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ESTUDIO, DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA ESTACION DE BOMBEO DE AGUA POTABLE

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Academic year: 2021

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ESTUDIO, DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA ESTACION DE

BOMBEO DE AGUA POTABLE

Autor: Tréhard, Jean.

Director: Sanz Fernández, Íñigo.

Entidad Colaboradora: ICAI – Universidad Pontificia Comillas.

RESUMEN DEL PROYECTO

El presente proyecto responde a una demanda (ficticia) de equipamiento de un edificio con una estación de bombeo de agua potable para su suministro a las viviendas. El conjunto está compuesto de 15 plantas de 4 pisos cada una con una piscina ubicada en la última planta con sus instalaciones de servicio. El edificio mide 60m de altura. Se implantará en la Comunidad Autónoma de Madrid, España.

En cuanto a la estación en si, está diseñada con el sistema de bombeo de tanque a tanque. La bomba está en seco y tiene conducción de aspiración con succión positiva. Es una bomba del catálogo de bomba de la empresa ABS. Aquella misma empresa responde a la demanda de equipamiento haciendo dos ofertas.

Partiendo con los datos y requerimientos del edificio, se sigue el método siguiente para lograr el objetivo final del proyecto. Primero, siguiendo el proceso de determinación del consumo de agua de la empresa Canal de Isabel II, con las dotaciones por viviendas se establece la demanda global. Analizando la evolución del consumo de agua en España y en particular en la Comunidad Autónoma de Madrid, se prevé un margen razonable para probables futuros cambios.

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Considerando que la piscina que se instalará en el techo y se alimentará con la instalación de protección contra incendios, solamente se tiene en cuenta el consumo de diferentes equipos y servicios que acompañan la piscina.

A continuación se determinará el volumen útil del aljibe superior regulador del caudal. El volumen depende de dos factores, el número de arranques por hora en funcionamiento normal y el caudal de punta de consumo. Como, las posibilidades son múltiples, respetando el criterio de flexibilidad, se fijan dos tipos de instalaciones:

-Una de capacidad minima para tener un volumen ocupado y un peso de equipos el menor posible en el edificio. Volumen: 950l.

-Otra, de máximo rendimiento para tener un mínimo de pérdidas energéticas en el funcionamiento de las instalaciones. Volumen: 4800l.

Desarrollando los dos tipos de estaciones, se calculan los caudales de bombeo. La determinación del caudal se hace para que las estaciones siempre puedan prestar servicio de suministro de agua potable. El caudal de la estación de mínima capacidad es de 5,31l/s, y el de la estación de máximo rendimiento: 22,6 l/s.

Una vez obtenido el caudal, se dimensionan las tuberías en función de la velocidad del fluido. Así se puede calcular las pérdidas en las conducciones sabiendo el material de las mismas. También, influyen todos los aparatos en los cuales se producen pérdidas de carga tales como válvulas y otros equipos. En cada una de las estaciones propuestas, las pérdidas se han evaluado a 4,504m para la estación de rendimiento máximo y a 5,202m para la estación de mínima capacidad. Se nota la relevancia de la distinción entre las dos ofertas.

Con el punto de diseño, se elige las bombas adecuadamente. El catálogo de ABS ofrece para las dos ofertas la misma bomba pero equipada por motores eléctricos

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asíncronos distintos. Esto viene del hecho que las curvas de las dos son muy parecidas.

-La estación de mínima capacidad tiene una bomba NL 65250 absorbiendo 11,3kW debido a su bajo rendimiento, 34,2%. El motor asociado tiene una potencia nominal de 15kW y un rendimiento de 88,5%.

-La estación de máximo rendimiento tiene la misma bomba NL 65250 pero absorbe 23,3kW a un rendimiento de 70,6%. El motor que la equipa tiene una potencia más alta: 30kW, funcionando también a mayor rendimiento: 92,3%.

La gestión de la estación se hace mediante un sistema automatizado. Para su buen funcionamiento, se recoge los elementos a controlar y se determinan los modos de automatización respectando a los criterios establecidos. Son:

-la disponibilidad permanente de funcionamiento de cada bomba por separado, la de servicio y la de reserva.

