Hidráulica

MANOMETRO

Un manómetro es un aparato de medida que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Existen, básicamente, dos tipos: los de líquidos y los de gases.Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica; dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y funcionan según los mismos principios en que se fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. La presión manométrica se expresa bien sea por encima o por debajo de la presión atmosférica. Los manómetros que sirven para medir presiones inferiores a la atmosférica se llaman manómetros de vacío o vacuómetros.El manómetro más sencillo consistente en un tubo de vidrio doblado en que contiene un líquido apropiado (mercurio, agua, aceite, ...). Una de las ramas del tubo está abierta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir. El fluido del recipiente penetra en parte del tubo, haciendo contacto con la columna líquida. Los fluidos alcanzan una configuración de equilibrio de la que resulta fácil deducir la presión manométrica en el depósito:En la industria se emplean casi exclusivamente los manómetros metálicos o aneroides, que son barómetros aneroides modificados de tal forma que dentro de la caja actúa la presión desconocida que se desea medir y fuera actúa la presión atmosférica. El más corriente es el manómetro de Bourdon, consistente en un tubo metálico, aplastado, hermético, cerrado por un extremo y arrollado en espiral. El extremo abierto se comunica con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir; entonces, al aumentar la presión en el interior del tubo, éste tiende a desenrollarse, y pone en movimiento una aguja indicadora frente a una escala calibrada en unidades de presión.

BOMBA DE CIRCULACIÓN

Electrocirculadores o bombas.

Facilitan el transporte del fluido caloportador desde los colectores hasta el almacenamiento y luego al consumo. Accionados por un motor eléctrico que suministran al fluido la energía necesaria para transportarlo por el circuito a una determinada presión. Hay tres tipos de electrocirculadores centrífugos:

Rotor sumergido - Son silenciosos, requieren un bajo mantenimiento y se montan en línea con la tubería y el eje horizontal.
Monobloc - Con el eje en cualquier posición.
Acoplamiento motor-electrocirculador de ejes distintos - Son ruidosos.
El comportamiento del electrocirculador se representa P = C * ?p, donde P es la potencia necesaria, C es el caudal (l/seg.) entre dos puntos de una tubería con diferencia de presión ?p. Lo que quiere decir que la potencia de la bomba está en función de la pérdida de carga y del caudal. Con estos dos ejes el fabricante lo representará en su curva característica, teniendo cada bomba su propia curva característica.

Con el paso del tiempo, las tuberías van cogiendo corrosión, por lo que la pérdida de carga aumenta con el tiempo, además los cálculos se realizan como si en la instalación sólo hubiese agua, mientras que muchas veces se añade anticongelante, por esta razón en la práctica la bomba que se elige debe estar un poco sobredimensionada
Las bombas suelen tener varias velocidades y el fabricante lo indica en sus gráficas, lo aconsejable es que se trabaje en una velocidad intermedia para así poder subir o bajar la velocidad si no hemos quedado cortos o hemos sobredimensionado la bomba respectivamente.
Al asociar dos electrobombas en serie se aumenta mucho la altura manométrica y poco el caudal, mientras que si se asocian en paralelo aumenta mucho el caudal y poco la presión.
La bomba tiene que contrarrestar la pérdida de carga solo en el circuito más desfavorable, sin embargo si el circuito está equilibrado, será elegido uno al azar.

Elementos asociados al electrocirculador
El circuito va precedido de un filtro para evitar que entren impurezas de las soldaduras y del resto de la instalación en la bomba. También lleva una válvula antirretorno para evitar retrocesos del fluido caloportador desde el colector a la bomba. Las llaves numeradas con el 3 y 4 se utilizan en caso de avería de la bomba para ser sustituida.

Cerrando la llave 1 y dejando abierta la llave 2, obtenemos en el manómetro la presión de impulsión. Cerrando la llave 2 y abriendo la llave 1, obtenemos en el manómetro la presión de aspiración. Si restamos los resultados se obtiene la pérdida de carga de la instalación, que debe coincidir con la de la instalación.

