIN. Esta
primera parte se compone 2 dígitos.
Formato
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
Dimensiones
1189 x 841
841 x 594
594 x 420
420 x 297
297 x 210
210 x 148
148 x 105
105 x 74
74 x 52
Tabla 43. Tamaño en mm de los formatos DIN serie A.
En segundo lugar, se habla del elemento representado. Se ocupan los siguientes tres
dígitos expresando como; ‘MEC’, si es un elemento mecánico; ‘ELE’, si es un elemento
eléctrico; o bien, ‘GEN’, que se utiliza para describir algo general. En este proyecto se ha
utilizado para el plano de vista general y el plano específico de situación.
En tercer lugar, se describe el estado del plan, pudiendo aparecer; ‘1’, si además de
dibujado, está revisado; y ‘0’, en el caso de que este dibujado a esperas de ser revisado.
- 147 -
Codificación de planos
En cuarto lugar, se utilizan los dos últimos dígitos para enumerar los planos de ese
proyecto. Comenzando por el ‘01’, y en este caso terminando con el ‘15’.
Quedando la relación de planos y código como muestra la siguiente tabla:
Plano
Vista general
Vista detallada
Alzado del pozo
Planta del pozo
Perfil del pozo
Bomba AFP 3002
Tubería D315
Tubería D500
Válvula de Mariposa D300
Válvula de Bola
Entronque
Válvula de Clapeta
Esquema eléctrico
Esquema hidráulico
Código
A3GEN101
A3GEN102
A3GEN103
A3GEN104
A3GEN105
A3MEC106
A3MEC107
A3MEC108
A3MEC109
A3MEC110
A3MEC111
A3MEC112
A3MEC113
A3ELE114
A3MEC115
Tabla 44. Código de planos.
- 148 -
Lista de materiales
Capítulo 2 LISTA DE MATERIALES
La siguiente lista de materiales muestra algunas referencias de los elementos
representados en planos.
8
7
6
5
4
3
2
1
1
1
4
4
7
12
Válvula de Clapeta
Entronque
Válvula de Bola
Tubería D500
Tubería D315
1
4
Bomba AFP 3002
Marca Cantidad
Material
Escala
-
Denominación
LISTA DE MATERIALES
ESTACIÓN DE BOMBEO
Tabla 45. Lista de materiales.
- 149 -
UNE-EN 736
Polietileno
UNE-EN 736 Acero AISI 304
PVC
UNE-EN 736 Fundición dúctil
UNE-EN 736 Acero AISI 304
UNE-EN 1401
PVC
UNE-EN 1401
PVC
Fundición
GG25
nodular
Norma
Material
22/05/2012
Fecha:
NBH
Dibujado:
Plano nº:
Proceso nº:
Lista de materiales
- 150 -
Planos
Capítulo 3 PLANOS
- 151 -
Planos
- 152 -
Planos
- 153 -
Planos
- 154 -
Planos
- 155 -
Planos
- 156 -
Planos
- 157 -
Planos
- 158 -
Planos
- 159 -
Planos
- 160 -
Planos
- 161 -
Planos
- 162 -
Planos
- 163 -
Planos
- 164 -
Planos
- 165 -
Planos
- 166 -
Parte III: PLIEGO DE CONDICIONES
Parte III PLIEGO DE
CONDICIONES
- 167 -
Parte III: PLIEGO DE CONDICIONES
- 168 -
Índice del documento 3: Pliego de condiciones
ÍNDICE DEL DOCUMENTO 3: PLIEGO DE CONDICIONES
1.-Objeto del presente pliego.
1.1.-Objeto.
1.2.- Servicios obligatorios a realizar por el adjudicatario.
2.-Plazo del contrato.
2.1.-Redacción del proyecto.
2.2.-Construcción.
2.3.-Explotación.
2.4.-Prorroga.
2.5.-Cancelación del contrato.
3.-Solvencia y clasificación sustitutiva.
4.-Financiación, mejoras y ampliaciones.
4.1.-Financiación parcial de la obra a cargo de la Administración
Contratante.
4.2.-Mejoras.
4.3.-Ampliaciones.
4.4.-Gastos por cuenta del adjudicatario.
5.-Identificación y descripción de las actuaciones.
6.-Requerimientos técnicos de la estación de bombeo de aguas residuales.
