Hidráulica básica para Bomberos

21/12/2012

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HIDRAULICA BASICA PARA BOMBEROS

1Mauro Balarezo

Nombre del Taller:


Nombre del Facilitador:

Lic. Quím. Mauro Balarezo0416 497 7790 - [email protected]

Duración: 4Horas


2Mauro Balarezo

1. REPASO DE ALGEBRA.2. PROPIEDADES DEL AGUA3. VARIABLES USADAS.4. PRINCIPIOS DE HIDRAULICA.5. PERDIDA POR FRICCION.6. PERDIDA POR ELEVACION.7. PERDIDA POR EL SISTEMA8. BOMBAS.9. CALCULOS Y EJERCICIOS 10.ROCIADORES, INUNDACION, DILUVIO

Y ESPUMA.

AGENDA

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3Mauro Balarezo

•EN LAS ACTIVIDADES BOMBERILES

APLICAMOS LA HIDRAULICA AL AGUA; SU ALMACENAJE, USO Y FORMA DE LLEVARLA A DONDE ES NECESARIA. ADEMAS PARA LA GENERACION DE ESPUMA.

•CUANDO CONOCEMOS Y APLICAMOS LA HIDRAULICA MEJORAMOS EL USO Y APLICACIÓN DEL RECURSO AGUA, CON LO CUAL CONTRIBUIMOS A REDUCIR COSTOS Y EVITAR DESPERDICIOS.

INTRODUCCION


4Mauro Balarezo

LAS SITUACIONES EN LAS QUE ESTA INVOLUCRADA LA HIDRAULICA SON:

• DURACIÓN DEL AGUA• RELACION MOTOR – BOMBA.• TIPOS DE BOMBAS.• SISTEMAS PRESURIZADOS (ROCIADORES)• PERDIDA POR FRICCION.• ALCANCE DE CHORROS.• PRESION DE SALIDA EN LA BOMBA.• ALTURA Y PERDIDA DE PRESION.• FORMACION DE ESPUMAS• DOSIFICACION DE ESPUMAS.

INTRODUCCION

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5Mauro Balarezo

LA HIDRAULICA ES UNA

CIENCIA QUE ESTUDIA EL

COMPORTAMIENTO DE LOS

LIQUIDOS Y ESPECIALMENTE

EL AGUA EN MOVIMIENTO O

EN REPOSO

CONCEPTO


6Mauro Balarezo

1.- REPASO DE ALGEBRA.

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7Mauro Balarezo

ALGEBRA

ARITMETICA BASICACOEFICIENTES CON IGUAL SIGNO, SE SUMAN Y EL

RESULTADO CONSERVA EL SIGNO:

ab2 + ab2 + 7ab2 + 9ab2 + 21ab2 = (1+1+7+9+21)ab2

ab2 + ab2 + 7ab2 + 9ab2 + 21ab2 = +39 ab2

COEFICIENTES CON SIGNO DIFERENTE, SE RESTAN Y EL

RESULTADO CONSERVA EL SIGNO DEL MAS ALTO:

ab2 + ab2 - 7ab2 + 9ab2 - 21ab2 = (1+1-7+9-21)ab2

(11 – 28) ab2 = - 17 ab2


8Mauro Balarezo

ALGEBRA

ARITMETICA BASICAEL PRODUCTO DE DOS NUMEROS SE HALLA MULTIPLICANDO SUS VALORES ABSOLUTOS, SI LOS SIGNOS SON IGUALES EL RESULTADO SERA POSITIVO:

7 x 23 = (+7) x (+23) = + 161

-32 x -54 = (-32) x (-54) = + 1.728

EL PRODUCTO DE DOS NUMEROS SE HALLA MULTIPLICANDO SUS VALORES ABSOLUTOS, SI LOS SIGNOS SON SIFERENTES EL RESULTADO SERA NEGATIVO:

7 x -23 = (+7) x (-23) = - 161

32 x -54 = (+32) x (-54) = - 1.728

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9Mauro Balarezo

ALGEBRA

ARITMETICA BASICAEL COCIENTE DE DOS NUMEROS SE HALLA DIVIDIENDO SUS VALORES ABSOLUTOS, SI LOS SIGNOS SON IGUALES EL RESULTADO SERA POSITIVO:

17 ÷ 23 = (+17) ÷ (+23) = + 0,74

-132 ÷ -54 = (-132) ÷ (-54) = + 2,4444

EL COCIENTE DE DOS NUMEROS SE HALLA DIVIDIENDO SUS VALORES ABSOLUTOS, SI LOS SIGNOS SON SIFERENTES EL RESULTADO SERA NEGATIVO:

17 x -23 = (+17) x (-23) = - 0,74

132 x -54 = (+132) x (-54) = - 2,4444


10Mauro Balarezo

ALGEBRA

LAS MULTIPLICACIONESPARA MULTIPLICAR POR POTENCIAS DE 10 (10, 100, 1.000, 10.000….) SOLO DEBEN AGREGARSE TANTOS CEROS COMO LO INDIQUE LA POTENCIA DEL 10 A LA DERECHA DEL NUMERO A MULTIPLICAR:

