Análisis de la Electrobomba de Agua de la Compañía de Bomberos Salvadora Trujillo N°26

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL ING. MECÁNICA ELÉCTRICA

INFORME ACADÉMICO “Análisis de la Electrobomba de Agua de la Compañía de Bomberos Salvadora Trujillo N°26”

Autores: Anderson Martín Elorreaga Mondragón (ORCID: 0000-0003-1040-0975) Alvaro Benjamín Ucañan Sánchez (ORCID: 0000-0001-9587-332X) Juan Antonio Luzuriaga Urquiza (ORCID: 0000-0003-3727-6441) Nilz Alexander Julcamoro Vásquez (ORCID: 0000-0003-3939-1769)

Asesor: Mg. Dante Omar Panta Carranza (ORCID: 0000-0002-4731-263X)

Línea de Investigación: “Modelamiento y simulación de sistemas electromecánicos”

Trujillo - Perú 2020

ÍNDICE

I. Introducción

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II. Desarrollo

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Especificaciones técnicas

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Electrobomba y sus compuestos

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Cálculo mensual de agua y energía eléctrica

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III. Conclusiones

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Referencias

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Anexos

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INTRODUCCIÓN El siguiente análisis presentado por los estudiantes del primer ciclo de la Universidad César Vallejo de la carrera Ing. Mecánica Eléctrica, se ha centrado en el estudio de la electrobomba de agua de la Compañía de Bomberos Salvadora Trujillo N°26 en la asignatura Introducción a la Ingeniería Mecánica Eléctrica, por el motivo, que actualmente los bomberos voluntarios de dicha compañía, se han percatado que no conocen la electrobomba de agua que utilizan de manera constante. Los efectivos quieren conocer la electrobomba, para que de esa manera puedan evitar pérdidas de consumo, por ese motivo, el desarrollo se ha sustentado en el análisis de diferentes fuentes confiables, para tener una perspectiva que favorezca al lector, atendiendo a los objetivos planteados, se presentará el desarrollo de una manera entendible y propia. Por lo tanto, el objetivo general de este informe académico es realizar un análisis a la electrobomba de la Compañía de Bomberos Salvadora Trujillo Nº26. Asimismo, como objetivos específicos, identificaremos el tipo de electrobomba de agua, definiremos la electrobomba y sus compuestos, y, para finalizar, calcularemos el consumo mensual de agua y energía eléctrica. Por último, es fundamental señalar que el trabajo presentado no solo aporta nuevos conocimientos a los lectores, sino también servirá de soporte para futuros análisis que se quieran realizar. I.

DESARROLLO Realizando la identificación de dicha electrobomba, utilizamos una cámara fotográfica, con la cual se procedió a tomar una foto de la placa de la electrobomba de agua, en donde se logra apreciar que es la BOMBA A1E-1.4M de la marca “Hidrostal S.A”, el cual, según el catálogo de Hidrostal S.A., por su tipo es la Electrobomba Centrífuga Monoblock Serie A, Modelo A1E-1.4M”. (Tabla 2)

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Figura 1: Foto de placa de la Electrobomba

Fuente: Elaboración propia. Según la siguiente tabla, nos muestra los valores de los datos técnicos de la electrobomba de agua: Tabla 1: Datos técnicos de la electrobomba de agua MARCA

HIDROSTAL S.A

TIPO

Bomba A1E-1.4M

SERIE

2009091903

MOTOR WEG TIPO

D56J 10/08

POTENCIA

1.4 HP

VELOCIDAD DE GIRO DE LA TURBINA

3520 RPM

FRECUENCIA

60 Hertz (HZ)

INTENSIDAD DE CORRIENTE

19.6/9.8 Amperios (A) 110/220 Voltios (V)

TENSIÓN ELÉCTRICA Fuente: Elaboración propia. Electrobomba y sus compuestos

Para Lladonosa (1996), las electrobombas están compuestas por un motor eléctrico y una bomba de agua donde ella puede ser las multicelulares horizontal o vertical en las que el motor que las impulsa es monofásico o trifásico […]. (p. 11). (Figura 3 y 4) Las bombas se conocen como equipo de bombeo a un transformador de energía,