7.-Caudal.
8.-Personal.
- 169 -
Índice del documento 3: Pliego de condiciones
9.-Materiales, reposición y suministro.
9.1.-Por parte del adjudicatario.
9.2.-Por parte de la administración contratante.
9.3.-Inventario contradictorio.
10.-Paradas y averías.
10.1.-Averías.
10.2.-Paralizaciones.
11.-Deducciones y sanciones.
11.1.-Deducciones.
11.2.-Sanciones.
- 170 -
Objeto del presente pliego
Capítulo 1 OBJETO DEL PRESENTE PLIEGO
1.1 OBJETO
Dentro del marco de una participación financiera en la construcción de las
actuaciones, el presente pliego de prescripciones técnicas particulares tiene por objeto
expresar las normas, instrucciones y especificaciones de tipo técnico que regirá la
adjudicación y la ejecución del contrato de concesión de obra hidráulica para la redacción
del proyecto, la construcción y la explotación del pozo de gruesos de Boadilla.
1.2 SERVICIOS
OBLIGATORIOS
A
REALIZAR
POR
EL
ADJUDICATARIO
Al margen de la financiación aportada por el adjudicatario en la fase de construcción,
los servicios obligatorios que han de realizar serán:
a)
Mantener el funcionamiento normal de la estación, de forma ininterrumpida,
consiguiendo en todo momento unos rendimientos de bombeo que correspondan
como mínimo, los rendimientos normales.
b) Adjudicatario realizará, dentro de los tres primeros meses del contrato, los
programas de mantenimiento, conservación y explotación por los que se regirán
los trabajos a efectuar, los cuales deberán ser aprobados por la empresa pública
de obras y servicios hidráulicos (en adelante, administración contratante).
c)
Conservar en perfecto estado todos los elementos de la planta.
d) Mantener adecuadamente todas las instalaciones y equipos de la planta.
- 171 -
Objeto del presente pliego
e)
Reparar dentro del programa de mantenimiento los elementos deteriorados de las
instalaciones.
f)
Adquirir todos los materiales, productos y suministros precisos para el debido
mantenimiento, conservación y explotación. El adjudicatario dispondrá de un
mínimo de repuestos que garantice la reparación inmediata de los equipos e
instalaciones.
g) Conservar y mantener en perfecto estado todas las instalaciones existentes de
control, automatismos e información de la planta.
h) Mantener en perfecto estado de limpieza y pintura todos los elementos y obras
de la instalación.
i)
Mantener un sistema permanente de vigilancia que garantice la seguridad del
personal y de las instalaciones. También deberá suscribir una póliza de
responsabilidad civil con cobertura para el personal que de manera temporal o
permanente que se encuentre en las instalaciones.
j)
Registrar y analizar las características de los parámetros que definen el proceso
de las líneas de agua, para el debido control y funcionamiento.
k) Comunicar inmediatamente a la administración contratante cualquier incidencia
que afecte a las instalaciones.
l)
Enviar periódicamente a la administración contratante la información sobre la
marcha de la planta que solicite.
m) Y, en general, cuantas operaciones y cuidados sean necesarios para cumplir con
el fin indicado en el apartado a).
n) Deberá suscribir los respectivos contratos de mantenimiento y seguridad para la
red de gas y edificios de calderas y calefacción, extinción de incendios, así como
las respectivas revisiones de homologación para los depósitos de presión.
o) Realizar los servicios de limpieza de los edificios de personal. Para ello preverá
al personal correspondiente o bien contratarlo.
- 172 -
Plazo del contrato
Capítulo 2 PLAZO DEL CONTRATO
2.1 REDACCIÓN DEL PROYECTO
Para la redacción del proyecto constructivo el plazo será de un mes a contar a partir
del día siguiente de la firma del contrato.
Aprobado el proyecto se procederá a efectuar el replanteo del mismo, que consistirá
en la comprobación de la realidad geométrica de la obra y la disponibilidad de los terrenos
para su normal ejecución.
El acta de comprobación del replanteo se firmará en el plazo de un mes desde la
notificación del concesionario de la disponibilidad de los terrenos.
2.2 CONSTRUCCIÓN
Las obras se realizarán conforme el proyecto aprobado y deberán finalizarse en un
plazo igual o inferior a 12 meses.