34 x 10 = 34034 x 100 = 3.400

34 x 1.000 = 34.000

CUANDO LA POTENCIA DE 10 ES NEGATIVA (0,1; 0,01; 0,001: 0,0001…..) SE COLOCA UNA COMA A LA IZQUIERDA DEL NUMERO A MULTIPLICAR, TANTAS VECES COMO SEA LA POTENCIA NEGATIVA:

76 x 0,1 = 7,676 x 0,01 = 0,76

76 x 0,001 = 0,076

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11Mauro Balarezo

ALGEBRA

LAS MULTIPLICACIONESCUANDO SE ULTIPLICAN DOS NUMEROS EL RESULTADO DEBE TENER POR LO MENOS LA MISMA CANTIDAD DE CIFRAS QUE EL NUMERO MAS GRANDE:

12 x 3 = 36 (DOS CIFRAS)93 x 3 = 279 (TRES CIFRAS)

AL MULTIPLICAR DOS NUMEROS LA ULTIMA CIFRA DEL RESULTADO DEBE COINCIDIR CON LA ULTIMA CIFRA DE MULTIPLICAR LAS UNIDADES:

12 x 3 = 36 (3 x 2 = 6)93 x 3 = 279 (3 x 3 = 9)

25 x 46 = 1.150 ( 5 x 6 = 30 ULTIMA CIFRA 0)


12Mauro Balarezo

ALGEBRA

LAS POTENCIAS DE 10LAS POTENCIAS DE 10 (0,1. 0,01. 0,001. 10, 100, 1.000, 10.000….) PUEDEN EXPRESARSE usando las expresiones de potencias de 10.Un exponente positivo indica que el numero debe multiplicarse por 10 las veces que lo indica el exponente.El exponente negativo señala las veces que hay que multiplicar por 0,1. Nombre Valor Nombre Valor

kilo 103 mili 10-3

mega 106 micro 10-6

giga 109 nano 10-9

tera 1012 pico 10-12

peta 1015 fempto 10-15

exa 1018 atto 10-18

zeta 1021 zecto 10-21

yota 1024 yocto 10-24

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13Mauro Balarezo

2.- PROPIEDADES DEL AGUA.


14Mauro Balarezo

EL AGUA

PROPIEDADES QUIMICASPeso Molecular 18

Capacidad de disolver Excelente

Oxidante Fuerte

En presencia de Sales Forma Hidratos

Hidratación Minerales anhidros

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15Mauro Balarezo

EL AGUA

PROPIEDADES FISICAS

Conductividad Térmica 0,98 W/m.ºK

Calor Especifico 4,169 Kj/kg.ºK

Capacidad Calorífica 1000 kcal/m3ºC

Calor de Vaporización 540 cal/g

Color, Olor y Sabor No tiene

Densidad 1 g/cm3

Capilaridad Moderada

Expansion en vapor 1:1700

Conductividad eléctrica 1 cal/g


16Mauro Balarezo

EL AGUA

PROPIEDADES FISICAS, Cambios de Estado

SustanciaPunto de

fusión (ºC)Calor latente fusión (kJ/kg)

Punto de ebullición (ºC)

Calor lat. vaporización

(kJ/kg)

Helio -268,9 21

Nitrógeno -209,9 25,5 -195,8 201

Alcohol etílico -114 104 78 854

Mercurio -39 11,8 357 272

Agua 0 333 100 2.255

Plata 96 88,3 2.193 2.335

Plomo 327 24,5 1.620 912

Oro 1.063 64,4 2.660 1.580

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17Mauro Balarezo

EL AGUA

PROPIEDADES FISICAS

SOLIDO GEL/LIQUIDO GAS / VAPOR


18Mauro Balarezo

EL AGUA

PROPIEDADES FISICAS, Cambios de Estado :Es la energía requerida por una sustancia para cambiar de estado, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). El calor que se aplica a una sustancia cuando no cambia de estado, aumenta la temperatura.Cuando calentamos hielo, va ascendiendo su temperatura hasta que llega a 0°C, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no cambia hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo.Una vez fundido el hielo la temperatura volverá a subir hasta llegar a 100°C; desde ese momento se mantendrá estable hasta que se evapore toda el agua.

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19Mauro Balarezo

EL AGUA

PROPIEDADES FISICASCUANTO CALOR PUEDO ENFRIAR por la

evaporación del agua de un camión Bomba de 4.500 lt ….??