En la parte trasera el electrocirculador debe tener una pequeña presión para que sea capaz de arrancar, la normativa indica que como mínimo debe ser de 02 bar ó 05 bar para temperaturas altas.

Si la bomba tuviese una pérdida de carga más pequeña que la necesaria, se creará una depresión en las tuberías y el agua que circula se volverá fácilmente gaseosa, como la bomba está diseñada para mover sólo fluido líquido se produce una aceleración de la bomba y una implosión en el fluido, que acaba estropeando al electrocirculador. La suma de ambas reacciones se conoce como gravitación.

VALVULAS DE RETENCIÓN

Las válvulas antirretorno, también llamadas válvulas de retención, válvulas uniflujo o válvulas "check", tienen por objetivo cerrar por completo el paso del fluido en circulación -bien sea gaseoso o líquido- en un sentido y dejarlo libre en el contrario. Tiene la ventaja de un recorrido mínimo del disco o obturador a la posición de apertura total.1

Se utilizan cuando se pretende mantener a presión una tubería en servicio y poner en descarga la alimentación. El flujo del fluido que se dirige desde el orificio de entrada hacia el de utilización tiene el paso libre, mientras que en el sentido opuesto se encuentra bloqueado. También se las suele llamar válvulas unidireccionales.
Las válvulas antirretorno son ampliamente utilizadas en tuberías conectadas a sistemas de bombeo para evitar golpes de ariete, principalmente en la línea de descarga de la bomba.

EL VASO DE EXPANSIÓN

Absorbe las dilataciones del agua en las instalaciones de agua caliente sanitaria. Cuando crece la presión en la instalación debido a la dilatación del fluido caloportador (aumento de temperatura), el fluido sobrante entra en el vaso y empuja la membrana. El gas se comprime, evitando variaciones de presión.
El gas que contiene debería ser nitrógeno debido a que el oxigeno oxida la membrana y la estropea. Siempre debería contener un mínimo de fluido para evitar que la membrana se corroa. El gas nunca debe quedar por encima del fluido porque se formarían bolsas de aire y además de provocar el mal funcionamiento corroe a la membrana. Hay varios tipos de vaso de expansión, hay alguno que no tiene membrana teniendo un gas que no se mezcla con el agua.
Si el vaso es abierto la normativa indica que tiene que tener un 02% de agua de la instalación y estar situado a una altura de 35 metros sobre los colectores. No se suelen poner porque actualmente están prohibidos.

Cálculo del vaso de expansión
Responde a la fórmula:
VVC = Volumen del vaso de expansión cerrado.
VI = Volumen del agua de la instalación.
CEXP = Coeficiente de expansión debido a la temperatura máxima de funcionamiento.
CP = Coeficiente de presión. CP =Pmax - Pmin

VI es el Volumen tuberías + Volumen colectores + volumen intercambiador. El volumen del colector y del intercambiador lo facilita el fabricante, mientras que para calcular el volumen de las tuberías se consiguen por unas tablas que tiene la norma UNE dependiendo del diámetro, espesor, caudal...

SENSOR DE CAUDAL

sensor diseñado para detectar que el liquido se mueve dentro de una tuberia. apropiado para toda clase de liquidos no agresivos. se rosca lateralmente en el tubo, quedando en el interior una lengueta en contacto con el liquido. esta lengueta ,se mantiene recta con el fluido parado y se mueve al circular este . ese movimiento , se transmite al exterior a traves de un resorte de fuelle y actua sobre un interruptor conmutado. se puede ajustar el punto de disparo mediante un tornillo accesible y adaptarlo a varios diametros cambiando el tamaño de la lengueta. es esencial instalarlo orientado a la direccion del flujo en un tramo recto y de tuberia completamente llena.