2.3 EXPLOTACIÓN
El período de explotación será de 10 años a contar desde la fecha de formalización
del acta de comprobación.
- 173 -
Plazo del contrato
2.4 PRÓRROGA
Puede ser objeto de prórroga con límite señalado por la ley. En tal caso, se realizará
la propuesta con una antelación de 6 meses, por lo menos, a la fecha de terminación del
plazo primitivo, quedando obligado el contratista a contestar dentro del plazo máximo de
dos meses, desde la recepción de la comunicación de la administración contratante. Una
vez transcurrido este período, si no se recibe ninguna contestación, se entenderá que el
adjudicatario acepta la propuesta de la administración contratante.
2.5 CANCELACIÓN DEL CONTRATO.
Si por circunstancias debidamente justificadas, considera conveniente cualquiera de
ambas partes la cancelación antes de financiar los períodos indicados en los apartados
anteriores, deberá comunicarlo a la obra con 6 meses de antelación a la fecha de
terminación del plazo vigente.
En el caso de ser el adjudicatario el que prolonga la cancelación, la administración
contratante resolverá libremente sobre la aceptación y, en caso positivo, determinará si la
cancelación tiene que realizarse y con qué condiciones.
En tal caso la administración contratante quedará únicamente vinculada del acuerdo con
que se expone a continuación.
La administración contratante podrá declarar la rescisión del contrato, en el caso de
infracción de carácter grave, según lo preceptuado en la LCAP.
- 174 -
Plazo del contrato
Así mismo, la administración contratante podrá acordar la rescisión del contrato, caso de
que así lo exigiera el interés público. Para ello se aplicaría lo dispuesto e indicado en la
LCAP.
En el caso de que fuera la administración contratante quien haga la propuesta, sin
estar en ninguno de los casos de rescisión señalados, el adjudicatario tendrá derecho al
abono de las partes no amortizadas de los elementos financiados y la de los repuestos y
acopios no inventariados al comienzo del contrato.
No es objeto del presente contrato la explotación de las conexiones a sistemas
existentes.
- 175 -
Solvencia y clasificación sustitutiva
Capítulo 3 SOLVENCIA Y CLASIFICACIÓN
SUSTITUTIVA
A esta contrata le será de aplicación lo dispuesto en el artículo 16 de LCAP sobre
solvencia económica y financiera y en el artículo 17 y 19 sobre solvencia técnica.
En concreto, la solvencia económica y financiera exigida será: Informe de instituciones
financieras o, en su caso, justificante de la existencia de un seguro de indemnización por
riesgos profesionales y declaración relativa a la cifra de negocios global de las obras,
suministros, servicios o trabajos realizados por la empresa en el curso de los tres últimos
ejercicios.
Con respecto a la solvencia técnica:
• Fase de redacción del proyecto: Una declaración del material, instalaciones y
equipo técnico de lo que disponga el empresario para la redacción del proyecto.
• Fase de construcción: Una relación de las obras ejecutadas en el transcurso de los
últimos cinco años acompañada de certificados de buena ejecución para las más
importantes.
• Fase de explotación: Una relación de los principales servicios o trabajos
realizados en los tres últimos años que incluya importe, fechas y beneficiarios
públicos o privados de los mismos.
El licitador podrá acreditar la solvencia económica y financiera y la solvencia técnica
y profesional, quedando por lo tanto eximido de la presentación de la solvencia
correspondiente, con la aportación de la justificación de estar clasificado por la junta
consultiva de contratación administrativa del Ministro de Hacienda como empresa de
- 176 -
Solvencia y clasificación sustitutiva
obras, para las fases de redacción y construcción, y como empresa de servicios, para la fase
de explotación en el grupo, subgrupo y categoría que se exige a continuación:
• Fase de construcción: Contratista de obras del grupo K (especiales), subgrupo 8
(estaciones de tratamiento de aguas), categoría E. La solvencia necesaria para la
redacción del proyecto queda eximida acreditando esta clasificación.
• Fase de explotación: Contratista de servicios del grupo O (servicios de
conservación y mantenimiento integral de EDAR), categoría B.
En el caso de poseer la clasificación de una de las fases y no de la otra se deberá
acreditar la solvencia reseñada anteriormente de la fase no clasificada.