Convertir 4.500 lt a m3:4.500 lt .0,001 m3/lt = 0,45 m3

0,45 m3 . 10.000 kg/ m3 = 4.500 kgCalor necesario para la evaporación:

2.255 kJ/kg . 4.500 kg = 10.147.500 kJ =2,63 107 kcal. = 1,04 108 BTU


20Mauro Balarezo

EL AGUA

PROPIEDADES FISICAS

MaterialCalor específico Densidad

Capacidad calorífica

kcal/kg ºC kg/m³ kcal/kg ºC

Agua 1 1000 1000Acero 0,12 7850 950

Ladrillo 0,20 2000 400

Madera de pino 0,6 640 384

Hormigón 0,16 2300 350

Mortero de yeso 0,2 1440 288

Poliestireno expandido

0,4 25 10

Poliuretano expandido

0,38 24 9

Fibra de vidrio 0,19 15 2,8

Aire 0,24 1,2 0,29

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21Mauro Balarezo

ALGUNAS PROPIEDADESCUANTO CALOR PUEDE ABSORVER el agua

del camión Bomba de 4.500 lt….???

Convertimos los litros a m3 y a kg:4.500 lt .0,0001 = 0,45 m3 = 4.500 kg

Calculamos diferencia entre Temperatura de evaporación del agua y la temperatura ambiente:

∆T = 100 ºC – 35 ºC = 65 ºCAplicamos la formula Q = m. ∆T. C

Q = Calor (calorias)m = moles

C = Capacidad Calorífica

EL AGUA


22Mauro Balarezo

ALGUNAS PROPIEDADESCUANTO CALOR PUEDE ABSORVER el agua

del camión Bomba de 4.500 lt….???Calculamos m (en moles):

4.500 kg/ 18 = 250 molesCalculamos Q:

Q = m. ∆T. CQ = 4.500 kg . 65 ºC . 1.000 kcal/kg ºCQ = 2.925.000.000 kcal = 1,1 1010 BTU

CALOR TOTAL DE ENFRIAMIENTO Y VAPORIZACION:QT = 2,63 108 kcal + 2.925.000.000 kcal

QT = 5,55 108 kcal = 22 108 BTU

EL AGUA

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23Mauro Balarezo

ALGUNAS PROPIEDADESVapor de Agua a 100 ºC 1 lt = 1kg

Peso Molecular PM 18

Temperatura (100 ºC) 373ºK

LEY DE LOS GASES IDEALESPV = nRT

P = Presión atm.V = Volumen L

n = Nº de moles (gr/PM)R =0,0820562 atm L mol-1 K-1

T = Temperatura ºK

EL AGUA


24Mauro Balarezo

ALGUNAS PROPIEDADES

Vapor de Agua a 100 ºC 1 lt = 1kg = 1.709,79 L

LEY DE LOS GASES IDEALES

PV = nRTV = nRT/P

V = ((1.000/18)moles.0,0821 atm L mol-1 K-1 .373ºK)/1 atm

V = (55,56 moles. 0,0821 atm L mol-1 K-1 .373ºK)/1 atm

V = 1.709,79 LVapor de Agua a 400 ºC 1 lt = 1kg = 3084,96 lt

4.500 lt = 4.500 kg = 13.882.320 lt

EL AGUA

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25Mauro Balarezo

EL AGUA

ALGUNAS PROPIEDADES (RESUMEN)

CON EL AGUA DE UN CAMION DE

BOMBEROS DE 4.500 lt PODEMOS:

ABSORBER O ENFRIAR 5,55 108 kcal =

2,2 109 BTU.

GENERAR 13.882.320 LITROS DE VAPOR

DE AGUA.

EL AGUA


26Mauro Balarezo

3.- VARIABLES USADAS.

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27Mauro Balarezo

EL VOLUMENES LA CAPACIDAD QUE TIENE UN

RECIPIENTE PARA CONTENER LIQUIDOS

(AGUA, AGENTE ESPUMANTE), YA SEA EN

REPOSO, COMO TANQUES DE CAMIONES

BOMBA O CISTERNAS, O EN MOVIMIENTO

CUANDO FLUYE POR LAS MANGUERAS

CONTRA INCENDIO.

VARIABLES


28Mauro Balarezo

EL VOLUMEN

SE EXPRESA EN LITROS, METROS CUBICOS, GALONES, BARRILES.

SE CALCULAN USANDO ECUACIONES:

CILINDROS = л.r2. h

TANQUES RECTANGULARES, ORTOEDROS;

a x b x c

VARIABLES

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29Mauro Balarezo

EL VOLUMENCUAL ES EL VOLUMEN DE AGUA DENTRO DE UN PAÑO DE MANGUERA?

VOLUMEN = л.r2. h

r = ?

h = ?

VARIABLES


30Mauro Balarezo

EL VOLUMENCUAL ES EL VOLUMEN DE AGUA DENTRO DE UN PAÑO DE MANGUERA?

VOLUMEN = л.r2.h

Paño de 1 ½´ diámetro de 3,8 cm, r = 1,91 cm

Paño de 2 ½ ´ diámetro de 6,35 cm r = 3,18 cm

Longitud de cada paño de manguera: 15 mt.

V 1 1/2= 3,1416 . (1,91)2 cm. 1.500 cm

V 1 1/2 = 17.191,31 cm3

V 1 1/2 = 17, 19 litros

VARIABLES

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31Mauro Balarezo

EL VOLUMEN1. Cual es la capacidad de un paño de 2 ½ "?