GLICOL ó SALMUERA ("LIQUIDO FRIGORIFERO")

El glicol (HO-CH2CH2-OH) se denomina sistemáticamente etano-1,2-diol. Se trata del diol más sencillo, nombre que también se emplea para cualquier poliol. Su nombre deriva del griego glicos (dulce) y se refiere al sabor dulce de esta sustancia. Por esta propiedad ha sido utilizado en acciones fraudulentas intentando incrementar la dulzura del vino sin que el aditivo fuera reconocido por los análisis que buscaban azúcares añadidos. Sin embargo es tóxico y produce disfunción renal.Propiedades [editar]

El glicol es una sustancia ligeramente viscosa, incolora e inodora con un elevado punto de ebullición y un punto de fusión de aproximadamente -12 °C (261 K). Se mezcla con agua en cualquier proporción.
En la industria del poliuretano flexible estos productos tienen una denominación general y son llamados "Poliol".

Aplicaciones :
El glicol se utiliza como aditivo anticongelante para el agua en los radiadores de motores de combustión interna, es principal compuesto de líquidos de frenos de vehículos y también es usado en procesos químicos como la síntesis de los poliuretanos, de algunos poliésteres, como producto de partida en la síntesis del dioxano, la síntesis del glicolmonometileter o del glicoldimetileter, como disolvente, etc.

Síntesis :
El glicol se genera industrialmente a partir de eteno mediante oxidación con oxígeno en presencia de óxido de plata como catalizador e hidrólisis del óxido de eteno generado en la primera etapa.Otra forma de sintetizarlo es mediante tratamiento con una solución fría, diluida y básica de permanganato de potasio, llevándose acabo con una estereoquímica sin (hidroxilacion con permanganato).

El fluido caloportador:

El fluido caloportador pasa a través del absorbedor y transfiere a la parte del sistema de aprovechamiento térmico (acumulador o interacumulador) la energía. Los tipos más usados son el agua y la mezcla de anticongelante, pueden ser también aceites de silicona o líquidos orgánicos sintéticos.
Los anticongelantes son glicoles y los más usados son el etilenglicol y el propilaglicol. Las características fundamentales de los anticongelantes son:

Son tóxicos - Debido a que llevan una sustancia que se conoce como inhibidores de la corrosión que es beneficioso para los dispositivos de la instalación. Se debe impedir que se mezcle con el agua de consumo (haciendo la presión del secundario mayor que la del primario, por prevención ante una posible rotura del intercambiador).
Son muy viscosos - Al ser más espesos le cuesta al líquido más avanzar, aumentando la pérdida de carga, factor a tener en cuenta a la hora de elegir la electrobomba que suele ser de mayor potencia.
Dilata más que el agua cuando se calienta - Para evitar las sobrepresiones se utiliza el vaso de expansión. Si se diseña el vaso como para que aguante una presión como si fuese sólo agua, la membrana del vaso llega un punto en el que no da más de sí y se produciría la sobrepresión en el circuito.
Es inestable a más de 120ºC - Si alcanzase más de esta temperatura, se degrada convirtiéndose en un ácido muy corrosivo que afectaría a la vida de los elementos de la instalación. Además pierde sus propiedades por lo que deja de evitar la congelación. Los hay que aguantan más temperatura pero son más caros.
La temperatura de ebullición disminuye a la del agua - Podría verse como una ventaja porque significa que absorbe más energía.
El calor específico disminuye al del agua. Por absorber más energía, tarda también más en perderla o entregarla, por lo que la ventaja anterior se anula al no transferir todo el calor que ha ganado.
Para calcular la cantidad de anticongelante que hay que añadir a una instalación, primeramente hay que consultar en la tabla de temperaturas históricas cuál es la mínima temperatura registrada en esa ciudad. Una vez que se conoce se va a la gráfica de los glicoles que suministra el fabricante y se traslada el valor para indicarnos cual es el porcentaje.

VALVULA DE SEGURIDAD

Accesorio obligatorio por ley, que protege el depósito contra sobrepresiones.Válvula dotada de un resorte, cuya apertura se produce a partir de una presión determinada.La válvula antirretorno interna protege la red de distribución de agua potable permitiendo el paso del agua en una sola dirección

VALVULA DE LLENADO AUTOMÁTICO

Válvula que permite llenar el circuito de primario con agua.

