PRINCIPIOS QUE DEBEMOS TENER EL CUENTA PARA EL DISEÑO DE NUESTROS FILTROS DE ESTANQUE. PASO DE LOS CAUDALES DE AGUA
Los conocimientos básicos del manejo de los flujos de agua son fundamentales en el estanque. Conviene tener en cuenta diferentes aspectos:
El caudal de una bomba depende en grandísima medida de dos factores:
1.- De la altura a la que subimos el agua, a mayor altura menor caudal. En las especificaciones de la bomba aparece un gráfico en que se explica la reducción de caudal en función de la altura. En todos los casos este factor es muy importante de forma que si100_0028.JPG (251777 bytes) subimos el agua dos metros por encima del nivel inicial la reducción del caudal posible es elevadísima.
2.- De la pérdida de carga por la longitud y la sección interna de las tuberías de salida. Si una bomba tiene un diámetro de salida determinado es importante tener en cuenta que si la longitud de la tubería de salida es pequeña, menos de un metro no tiene importancia la pérdida de carga, si es mayor conviene aumentar el diámetro de la tubería, se nota muchísimo en el caudal.
También hay que tener en cuenta que con el tiempo se produce una obstrucción parcial del interior de la manguera por la acumulación de algas y de diversos residuos, esto tiene un efecto de reducción de la luz interna del tubo y de retención del agua que choca contra los residuos depositados en la pared interna.
Por tanto para aumentar el caudal de las bombas hay que poner un tubo de salida mas grueso que la salida que tiene, no elevando en exceso el nivel del agua de salida y también reduciendo la longitud del tubo manteniendo limpio el prefiltro. No es tan importante desmontar el rotor si no ha trabajado con agua muy sucia.
PRESIÓN DEL AGUA SOBRE LAS PAREDES Y EL FONDO
La presión del agua en un estanque o recipiente está en función de su altura, no de su cantidad, así en un recipiente con 1m de altura de agua, en la base la presión es igual al peso de la columna de agua que tiene encima, es decir 100 gramos por centímetro cuadr100_0025.JPG (222691 bytes)ado. Esa presión es poca, por ello si se quiere hacer un depósito para un filtro de obra el grosor de las paredes puede ser de medio pié.
SIFONES DE PASO DE AGUA
Los sifones son tubos llenos de agua que funcionan por vasos comunicantes pasando por ellos el agua hasta que se igualan los niveles a ambos lados. Se pueden hacer por debajo y por arriba; hay que tener en cuenta quea, hay que tener en cuenta uqe que se reduce la efectividad.p debajo y por arriba, hay que tener en cuenta que hay que sobredimensionar el diámetro ya que frecuentemente es un lugar de decantación de residuos y se tapona o reduce notablemente la luz interna del tubo. Conviene poner mas sifones de los que hacen falta para que no falte agua. En los filtros que venden el paso de agua de un depósito a otro en las cámaras del filtro es de una quinta parte de la sección o sea grandísimo.
La zona agujereada o hueca de los depósitos del filtro debe estar por lo menos a 20 cm del fondo, la efectividad de la altura como máximo de 50 cm o sea en total las cámaras deben tener de altura máxima 70 cm o algo mas si se sobredimensionan pero para el filtro biológico solo tiene efectividad en 50 cm excepto si le ponemos oxigenación.
El tamaño total del filtro debe ser un 10% del tamaño del estanque.
Cuando un fluido circula por una tubería horizontal, de sección constante, pierde energía debido al rozamiento con las paredes internas de la tubería y de la longitud del tubo. Si las paredes son rugosas y el tubo largo se incrementa la pérdida de carga y como consecuencia el caudal de paso. La energía se disipa en forma de calor por efecto del rozamiento.
El cálculo del diámetro del tubo de paso de un recipiente a otro no es sencillo:
Torricelli expuso su teorema en 1640, antes que el de Bernuilli en el que se basa, dice que la velocidad con la que sale un líquido por un orificio practicado en la pared de una vasija es la misma que llevaría una piedra u otro objeto que cayera libremente desde el nivel libre del líquido, es decir la velocidad es igual a la raiz cuadrada de 2.g.h .
El caudal se calcula multiplicando la sección por la velocidad, por tanto el caudal teórico es la raiz cuadrada de 2.g.h por la sección interna del tubo.
Pero el caudal o gasto teórico no es igual que el gasto práctico, este se calcula multiplicando por 0,6 porque la vena líquida no conserva una sección constante sino que se contrae, los filetes de agua que salen son convergentes (convergen desde la masa de agua hasta el agujero).
Por tanto si tenemos un recipiente de 1m de altura de agua con un orificio en su fondo de 1 cm2 el agua que sale es de raiz cuadrada de 2 x 9,8m/s x 1m, aproximadamente 4,4 m/s de velocidad o lo que es lo mismo 440 cm/s . Esta velocidad por 0,6 para el gasto práctico y por 1 cm2 de la sección de orificio, en total 264 cm3/s, es decir 950 litros/hora. Si el tubo tiene una luz interna de 28 mm, por ejemplo la sección es de unos 6 cm2 y saldría un caudal de unos 5700 litros/hora, siempre sin considerar la pérdida de carga de la longitud y rugosidad del tubo sino considerando que hay un orificio en el recipiente, sin tubo.
Todo esto se considera si la diferencia de altura entre el nivel y la salida es así, si hay dos vasos comunicantes hay que considerar la diferencia entre los dos niveles.
Resumiendo, es muy importante sobredimensionar el tamaño de los tubos de salida de agua del estanque y de paso entre las diferentes cámaras del filtro para que la bomba no baje tanto el nivel de los filtros que termine trabajando en seco.