2. Cuanta agua necesitamos para un tendido de dos (2) líneas:

• 3 paños de 2 ½ " y 2 paños de 1 ½ "

• 2 paños de 2 ½ " y 4 paños de 1 ½ "

VARIABLES


32Mauro Balarezo

LA PRESION

ES UNA FUERZA QUE SE EJERCE CONTRA

UN CUERPO O MATERIA QUE SE OPONE A

ELLA, O TAMBIEN ES UN EMPUJE

DISTRIBUIDO SOBRE UNA SUPERFICIE.

TIENDE A COMPRIMIR UN CUERPO

CUANDO SE LE APLICA:

P = FUERZA / SUPERFICIE

VARIABLESHIDRAULICA PARA

BOMBEROS

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33Mauro Balarezo

LA PRESIONES LA FUERZA QUE SE APLICA SOBRE UNA

SUPERFICIE, EN HIDRAULICA ES LA FUERZA

QUE EJERCE UN FLUIDO:

• SOBRE LAS SUPERFICIES DONDE CHOCA.

• EN UN TANQUE SOBRE LAS PAREDES Y EL

FONDO.

• EN LAS MANGUERAS SOBRE EL MATERIAL

QUE CONSTITUYEN LA MANGUERA

• A LA SALIDA DEL PITON.

VARIABLES


34Mauro Balarezo

1 Kg/cm2 Equivale a

0,98067 bar (* 1)

0,9678 atm (* 1)

100 kPa

10 mca

6,98 psi (* 7)

736 mm de Hg

1 atm Equivale a

1,0132 bar (* 1)

1,0332 kp/cm2(* 1)

100 kPa

10,33 mca (* 10)

760 mm de Hg

Entre paréntesis valor que es usado habitualmente

1 bar Equivale a

0,9869 atm (* 1)

1,0197 kp/cm2(* 1)

100 kPa

10,19 mca (* 10)

750,06 mm de Hg

*Entre paréntesis valor que es usado habitualmente

VARIABLES

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35Mauro Balarezo

LA PRESION

EJERCICIO:

SI LA FUERZA QUE SE APLICA SOBRE UN

PITON DE 10 PULGADAS CUADRADAS (0,01

m2) ES DE 1250 LIBRAS (5560,28 N), CUAL ES

EL VALOR DE LA PRESION?

VARIABLES


36Mauro Balarezo

LA PRESION

SOLUCION:

PRESION = FUERZA (F) / SUPERFICIE (S)

P= ?

F= 1250 LIBRAS, lb (5560,28 N)

S= 10 PULGADAS CUADRADAS, sq.in. (0,01 m2)

P= 1250 lb / 10 sq. in.

P= 125 lb/sq. In. = 125 PSI

VARIABLES

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37Mauro Balarezo

LA PRESION (TIPOS)1. Presión Atmosférica. 2. Presión Manométrica (Principio de

Pascal) 3. Presión de Vacío 4. Presión Absoluta 5. Medición de Presiones

VARIABLES


38Mauro Balarezo

LA PRESIONSE EXPRESA EN LIBRAS POR PULGADA CUADRADA, BAR, ATMOSFERAS, PASCAL.SE CALCULA DIVIDIENDO LA FUERZA EJERCIDA SOBRE LA SUPERFICIE DONDE SE EJERCE

P= FUERZA / SUPERFICIE

VARIABLES

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39Mauro Balarezo

EL FLUJO O CAUDAL

CANTIDAD DE AGUA O DE OTRO LIQUIDO

QUE SALE POR UN ORIFICIO EN UNA

UNIDAD DE TIEMPO.

EN CONTROL DE INCENDIOS, ES LA

CANTIDAD DE AGUA QUE SALE POR LA

BOMBA Y LA CANTIDAD QUE SALE POR EL

PITON EN UNA UNIDAD DE TIEMPO.

VARIABLES


40Mauro Balarezo

VARIABLES

EL FLUJO O CAUDAL

EXPRESADO EN GALONES POR MINUTO

(GPM) O LITROS POR MINUTO (LTM).

SE CALCULA DVIDIENDO EL VOLUMEN DE

AGUA QUE SALE POR UNIDAD DE TIEMPO

CAUDAL = VOLUMEN / TIEMPO

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41Mauro Balarezo

MEDIDAS DEL CAUDALTUBO PITOT

Es un instrumento para la medir la presión en

caudales de agua u otros fluidos.

VARIABLES


42Mauro Balarezo

VARIABLES

MEDIDAS DEL CAUDALEFECTO VENTURI: Consiste en que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona de sección menor. Si en este punto del conducto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiración del fluido contenido en este segundo conducto.

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43Mauro Balarezo

MEDIDAS DEL CAUDALEFECTO VENTURIAPLICACIONES:

VARIABLES

Manguera EDUCTOR Manguera

Agua Agua/AgenteEspumante

Succión

AgenteEspumante


44Mauro Balarezo

VARIABLES

EL FLUJO O CAUDAL

1. En cuanto tiempo se descarga un camión

de bomberos con capacidad de 5.000 lt. de

agua si la descarga de la bomba es de 500

GPM. (1 gal. = 3,78 lt.)