En el supuesto de que el licitador sea una unión temporal de empresas las
clasificaciones exigidas se acumularán de acuerdo con la legislación vigente en materia de
la contratación administrativa.
En todo caso, la empresa que lleve a cabo la fase de construcción de las obras deberá
poseer la clasificación como empresa de obras en el grupo, subgrupo y categoría que se
determine en la resolución de aprobación de proyecto constructivo por la administración; a
estos efectos, los licitadores deberán presentar un compromiso firme en este sentido
señalado por el representante de la empresa concurrente.
- 177 -
Financiación, mejoras y ampliaciones
Capítulo 4 FINANCIACIÓN, MEJORAS Y
AMPLIACIONES
4.1 FINANCIACIÓN PARCIAL DE LA OBRA A CARGO DE LA
ADMINISTRACIÓN CONTRATANTE
Una vez rematada la ejecución de las obras previstas en el proyecto constructivo
aprobado por la administración contratante y realizados los demás trámites que
correspondan. El adjudicatario comenzará a percibir la financiación parcial de las obras
mediante certificaciones mensuales por parte de la administración contratante.
4.2 MEJORAS
El adjudicatario, al margen de una financiación parcial de la obra, podrá proponer
toda clase de mejoras a su costa durante la vigencia del contrato, y la administración
contratante será libre de aceptarlas o no. En el caso de la aceptación no producirán
modificación del respectivo canon, aún cuando den lugar a economías en los gastos de
mantenimiento, conservación o explotación, pero serán valoradas contradictoriamente a los
efectos que se puedan derivar de aplicación de la rescisión del contrato.
La administración contratante podrá establecer mejoras o ampliaciones a su costa,
sea en beneficio de los índices de depuración, de la calidad de los fangos, o de la economía
del mantenimiento. En este caso, la administración contratante queda en total libertad para
- 178 -
efectuar las mejoras o ampliaciones por medio del adjudicatario o por cualquier otro
sistema.
4.3 AMPLIACIONES
Si durante el plazo de validez del contrato, la administración contratante efectuase
modificaciones o ampliaciones de la planta que interfiere total o parcialmente en su
funcionamiento, se procederá de la siguiente forma:
a)
Si la parada fuera total se aplicará lo indicado en el apartado 10.2 para el caso de
paralización total por causas no imputables al adjudicatario.
b) Si la paralización fuera parcial se abonará la cantidad que resulte de aplicar la
tarifa de mantenimiento y explotación al caudal realmente tratado.
4.4 GASTOS POR CUENTA DEL ADJUDICATARIO.
Además de todos los gastos necesarios por el cumplimiento de lo establecido en este
pliego, serán también de cuenta del adjudicatario los de protección de materiales,
seguridad, tanto de personal o servicio de la EBAR y visitantes, como de equipos e
instalaciones, daño o incendio, los de conservación y reparación de caminos, jardines,
pasarelas y desagües, los que afecten a la limpieza general de la planta.
El adjudicatario correrá con los gastos derivados de la ejecución de la obra civil y los
equipos necesarios para la medición de los caudales aplicables a las certificaciones
mensuales, en los puntos y con las prescripciones determinadas por la propiedad.
- 179 -
El licitador deberá tener presente, al formular su oferta, todos los gastos que
ocasionen al repintar los elementos metálicos y reparar las deficiencias que se vayan
observando, debidas a la corrosión.
• Protección de superficies metálicas:
La totalidad de los elementos metálicos estarán protegidos debidamente mediante
galvanizados en caliente o pintado, según las siguientes condiciones:
1. Galvanizados en caliente: La galvanización en caliente deberá cumplir las
condiciones de la norma UNE 37.501.
2. Preparación de superficies metálicas para su pintado. Será mediante
chorreado abrasivo a SA 2-1/2 según la norma SIS 055900.
3. Pintura: La imprimación será de diferente color que la terminación y de la
misma marca que la terminación. Los espesores por capa de pintura que a
continuación se detallan, se entienden como valores mínimos en película
seca.
a) Pintura cloro-caucho: Será mediante aplicación de dos capas de
imprimación de 35 micrascada una, según la norma INTA 164705 y
dos capas de terminación de 35 micras cada una según la norma
INTA 164704x.
b) Pintura alquitrán-epoxi: Será mediante tres capas de 125 micras cada
una, según la norma INTA 164407.
c) Pintura de resina epoxi: será mediante aplicación de dos capas de
imprimación de 35 micras y dos capas de terminación de 125 micras
cada una de pintura base de resina en dos componentes mezclados
con electro-agitación.