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este recibe energía mecánica, que puede ser producida a partir de un motor eléctrico, térmico, entre otros…, otorgando energía cinética, y brindando la presión para conducir un fluido que en nuestro caso vendría ser el agua. Para Luszczewski (1999), las bombas centrífugas o también llamadas bombas de flujo radial, […] se usan con distintos tipos de fluidos cómo: agua, ácidos, entre otros […]. (p. 129). En esta oportunidad estaremos enfocados en el agua. Según Enriquez (2004), los motores eléctricos tienen como fuente la energía eléctrica, la función que este realiza es transformar la energía eléctrica en energía mecánica rotatoria, por el tipo de corriente este puede utilizar corriente alterna o corriente continua, y por su aplicación, uso en pruebas de explosivos, agua, entre otros. (p.p.140-209). El tipo de corriente que está utilizando en el motor eléctrico de acuerdo a la apreciación de la tabla de los datos técnicos vendría a ser de corriente alterna (110/220 V), usado conjuntamente con una bomba de agua. Cálculo mensual de agua y energía eléctrica Con la información proporcionada por los bomberos, se indica que la electrobomba funciona 45 minutos para el llenado del tanque con un intervalo de 3 días por uso. Su funcionamiento es de forma manual, cada vez que se termina el agua, prenden la electrobomba para llenar nuevamente el tanque. Según la figura 2, la altura (H) de reposición de agua del tanque es 1.4 metros. Por lo cual realizamos el cálculo de consumo mensual de agua de la siguiente manera: Figura 2a: Dimensiones del tanque de agua.

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Figura 2b: Dimensiones del tanque de agua.

Fuente: DiseĂąo propio

El volumen de reposiciĂłn de agua (H2O) se verificarĂ­a con la siguiente fĂłrmula: đ?‘‰ = đ??ż ∗ đ??´ ∗ đ??ť = 2đ?‘š ∗ 2đ?‘š ∗ 1.4đ?‘š = 5.6đ?‘š3 Donde:V=Volumen L= Largo A= Ancho H= Altura Al mes se estarĂ­a utilizando:

30đ?‘‘Ă­đ?‘Žđ?‘ đ?‘‘đ?‘’đ?‘™ đ?‘šđ?‘’đ?‘ 3 đ?‘‘Ă­đ?‘Žđ?‘

∗ 5.6đ?‘š3 = 56đ?‘š3 de agua.

De acuerdo a los valores previamente mencionados, se realizĂł tambiĂŠn el cĂĄlculo de consumo de energĂ­a elĂŠctrica de la electromba, de la siguiente manera: Al mes se estarĂ­a utilizando: 30 đ?‘‘Ă­đ?‘Žđ?‘ đ?‘Žđ?‘™ đ?‘šđ?‘’đ?‘ ∗ 45đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘˘đ?‘Ąđ?‘œđ?‘ đ?‘?đ?‘œđ?‘&#x; đ?‘˘đ?‘ đ?‘œ = 450 đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘˘đ?‘Ąđ?‘œđ?‘ đ?‘šđ?‘’đ?‘›đ?‘ đ?‘˘đ?‘Žđ?‘™đ?‘’đ?‘ đ?‘‘đ?‘’ đ?‘˘đ?‘ đ?‘œ. 3 đ?‘‘Ă­đ?‘Žđ?‘ SegĂşn la Tabla de Datos de la electrobomba nos indica que el motor elĂŠctrico tiene una potencia de 1.4HP, por lo tanto: 1đ??ťđ?‘ƒ <> 746 đ?‘Š 1đ??ťđ?‘ƒ <> 0.746 đ?‘˜đ?‘Š P = 1.4HP ∗

0.746đ?‘˜đ?‘Š 1đ??ťđ?‘ƒ

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đ?‘ƒ = 1.044 đ?‘˜đ?‘Š Donde: P= Potencia del Motor ElĂŠctrico Entonces el consumo mensual de energĂ­a elĂŠctrica serĂ­a: đ??¸ = 1.044đ?‘˜đ?‘Š ∗ 450đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘˘đ?‘Ąđ?‘œđ?‘ đ??¸ = 1.044đ?‘˜đ?‘Š ∗ 450đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘˘đ?‘Ąđ?‘œđ?‘ ∗