2. Cual debe ser el caudal de descarga de la

bomba para que el agua del tanque dure 9

minutos.

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45Mauro Balarezo

VARIABLES

EXISTEN DOS TIPOS DE FLUJOS :FLUJO LAMINAR: Es aquel en que sus partículas se deslizan unas sobre otras en forma de láminas formando un perfil de velocidades simétrico y en forma de parábola.


46Mauro Balarezo

VARIABLES

EXISTEN DOS TIPOS DE FLUJOS :FLUJO TURBULENTO: Es aquel cuyas partículas se deslizan en forma desordenada.

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47Mauro Balarezo

4.- PRINCIPIOS DE HIDRAULICA.


48Mauro Balarezo

El principio de Arquímedes es un

principio físico que afirma que “un

cuerpo total o parcialmente sumergido

en un fluido estático, será empujado

con una fuerza vertical ascendente

igual al peso del volumen de fluido

desplazado por dicho cuerpo”.

PRINCIPIOS DE HIDRAULICA

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49Mauro Balarezo



50Mauro Balarezo

PASCAL

“Un cambio de presión aplicado a un

fluido en reposo dentro de un recipiente

se transmite sin alteración a través de

todo el fluido. Es igual en todas las

direcciones y actúa mediante fuerzas

perpendiculares a las paredes que lo

contienen”.


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51Mauro Balarezo

PASCAL

LA PRESIÓN ES UNA

FUERZA QUE EJERCE EL

AGUA (U OTRO FLUIDO) EN

FORMA PERPENDICULAR A

LA SUPERFICIE QUE LA

CONTIENE.



52Mauro Balarezo

LA PRESIÓN DEL AGUA (U OTRO FLUIDO) EN CUALQUIER PUNTO TIENE EL MISMO VALOR EN TODAS DIRECCIONES.


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53Mauro Balarezo

LA PRESIÓN EJERCIDA

SOBRE EL AGUA (U OTRO

FLUIDO) CONTENIDA EN

UN RECIPIENTE SE

TRANSMITE EN FORMA

CONSTANTE EN TODAS

DIRECCIONES.



54Mauro Balarezo

VASOS COMUNICANTES

Si se tienen dos recipientes comunicados

y se vierte un líquido en uno de ellos en

éste se distribuirá entre ambos de tal

modo que, independientemente de sus

capacidades, el nivel de líquido en uno y

otro recipiente sea el mismo.

Es consecuencia del Principio de Pascal.


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55Mauro Balarezo

VASOS COMUNICANTESSi tenemos que p = f / S y según el principio de

Pascal, p' = f '/ S‘, y dado que p y p´ son iguales,

tenemos que

p = p'; f / S = f' / S'

de donde se deduce que la presión f´ desarrollada en

otro lugar del líquido, depende de la superficie S´.

Siendo directamente proporcional a ella.

La presión ejercida en el vaso de la izquierda se

multiplica por cuatro en el vaso de la derecha.



56Mauro Balarezo

VASOS COMUNICANTES


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57Mauro Balarezo

VASOS COMUNICANTESEjemplos



58Mauro Balarezo

El principio de Bernoulli, describe el

comportamiento de un fluido

moviéndose a lo largo de una línea.

Fue expuesto por Daniel Bernoulli en

su obra Hidrodinámica (1738)


APLICA AL MOVIMIENTO DEL AGUA

POR LAS MANGUERAS

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59Mauro Balarezo

En un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:• Cinético: es la energía debida a la velocidad que

posea el fluido.• Potencial gravitacional: es la energía debido a la

altitud que un fluido posea.• Energía de flujo: es la energía que un fluido

contiene debido a la presión que posee.



60Mauro Balarezo

LA PRESIÓN DEL AGUA (U OTRO

FLUIDO) SOBRE EL FONDO DE UN

RECIPIENTE ES PROPORCIONAL A

SU ALTURA.

4,34 psi

3 mt

43,4 psi

30 mt

434 psi

300 mt


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61Mauro Balarezo

LA PRESIÓN DEL AGUA en la línea de mangueras hasta un tercer piso? Si cada piso tiene una altura de 3 mt..

4,34 psi

3 mt

43,4 psi

30 mt



62Mauro Balarezo


CUANDO EN UN FLUIDO HAY UN AUMENTO DE PRESION, ESTE AUMENTO SE SIENTE EN CUALQUIER PUNTO DEL RESTO DEL FLUIOD

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63Mauro Balarezo

LA PRESIÓN DEL FLUIDO SOBRE EL

FONDO DE UN RECIPIENTE ES

PROPORCIONAL Y DEPENDE DE SU

DENSIDAD.