-el funcionamiento alternativo de las bombas. -el bombeo a caudal constante.

-el tipo de arranque.

-el suministro se hace según un sistema “pull”.

El proyecto permite dos alternativas para el equipamiento del edificio con el catálogo de bombas de la empresa ABS, según dos tipos de criterios distintos a fin de dejar al cliente final posibilidad de la elección de la estación que le convenga más.

La estación de mínima capacidad tiene un importe de 228 937,62€ frente a 268 091,93€ de la estación de máximo rendimiento. Un estudio de los costes llevado al presente de las dos alternativas (VAC) con una tasa de interés del 5%, demuestra que es la segunda opción la más interesante.

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STUDY, DESIGN AND CONSTRUCTION OF A DRINKABLE WATER PUMPING STATION

This project responds to a demand (fictional) to equip a building with a pumping station for clean water supply to households. The set consists of 15 floors of 4 apartments each with a pool on the top floor including its service facilities. The building measures 60m in height. It will be implemented in the Autonomous Community of Madrid, Spain.

As for the station itself, it has been designed with the pumping system called from tank to tank. The pump is in dry well environment with a positive suction in the aspiration system. Pump is from a pumps catalog of ABS Company. That same company responds to the demand for equipment by making two tenders.

Starting with data and building requirements, it follows the following method to achieve the ultimate goal of the project. First, following the process of determining the water consumption of the company Canal de Isabel II, the global demand is established with housing consumption. Analyzing the evolution of water consumption in Spain and particularly in the Autonomous Community of Madrid, it provides a reasonable margin for likely future changes.

Considering that the pool installed above the ceiling will be supplied with the fire protection installation, it only takes into account the use of different equipment and services associated with the pool.

Then the useful volume has been determined for the flow control tank top. This volume depends on two factors, the number of starts per hour under normal operation conditions and peak flow of consumption. Like, there are many

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possibilities; it has been set two types of facilities respecting the criteria of flexibility:

-A minimum capacity tank for a minimum equipment volume and weight as small as possible in the building. Volume: 950 l.

-Another one designed for a minimum of energy losses in device operation. Volume: 4800 l.

Developing these two types of stations, then pumping flow rates have been calculated. Flow determination is made that the stations can always serve clean water supply. The minimum capacity pumping station has a flow rate of 5.31 l/s, and the maximum performance station has a flow rate of 22.6 l/s.

The flow rate obtained, the pipes have been sized according to the fluid velocity. Then, losses in the lines knowing the same material have been determined. Also, affecting all devices in which there are head losses from devices such as valves and other equipment. In each of the proposed stations, losses have been evaluated at 4.504m for the maximum performance and 5.202m for the minimum capacity station. It is possible to note the importance of the distinction between the two offers.

With the operating point are chosen properly pumps. The ABS catalog offers for the two installations the same pump but equipped with different asynchronous electric motors. This comes from the fact that installation curves of the two offers are very similar.

-The minimum capacity station has a pump NL 65250, absorbing 11.3 kW due to its low yield, 34.2%. The associated engine is rated at 15 kW with a yield of 88.5%.

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-The maximum performance station has the same pump 65250 NL but it absorbs 23.3 kW at a rate of 70.6%. The engine employed has a higher nominal power: 30kW, its operating performance also increased till 92.3%.

Station management is done through an automated system. For its proper operation, it contains the elements to control and determine the methods of automation against the criteria established. They are:

-The constant availability of each pumps operating separately, the service and backup.

-The alternative operation of the pumps. -The constant flow pump.

-Type starter.

-It is supplied as a "pull" system.

The project allows two alternatives for equipping the building with the ABS Company pumps catalog, according to two different types of criteria in order to make possible for the final customer to choice what kind of station will meet his needs.

The station of minimal capacity has an amount of 228 937,62€ opposite to 268 091,93€ of the station of maximum performance(yield). A study of the costs reported to the present of both alternatives (VAC) with a rate of interest of 5 %, demonstrates that it is the second option the most interesting.

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