Aplicación
La válvula de llenado automático permite el llenado y rellenado de instalaciones de calefacción de circuito cerrado.
Se combina en una única válvula, una reductora de presión con una válvula de retención y con la posibilidad de corte. La conexiónpara manómetro permite acoplar un manómetro (disponible como accesorio) para obtener un control preciso de la presión en la instalación después del llenado.

Características
Cuerpo con roscas macho y hembra
La presión se ajusta girando el volante
La presión de ajuste se lee directamente en el volante
La válvula interna es de material sintético de alta calidad y se puede sustituir
Válvula antirretorno homologada DIN/DVGW
Presión de entrada equilibrada - variaciones en la presión de entrada no afectan a la presión de salida
Función de corte
Racores opcionales

Rango de Aplicación
Instalaciones de calefacción de circuito cerrado (DIN 4751)

Construcción
La válvula de llenado automático se compone de:
Cuerpo
Tapa del muelle con mando de ajuste y escala graduada
Muelle
Válvula reductora de presión
Válvula antirretorno interna
Válvula de corte interna con mando ranurado

Materiales
Cuerpo de latón
Tapa del muelle de material plástico de alta calidad resistente al calor
Válvula antirretorno de material plástico de alta calidad resistente al calor
Diafragma de NBR reforzado
Juntas de NBR
Muelle de acero

Modo de Funcionamiento
Las válvulas reductoras de presión con muelle funcionan por equilibrio de fuerzas. El diafragma ejerce una fuerza contra el muelle ajustable. La presión de entrada no influye en la apertura o cierre de la válvula. Por este motivo, las variaciones en la presión de entrada no influyen en la presión de salida, porque se equilibra.
La válvula antirretorno interna protege la red de distribución de agua potable permitiendo el paso del agua en una sola dirección. El caudal empuja el disco de cierre contra la fuerza del muelle, la válvula se abre por diferencia de presiones.

PURGADOR
Sirve principalmente para expulsar posibles acumulaciones de aire que haya en el circuito.

Los purgadores automáticos cumplen la función de evacuar el aire del circuito solar en las operaciones de llenado y mantenimiento.

Los purgadores se deben instalar en el punto más alto de la instalación y siempre en posición vertical.

En las instalaciones solares los purgadores automáticos siempre deben llevar una llave de corte delante para aislarlos una vez se haya realizado el llenado de la instalación. De esta forma se evitará que el fluido del circuito se evacue por el purgador automático cuando la temperatura de dicho fluido llegue a su punto de evaporacion.

ESQUEMA DE UN CIRCUITO CERRADO DE AGUA

En el circuito primario entra el agua de la red, pasando por la primera válvula de corte, quedando esta válvula abierta hasta que el circuito este lleno. Esta válvula sirve para aislar al circuito. Llega hasta el electrocirculador donde en paralelo se puede observar un manómetro con dos llaves que sirven para medir la presión del circuito y del electrocirculador. Después hay una válvula antirretorno para evitar un efecto termosifónico no deseado cuando el colector no está captando energía. Pasa los colectores solares y se empezaría a medir la temperatura para poder gobernar el funcionamiento del circuito, es decir, cuando es muy alta o muy baja manda cerrar la válvula de tres vías y el electrocirculador se pone en funcionamiento. En el punto más alto está el purgador que sirve para la expulsión de los gases de la instalación., también estaría la válvula de seguridad que dejará expulsar el líquido del circuito si la presión en este suba por encima del nivel fijado.
En el circuito secundario estaría el acumulador junto con una fuente auxiliar de energía (calentador), que podría estar en serie con este.
Las ventajas de este tipo de circuito es que tienes un mejor sistema de control, cuenta con una serie de protecciones de seguridad, aumentando el rendimiento. Se aumenta el número de aplicaciones a las que puede ir destinada y el lugar geográfico donde se puede ubicar.
Los inconvenientes son que se necesita un circuito eléctrico adicional, un sistema de control y que el precio es más elevado. Además tiene un mayor mantenimiento.