Mercurio Formol



64Mauro Balarezo

LA PRESIÓN DEL AGUA (U OTRO FLUIDO)

SOBRE EL FONDO DE UN RECIPIENTE NO

DEPENDE DE LA FROMA DEL RECIPIENTE,

SINO DE LA ZONA DE PRESION.


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65Mauro Balarezo

5.- PERDIDA DE CARGA.


66Mauro Balarezo

PERDIDADE PRESION

LAS PERDIDAS DE CARGA MAS IMPORTANTES SON:

1. POR FRICCION2. POR ELEVACION3. POR EL SISTEMA Y SUS

COMPONENTES

PP = PF ± PE + PS

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67Mauro Balarezo

PERDIDA PORFRICCION

PERDIDA POR FRICCION (PF):

La perdida de carga a lo largo de una línea de

mangueras como consecuencia de la disipación de

energía por efecto del roce entre las laminas de

liquido y sobre todo entre este y las paredes de los

paños de mangueras.EN MANGUERAS FORRADAS CON GOMAES LA RESISTENCIA QUE SE OPONE AL PASO DEL AGUA POR FRICCION CON LA SUPERFICIE INTERNA DE LOS PAÑOS DE MANGUERA.


68Mauro Balarezo

• Depende:

– Viscosidad de Agua.

– Paredes de los paños de manguera.

– Homogeneidad del conducto

– Velocidad de circulación del agua.

PERDIDA PORFRICCION

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69Mauro Balarezo

PERDIDA PORFRICCION

PERDIDA POR FRICCION

Depende de la longitud de la línea de mangueras

PF = C·Q²·L

Donde:C = ConstanteQ = Caudal en Gal/minL =Longitud en metros

Valores de la Constante C:1 ½ " – 0,0061072 ½ " – 0,007883 " – 0,031524 " – 0, 4728


70Mauro Balarezo

1 1/2

2 1/2

PERDIDA PORFRICCION

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71Mauro Balarezo

PERDIDA PORFRICCION

PSI POR 30 M DE MANGUERASCAUDAL GAL./MIN CAUDAL L/MIN 1 ½” 2 ½ “

40 151,42 3,10 0,2645 170,34 3,83 0,3250 189,27 4,68 0,3960 227,12 6,55 0,5470 264,98 8,75 0,7280 302,83 11,25 0,9390 340,69 13,90 1,15100 378,54 16,75 1,39125 473,18 25,30 2,10150 567,81 36,05 3,49175 662,45 47,25 3,92200 757,08 61,00 5,05225 851,72 6,25250 946,35 7,60275 1.040,99 9,05300 1.135,62 10,60325 1.230,26 12,30350 1.324,89 14,10375 1.419,53 16,05400 1.514,16 18,10450 1.703,44 22,45500 1.892,71 27,25600 2.271,25 38,25700 2.649,79 51,00800 3.028,33 65,50


72Mauro Balarezo

• Si tenemos una línea de mangueras con 60 m de 2 ½”, 120 m de 1 ½”. Por la que circula un caudal de 150 l/min y la diferencia de altura de la bomba al Pitón es de 30 m. Vamos a calcular cual sería la presión en la bomba (PB) para tener en el Pitón (PL) 65 libras (psi).

60m de 2 ½”

120 m de 1 ½”

30

PL= 65 libras (psi)

PB=?

PERDIDA PORFRICCION

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73Mauro Balarezo

6.- PERDIDA POR ELEVACION.


74Mauro Balarezo

PERDIDA POR ELEVACION (PE)EN MANGUERAS FORRADAS CON GOMA

4 PSI por cada 3 MT. de diferenciaY el descenso?

SE SUMA CUANDO EL PITONERO ESTA POR ENCIMA DEL NIVEL DEL CAMION BOMBA

SE RESTA CUANDO EL PITONERO ESTA POR DEAJO DEL NIVEL DEL CAMION BOMBA

PERDIDA PORELEVACION

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75Mauro Balarezo

PERDIDA POR ELEVACION (PE)

PERDIDA PORELEVACION

Elevación en mPerdida por

Elevación (PSI)0 03 46 99 1312 1715 2230 4361 87


76Mauro Balarezo

7.- PERDIDA POR EL SISTEMA.

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77Mauro Balarezo

PERDIDA POR EL SISTEMA (PS)

CORRESPONDE A PERDIDA ACUMULADA DE CARGA EN

• LAS BOMBAS,• PLIEGUES DE PAÑOS DE MANGUERA,

BIFURCADORAS, • ACCESORIOS, • DOBLECES Y TURBULENCIAS• REDUCCIONES.

PERDIDA PORSISTEMA


78Mauro Balarezo

PERDIDA POR EL SISTEMA (PS)

PERDIDA PORSISTEMA

ACCESORIOSMEDIDAS

1-1/2" 2-1/2"90°Codo estandard 4 6.2

90°Codo largo 2.7 5.1

45°Codo estandard 2.1 3.3

45°Codo largo 3.5 5.4Square Elbow 7.6 11.7

“T” 2.7 5.1

“T” larga 8.1 14.3

Valvula de compuerta 1.7 2.7

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79Mauro Balarezo

PRESION EN LA BOMBA (PB)

AJUSTA LA PRESION EN LA BOMBA PARA QUE LA PRESION DE SALIDA EN EL PITON SEA LA DESEADA.