Se adoptará un sobre espesor mínimo de corrosión de 2 mm para la totalidad
de los elementos metálicos (estructuras, tuberías, calderería y chapa,…)
empleados en la construcción del EBAR, construidos en acero al carbono.
Serán de cuenta del adjudicatario los gastos ocasionados por la subscripción de la
póliza del seguro de responsabilidad civil general que cubra los riesgos de las personas
- 180 -
que, de forma permanente, temporal o accidental, se encuentren en las instalaciones del
EBAR y todos aquellos que se considere necesario.
Serán también de cuenta del contratista los gastos de otorgamiento del contrato de
adjudicación incluso los correspondientes impuestos, los de anuncios de concurso, y
cuantos recargos o impuestos sean inherentes a la prestación del servicio y tramitación de
documentos que a él se refiere (se incluye el IVA).
- 181 -
Identificación y descripción de las actuaciones
Capítulo 5 IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LAS
ACTUACIONES
Las obras consistirán en la construcción de un EBAR que solucione los problemas de
saneamiento del municipio urbano de Boadilla del Monte. Dicha EBAR se dimensionará
tomando como partida los terrenos determinados en el proyecto, así como los parámetros a
cumplir. Se puede tomar como referente la solución definida en el presente proyecto que
consiste, dentro del sistema de línea de agua, en el pozo de bombeo de elevación.
- 182 -
Requerimientos del EBAR
Capítulo 6 REQUERIMIENTOS DEL EBAR
Serán los indicados por la administración contratante en el correspondiente pliego
redactado para una futura licitación de la construcción y explotación del saneamiento de
Boadilla del Monte (Madrid).
- 183 -
Caudales
Capítulo 7 CAUDALES
La planta está prevista, en su totalidad para tratar un caudal medio diario suficiente
para atender las necesidades de la población.
En condiciones normales de funcionamiento, se tratará el 80% que aporta el colector.
En el caso de lluvias se depurará la cantidad máxima de agua que se puede tratar en la
instalación, vertiéndose el exceso directamente sin tratar.
Para caudal igual o inferior al caudal medio, no se autorizará vertido alguno sin
tratamiento, a menos que aparezcan en las aguas residuales sustancias o materias
perturbadores en los procesos de tratamiento o digestión. Además en este caso se
comunicará inmediatamente su presencia a la administración contratante, la cual
determinará si se está en el caso de suspender temporalmente las sanciones que, por
depuración o mantenimiento insuficientes, se indican en el apartado 11.
- 184 -
Personal
Capítulo 8 PERSONAL
El licitador deberá especificar en la oferta el personal que, debidamente justificado,
se compromete a tener en la planta para atender y cumplir todas las obligaciones derivadas
de este pliego y, en particular, las indicadas en el proyecto.
Al frente del personal y con dedicación a tiempo parcial de todas las relaciones con
administración contratante, estará un titular superior especialista en tratamiento de aguas.
Para el resto del personal se tendrá en cuenta lo siguiente:
a)
Jefe de explotación y mantenimiento será un titular de grado medio.
b) Resto del personal tendrá una titulación, formación y experiencia acordes con las
funciones que vayan a tener encomendadas.
c)
Para atender las incidencias que se presenten en la EBAR, el adjudicatario
dispondrá por su cuenta de los vehículos que estime necesarios.
d) Personal deberá atender con toda corrección a los representantes de la
administración contratante, de cuantas visitas, inspecciones y trabajos efectúen
en las instalaciones, proporcionándoles, así mismo, todos los datos o detalles que
se soliciten. En el caso de falta reiterada de atención o de incorrección, el
adjudicatario estará obligado a la sustitución de la persona culpable de ellas si
así lo solicitara la administración contratante.
e)
Todo el personal que emplee el adjudicatario para la prestación de sus servicios
percibirá, como mínimo, los haberes fijados en las correspondientes
reglamentaciones laborales, y estará en todo momento al corriente de los pagos
de las cuotas de la seguridad social y demás cargas sociales establecidas.
f)
Aparte del personal vinculado al adjudicatario, a la administración contratante y
al ayuntamiento, no se permitirá la entrada a las instalaciones a ninguna otra
persona que no este provista de una autorización expresa y nominal.