1â„Žđ?‘œđ?‘&#x;đ?‘Ž 60đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘˘đ?‘Ąđ?‘œ

đ??¸ = 7.83đ??žđ?‘¤. â„Ž Donde: E= Consumo Mensual de EnergĂ­a ElĂŠctrica Con los datos anteriormente mencionados, se realizĂł el cĂĄlculo del caudal, de la siguiente manera: FĂłrmula del caudal: đ?‘„=

� �

5.6đ?‘š3 đ?‘„= 45đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘˘đ?‘Ąđ?‘œđ?‘ 5.6đ?‘š3 1000đ?‘™đ?‘–đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘œđ?‘ 1 đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘˘đ?‘Ąđ?‘œ đ?‘„= ∗ ∗ 3 45đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘˘đ?‘Ąđ?‘œđ?‘ 1đ?‘š 60đ?‘ đ?‘’đ?‘”đ?‘˘đ?‘›đ?‘‘đ?‘œđ?‘ đ?‘„ = 2.074 đ?‘™/đ?‘ Donde:Q= Caudal V= Volumen t= tiempo

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GrĂĄfico 1: GrĂĄfico de la curva de la electrobomba

Fuente: CatĂĄlogo de Hidrostal S.A De acuerdo al cĂĄlculo realizado la electrobomba tendrĂ­a un caudal de 2.074 l/s, y en concordancia al catĂĄlogo de Hidrostal S.A, se estarĂ­a utilizando una presiĂłn de 26 metros de columna de agua. II.

CONCLUSIONES  Se identificĂł que la electrobomba de agua que se encuentra en la Compaùía de Bomberos Salvadora Trujillo N°26 es la “Electrobomba CentrĂ­fuga Monoblock Serie A, Modelo A1E-1.4Mâ€?, la cual trabaja con una potencia de 1.4HP, utilizando una fuente de energĂ­a elĂŠctrica, la cual puede tener una tensiĂłn elĂŠctrica de 110 y/o 220 Voltios, con una velocidad de turbina de hasta 3520 RPM, utilizando tambiĂŠn una frecuencia de 60 Hertz con la cual consume entre 19.6 y 9.8 Amperios de acuerdo a la tensiĂłn elĂŠctrica que se utilice, adicionalmente se calculĂł que el caudal es de 2.074 l/s.  La electrobomba es un sistema compuesto por una bomba y un motor elĂŠctrico.  La electrobomba que se utiliza en la Compaùía de Bomberos B-26, tiene un el consumo mensual de 56đ?‘š3 de agua y 7.83Kwh de energĂ­a elĂŠctrica.

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REFERENCIAS ENRIQUEZ HARPER, Gilberto. El libro práctico de los generadores, transformadores y motores eléctricos. México: Limusa, 2004. ISBN: 968-18-6053-5. HIDROSTAL S.A., Electrobomba centrífuga monoblock serie A. Perú: Hidrostal, 2014. HIDROSTAL S.A., Manual electrobomba centrífuga monoblock serie A. Perú: Hidrostal, 2018. LLADONOSA, Vicent. Electrobombas centrífugas. En: Circuitos básicos de controles de nivel. Barcelona: Boixareu,1996. p.11. ISBN: 84-267-1064-6. LUSZCZEWSKI, Antoni. Bombas de líquido. En: Redes industriales de tubería, bombas para agua, ventiladores y compresores. San Luis de Potosí: Reverté, 1999. p.p.128-133. ISBN: 968-6708-41-3.

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ANEXOS

Figura 3: Electrobombas centrífugas: A, horizontal; B, vertical

Fuente: Electrobomba Centrífuga Monoblock serie A. Perú: Hidrostal, 2014.

Figura 4: Lista componentes

Fuente: Manual Electrobomba Centrífuga Monoblock serie A. Perú: Hidrostal, 2018.

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Tabla 2: Tabla de datos técnicos

Fuente: Manual Electrobomba Centrífuga Monoblock serie A. Perú: Hidrostal, 2018.

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