PB = PP + PF ± PE + PSPP = PRESION EN LA SALIDA DEL PITONPF = PERDIDA POR FRICCIONPE = PRESION DE ELEVACION (ALTURA)PS = PERDIDA POR EL SISTEMA

(CONEXIONES, BIFURCADORES, ETC.)

PERDIDA


80Mauro Balarezo



PB = PP + PF ± PE + PSCuanto debe ser la presión en la bomba para que el pitonero tenga 80 psi, en una línea de 3 paños de mangueras de 1 1/2 “ y a una altura de 5 mt. Y con un caudal de 100 gal/min

PERDIDA

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81Mauro Balarezo

PRESION EN LA BOMBA (PB)AJUSTA LA PRESION EN LA BOMBA PARA QUE LA PRESION DE SALIDA EN EL PITON SEA LA DESEADA.

PB = PP + PF ± PE + PSCuanto debe ser la presión en la bomba para que el pitonero tenga 80 psi, en una línea de 3 paños de mangueras de 1 1/2 “ y a una altura de 5 mt.K = h.2.g/V2 = (5 mt.2. 9,78 mt/seg2) / 1002 mt2/seg2 = 97,8/ 10.000K= 0,00978

PS = Nº Conexiones . PS = 8 . 0,00981 = 0,0784

PERDIDA


82Mauro Balarezo

PRESION EN LA BOMBA (PB)AJUSTA LA PRESION EN LA BOMBA PARA QUE LA PRESION DE SALIDA EN EL PITON SEA LA DESEADA.

PB = 111,6781 psiCuanto debe ser la presión en la bomba para que el pitonero tenga 80 psi, en una línea de 3 paños de mangueras de 1 1/2 “ y a una altura de 5 mt.

PF = 25 psiPE = 6,6 psi

PS = 0,0781 psiPP = 80 psi

PERDIDA

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83Mauro Balarezo



PB = PP + PF ± PE + PSSi la Presión de Salida en la Bomba es de 130 libras y un caudal de 90 gal/min, cual será la Presión en el Pitón si la línea de mangueras es de 2 paños de 2 ½” y luego 3 paños de 1 ½”, el foco del incendio esta en un sótano de 7 metros de profundidad.

PERDIDA


84Mauro Balarezo

HOJAS DE CALCULO EN EXCELPARA DESARROLLAR LAS

APLIACCIONES HIDRAULICAS SENCILLAS Y SIMPLES:

1. DURACION DEL AGUA.2. RELACION DE EFECTIVIDAD.3. PERDIDAS DE CARGA

CALCULOS

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85Mauro Balarezo

8.- BOMBAS.


86Mauro Balarezo

BOMBAS

UNA BOMBA ES UNA MÁQUINA HIDRÁULICA GENERADORA QUE TRANSFORMA LA ENERGÍA (GENERALMENTE ENERGÍA MECÁNICA) CON LA QUE ES ACCIONADA EN ENERGÍA HIDRÁULICA DEL FLUIDO INCOMPRESIBLE QUE MUEVE HASTA OTRO LUGAR.EL FLUIDO INCOMPRESIBLE PUEDE SER LÍQUIDO (AGUA) O UNA MEZCLA DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS COMO PUEDE SER DE CONCRETO O PASTA DE PAPEL O PULPAS.

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87Mauro Balarezo

BOMBAS

NORMAS VENEZOLANA

• 2453-1993 BOMBAS CENTRIFUGAS PARA USO EN SISTEMAS DE EXTINCION DE INCENDIOS.

• 1331:2001 (3ra Revisión) EXTINCIÓN DE INCENDIOS EN EDIFICACIONES. SISTEMA FIJO DE EXTINCIÓN CON AGUA CON MEDIO DE IMPULSIÓN PROPIO.


88Mauro Balarezo

BOMBAS

Tipos de bombasSegún el principio de funcionamiento:

1. desplazamiento positivo o volumétricas.

2. de émbolo alternativo.3. volumétricas rotativas o

rotoestáticas.Bombas rotodinámicas:1. Radiales o centrífugas.2. Axiales,3. Diagonales o helicocentrífugas

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89Mauro Balarezo

BOMBA DEENGRANAJES


90Mauro Balarezo

BOMBAS

El golpe de ariete:Es el principal causante de averías en líneas de mangueras e instalaciones hidráulicas.Se origina debido a que el agua es ligeramente elástica. En consecuencia, cuando se cierra bruscamente un pitón o una válvula en una línea de mangueras, el agua que se han detenido son empujadas por la que viene inmediatamente detrás y que siguen aún en movimiento y tienen una energía.