- 185 -
Materiales, reposición y suministro
Capítulo 9 MATERIALES, REPOSICIÓN Y
SUMINISTRO
9.1 POR PARTE DEL ADJUDICATARIO
El adjudicatario queda obligado a disponer en las instalaciones de todos los
materiales, aparatos, herramientas y repuestos necesarios para su funcionamiento normal y
para las reparaciones de rutina.
Corre por cuenta del adjudicatario todos los suministros de productos fungibles
necesarios para el debido mantenimiento de la estación de funcionamiento perfecto y sin
olores, debiendo tener acopiados en el almacén los suficientes para hacer frente a cualquier
eventualidad que se pueda presentar en la entrega de productos por los respectivos
abastecedores.
9.2 POR PARTE DE LA ADMINISTRACIÓN CONTRATANTE
Corren por cuenta de la administración contratante los siguientes suministros:
a)
La reposición de maquinaria que cumplirá se vida útil o cuyas reparaciones
sobrepasen en costo el porcentaje del 70% del valor del equipo, salvo averías
producidas por negligencia en la explotación.
- 186 -
Materiales, reposición y suministro
9.3 INVENTARIO CONTRADICTORIO
Anterior a la fecha de la recepción provisional y comienzo de los servicios,
procederá, por el adjudicatario y por la administración contratante, a redactar un inventario
contradictorio de todos los materiales, aparatos, herramientas y repuestos, obligando así al
adjudicatario a mantenerlos al día.
- 187 -
Paradas y averías
Capítulo 10 PARADAS Y AVERÍAS
10.1 AVERÍAS
El adjudicatario reparará rápidamente cuantos desperfectos y averías se produzcan en
las instalaciones.
Siempre que sea posible, las reparaciones se harán en la propia estación, excepto
aquellas de especial importancia que requieran la sustitución de elementos complejos o el
traslado de los elementos averiados al taller. En cualquier caso, se procederá con la
máxima rapidez, recorriendo, cuando exista lugar, a talleres especializados y de acreditada
solvencia.
Las reparaciones de elementos de la planta que impidan la continuidad del
funcionamiento normal de esta se realizará en el plazo máximo de 48 horas. Si se trata de
elementos disponibles en el mercado y no puede repararse en el plazo citado, serán
remplazados de manera provisional por otros similares, en tanto que se repare el averiado,
previa conformidad de la administración contratante.
10.2 PARALIZACIONES
Siempre que se produzca paralización parcial de la planta por averías, se abonará al
adjudicatario el canon correspondiente al volumen de agua realmente tratado, con las
correcciones que se indican en el apartado 9.
- 188 -
Paradas y averías
Si la paralización fuera total, por causas no imputables al adjudicatario, se abonará a
este, durante los días que proceda, la parte del canon correspondiente a los gastos fijos,
más los de amortización.
La existencia de causas no imputables al adjudicatario será declarada por la
administración contratante y en caso de disconformidad con el adjudicatario, se estará a lo
que dictamine el organismo oficial competente.
- 189 -
Deducciones y sanciones
Capítulo 11 DEDUCCIONES Y SANCIONES
11.1 DEDUCCIONES
Las deficiencias en los rendimientos de bombeo obtenidos que no sean debidas de
fuerza mayor, serán descontadas por medio de deducciones, en tanto por ciento, de la tarifa
de mantenimiento, conservación y explotación. Se aplicarán los porcentajes de deducción
de manera sucesiva.
Por cada unidad de disminución en los porcentajes de rendimientos, por debajo de
los tolerables.
11.2 SANCIONES
El incumplimiento de las demás obligaciones de este pliego, no debidas a causas de
fuerza mayor, será sancionado con las siguientes deducciones en las certificaciones que se
emitan:
a)
Por cada hora de paralización total en el funcionamiento de la estación: 90,00€.