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91Mauro Balarezo

BOMBACENTRIFUGA


92Mauro Balarezo

BOMBAS

CAVITACIÓNEN LAS BOMBAS CENTRIFUGAS, EL TERMINO CAVITACION IMPLICA UN PROCESO DE FORMACION DE BURBUJAS (DE AIRE) DENTRO DEL AGUA, A MEDIDA QUE EL LIQUIDO FLUYE A TRAVES DE LA BOMBA.LAS BURBUJAS SE FORMAN DEBIDO A LA VAPORIZACION DEL LIQUIDO BOMBEADO. LAS BURBUJAS DE GAS SE FORMAN O POR LA PRESENCIA DE GASES DISUELTOS EN EL LIQUIDO BOMBEADO (GENERALMENTE AIRE PERO PUEDE SER CUALQUIER GAS PRESENTE EN EL SISTEMA).

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93Mauro Balarezo

BOMBA DEDIAFRAGMA


94Mauro Balarezo

BOMBAAXIAL

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95Mauro Balarezo

10.- ROCIADORES, INUNDACION, DILUVIO Y ESPUMA.

HIDRAULICA PARABOMBEROS


96Mauro Balarezo

BOMBAS MOVILES:

CARROS BOMBA.

MOTOBOMBAS

BOMBAS FIJAS:

SISTEMAS HUMEDOS

ROCIADORES

SISTEMAS MARINOS

SISTEMAS

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97Mauro Balarezo

CARROS BOMBA.

SISTEMAS


98Mauro Balarezo

MOTOBOMBAS

SISTEMAS

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99Mauro Balarezo

SISTEMAS HUMEDOS

SISTEMAS


100Mauro Balarezo

ROCIADORES

SISTEMAS

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101Mauro Balarezo

SISTEMAS MARINOS

SISTEMAS


102Mauro Balarezo

ESPUMA

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103Mauro Balarezo

ESPUMA


104Mauro Balarezo

UNA FORMA DE LA MATERIA EN LA QUE UN

GAS, A MENUDO AIRE, ES DISPERSADO EN

UNA AGLOMERACIÓN DE BURBUJAS QUE

ESTÁN SEPARADAS UNAS DE OTRAS POR

PELÍCULAS DE UN LÍQUIDO QUE CONTIENE

AGUA MEZCLADA CON CIERTOS

ELEMENTOS CONOCIDOS COMO

SURFACTANTES (ES DECIR, AGENTES

ACTIVOS DE SUPERFICIE).

ESPUMA

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105Mauro Balarezo

Una burbuja consiste de cuatro partes :

- Aire dentro de la burbuja

- Una capa de moléculas del agente

espumante.

- Una capa de agua

- Una capa de moléculas del agente

espumante.

Las dos capas de agente espumante permiten

a la burbuja expandirse lo suficiente y la capa

de agua ayuda a mantener unida la burbuja.

ESPUMA


106Mauro Balarezo

Son siempre redondas, las puedes fusionar,

manipular, congelar

Adquieren esta estructura por que la esfera es

la forma con menos superficie, y de esta

forma poder ahorrar espacio.

Las encargadas de mantener la estructura son

la tensión superficial, y la fuerza de cohesión

propias de los liquidos. La tensión superficial

es la fuerza ejercida en la superficia del

líquido

ESPUMA

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107Mauro Balarezo

EDUCTOR DE ESPUMAFORMACION DE LA ESPUMA

AGITA-CIÓN AIRE

AGUA

AGENTEESP.

ESPUMA


108Mauro Balarezo

EDUCTOR DE ESPUMAPRINCIPIO DEL VENTURI

Manguera EDUCTOR Manguera

Agua Agua/AgenteEspumante

Succión

AgenteEspumante

EFECTOVENTURI

ESPUMA

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109Mauro Balarezo

APLICACIÓN Y EJEMPLO

PODEMOS DETERMINAR EN LINEAS GENERALES CUANTO TIMEPO EN MINUTOS DURARA EL AGUA DEL CAMION BOMBA, DE ACUEDO AL CAUDALL DE SALIDA, LAS LINEAS DE MANGUERAS Y LA SALIDA EN LOS PITONES.ASI MISMO, CUANTOS CAMIONES CISTERNA NECESITAREMOS PARA CONTROLAR UN INCENDIO QUE PUEDE DURAR UN TIEMPO DETERMINADO

ESPUMA


110Mauro Balarezo

11.- BIBLIOGRAFIA.

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111Mauro Balarezo

1. http://www.sishica.com/sishica/download/Manual.pdf2. http://www.houstontx.gov/fire/firefighterinfo/ce/2000/June/June00CE.ht

m3. http://avdiaz.files.wordpress.com/2008/10/tipos-de-bombas.pdf4. http://www.mch.cl/documentos/pdf/cavita.pdf5. http://www.bomba18.cl/manuales1/Maquinistas18.pdf6. http://www.santafe-conicet.gov.ar/servicios/comunica/espuma.htm7. http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20081212171344A

A9aSPq8. http://neuramina.blogspot.com/


112Mauro Balarezo

Hidráulica básica para Bomberos

Education

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