Si la paralización dura más de 24 horas seguidas, o si se produce más de noventa
y seis horas en un mismo mes, por cada hora de exceso sobre estos tiempos se
aplicará sanción doble de la anteriormente indicada.
b) Por cada hora de paralización parcial o tratamiento incompleto en el
funcionamiento de la estación, 45,99 €, sin perjuicio de lo establecido para este
caso en el apartado 10.2 de este pliego. Esta sanción se duplicará si la
- 190 -
paralización parcial dura más de 24 horas seguidas o si se produce durante más
de noventa y seis horas en un mismo mes.
c)
Por cada día que exceda el plazo fijado en el apartado 10.1 para la reparación de
cualquier elemento de la planta se sancionará con 120,00 €.
d) Por cada día en que se produzcan olores apreciables: 60,00€. Si los olores
persistiesen más de diez días seguidos, a los que excedan sobre ellos se le
aplicarán sanciones dobles de la indicada. Se entiende que los olores son debidos
al mal funcionamiento de la planta o a si conservación y limpieza.
e)
Por cada día que se manifieste la presencia de moscas o mosquitos en la cantidad
apreciable generalizada, se aplicará una sanción igual a la mitad indicada por
cada caso del apartado d).
f)
Por cada falta leve, que suponga mera negligencia o descuido en la atención a la
EBAR: 60,00 €.
g) Por cada falta grave o reincidencia en la comisión de hablas graves,
desobediencia reiterada de las órdenes de la administración contratante o
acciones u omisiones que alteren de modo notorio la regularidad del
mantenimiento, explotación o conservación el triple de la señalada en el
apartado f).
h) Las posibles sanciones o multas que pudiera aplicar a cualquier Organismo
Oficial, será, repercutidas al adjudicatario cuando se originen por negligencia del
mismo o incumplimiento de los rendimientos de depuración imputables al
funcionamiento incorrecto de la planta.
- 191 -
- 192 -
Parte IV: PRESUPUESTO
Parte IV PRESUPUESTO
- 193 -
Parte IV: PRESUPUESTO
- 194 -
Índice del documento 4: Presupuesto
ÍNDICE DEL DOCUMENTO 4: PRESUPUESTO
1- Presupuestos parciales.
1.1- Obra.
1.2- Elementos mecánicos.
1.3- Elementos eléctricos.
1.4- Elementos hidráulicos.
1.5- Mantenimiento del EDAR.
1.6- Otros.
2- Presupuesto general.
2.1.- Presupuesto total de ejecución.
2.2.- Presupuesto general.
- 195 -
Índice del documento 4: Presupuesto
- 196 -
Presupuestos Parciales
Capítulo 1 PRESUPUESTOS PARCIALES
1.1 OBRA
Concepto
1.01 Mejora del camino de acceso [m]
1.02 Despejar el terreno [m2]
1.03 Excavación [m3]
1.04 Pozo de bombeo
1.05 Cámara de válvulas
1.06 Seguridad y salud
1.07 Cerraduras
1.08 Medidas correctoras
Cantidad €/Cantidad Importe
548
19,08
10.455,84 €
1163
0,78
907,14 €
102
3,74
381,48 €
1
28728,00
28.728,00 €
1
1683,00
1.683,00 €
1
2357,62
2.357,62 €
1
2829,95
2.829,95 €
1
4673,49
4.673,49 €
Total de Obra
52.016,52 €
Tabla 46. Presupuesto parcial de obra.
- 197 -
1.2 ELEMENTOS MECÁNICOS
Concepto
2.01 Obra de llegada
2.02 Tornillería
2.03 Arandela
2.04 Espárrago
2.05 Repuestos
1
1929,164
1.929,16 €
1
435,20
435,20 €
1
217,26
217,26 €
1
478,33
478,33 €
1
831,458
831,46 €
Total de elementos mecánicos
3.891,41 €
Tabla 47. Presupuesto parcial de elementos mecánicos.
- 198 -
1.3 ELEMENTOS ELÉCTRICOS
Concepto
3.01 Línea de acometida en B.T.
3.02 Cuadro eléctrico
3.03 Condensador
3.04 Cableado
3,05 Regulador de nivel
3.06 Alumbrado exterior e interior
3.07 Sistema de automatismos
3.08 Red de tierras
3.09 Centralita telefónica
3.10 Repuestos
1
3031,45
3.031,45 €
1
1437,1
1.437,10 €
1
237
237,00 €
1
516,54
516,54 €
1
180,35
180,35 €
1
13182,24
13.182,24 €
1
61258,48
61.258,48 €
1
2243,78
2.243,78 €
1
824,03
824,03 €
1
582,24
582,24 €
Total de elementos eléctricos
83.493,21 €
Tabla 48. Presupuesto parcial de elementos eléctricos.
- 199 -
1.4 ELEMENTOS HIDRÁULICOS
Concepto
4.01 Obra de llegada
4.02 Pozo
4.03 Bombas AFP 3002
4.04 Tubería D315
4.05 Codos
4.06 Válvula de mariposa D300
4.07 Válvula de bola
4.08 Pieza pantalón o entronque
4.09 Tubería D500
4.10 Válvula de mariposa D500
4.11 Válvula de clapeta
4.12 Bridas
4.13 Red de agua
4.14 Repuestos
1
6589,58
6.589,58 €
1
5836,13
5.836,13 €
1
53160,00
53.160,00 €
1
461,64
461,64 €
1
424,39
424,39 €
1
3500,00
3.500,00 €
1
2800,00
2.800,00 €
1
12000,00
12.000,00 €
1
626,85
626,85 €
1
5200,00
5.200,00 €
1
4500,00
4.500,00 €
1
3706,04
3.706,04 €
1
57225,08
57.225,08 €
1
4157,29
4.157,29 €
Total elementos hidráulicos
160.187,00 €
Tabla 49. Presupuesto parcial de elementos hidráulicos.
- 200 -
1.5 MANTENIMIENTO
Concepto
5.01 Mantenimiento preventivo
5.02 Operarios
5.05 Coste energético
5.06 Repuestos
5.07 Reparación de elementos
5.08 Limpieza , vallado, botiquín, etc.
1
2000
2.000,00 €
4
31000
124.000,00 €
1
15000
15.000,00 €
1
21500
21.500,00 €
1
1200
1.200,00 €
1
800
800,00 €
Total de mantenimiento anual
164.500,00 €
Total de mantenimiento en 10 años
1.885.808,15 €
Tabla 50. Presupuesto parcial de mantenimiento.
- 201 -
1.6 OTROS COSTES
Concepto
6.01 Varios
1
Total de otros costes
432
432,00 €
432,00 €
Total de otros costes en 10 años
4.952,40 €
Tabla 51. Presupuesto parcial de otros costes.
- 202 -
Presupuesto General
Capítulo 2 PRESUPUESTO GENERAL
2.1 PRESUPUESTO TOTAL DE EJECUCIÓN
PRESUPUESTO PARCIAL
Concepto
%
Importe
1 Obra
2,37%
2 Elementos mecánicos
0,18%
3 Elementos eléctricos
3,81%
4 Elementos hidráulicos
7,31%
5 Mantenimiento
86,10%
6 Otros costes
0,23%
Total de Ejecución
52.016,52 €
3.891,41 €
83.493,21 €
160.187,00 €
1.885.808,15 €
4.952,40 €
2.190.348,68 €
Tabla 52. Presupuesto total de ejecución.
Presupuesto Total de Ejecución
0%
3%
0% 4%
1 Obra
7%
2 Elementos mecánicos
3 Elementos eléctricos
4 Elementos hidráulicos
86%
5 Mantenimiento
6 Otros costes
Figura78. Presupuesto total de ejecución.
- 203 -
Presupuesto General
2.2
PRESUPUESTO GENERAL
PRESUPUESTO GENERAL
Concepto
% Ejecución
Importe
1 Total de Ejecución
100%
2.190.348,68 €
2 Gastos generales
3 Beneficio industrial
4 I.V.A.
11%
7%
21%
PRESUPUESTO TOTAL PARA 10 AÑOS
240.938,36 €
153.324,41 €
459.973,22 €
3.044.584,67 €
Tabla 53. Presupuesto general.
Presupuesto general
Coste [€]
2.500.000,00 €
2.190.348,68 €
Total de Ejecución
2.000.000,00 €
Gastos generales
Beneficio industrial
1.500.000,00 €
I.V.A.
1.000.000,00 €
500.000,00 €
240.938,36 € 153.324,41 €
- €
Figura 79. Presupuesto general.
- 204 -
459.973,22 €

diseño y desarrollo de una estación de bombeo de aguas

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