Blog de Fuentes Ornamentales

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Recomendaciones sobre el diseño de fuentes ornamentales. Parte 2/3

Publicado por en en Diseño de fuentes ornamentales
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Reanudamos nuestra sección de consejos o recomendaciones sobre el diseño de fuentes ornamentales y lo hacemos hablando sobre temas tan importantes como el almacenamiento del agua, las redes de suministro o las bombas de impulsión.

5.- Análisis del almacenamiento del agua. Cuando el proyecto artístico contemple uno o varios vasos o espejos de agua en la fuente ornamental, se sugiere dimensionarlos para almacenar, también, el volumen de agua extra requerida para el llenado de las tuberías y el funcionamiento de los chorros y cascadas que hubiere y evitar la construcción adicional de depósitos de compensación para garantizar el correcto funcionamiento de todos los elementos (boquillas, focos subacuáticos, grupos de bombeo, …etc)  y para impedir desbordamientos cuando la fuente ornamental esté detenida.Leer Más

Depósito de agua instalado en una fuente ornamental

  • ¿Garantizan los depósitos dispuestos en el proyecto de la fuente ornamental los niveles mínimos requeridos por las bombas de agua cuando la fuente está en funcionamiento máximo? La profundidad de agua en la toma o punto de entrada a las tuberías de aspiración de las bombas debe ser la recomendada en los manuales técnicos del fabricante de la bomba. Ello permite evitar que las tuberías de succión se queden parcialmente “vacías” o se produzcan remolinos que introduzcan aire en las bombas de agua y generen problemas de funcionamiento de las mismas y hasta la interrupción del bombeo. Como medida adicional, debe proteger esas zonas con algún tipo de rejilla semi sumergida para impedir el acceso sin control.
  • Por razones de seguridad, en particular, para evitar accidentes a los más pequeños, los estanques descubiertos deben tener profundidades reducidas.
  • Se debe prever el llenado automático de los depósitos para compensar el volumen de agua que se pierde por evaporación- de mayor importancia en fuentes ornamentales con espejo de agua- y por su salida como resultado del efecto de “aspersión” de las toberas- variable con su tipo- y el arrastre adicional inducido por el viento.

6.- Análisis de los componentes de las redes de suministro y drenaje:

  • Red de suministro de agua a los diferentes componentes o agrupaciones de los mismos en la fuente ornamental (composición de la red, trazado, distancias, diámetros, punto de toma del agua, etc).
  • ¿De qué dependen los diámetros de las distintas tuberías?. Las tuberías de aspiración de las bombas de agua deben tener un diámetro, como mínimo, igual a 1,5 a 2 veces el diámetro de entrada a las bombas. Es muy importante la instalación de una reducción excéntrica para unir la tubería de aspiración con la entrada a la bomba. Esto evitará la acumulación de aire en ese punto que reduciría el diámetro útil. Y siempre deben satisfacer que no produzcan pérdidas de carga (“energía”) que induzcan presiones negativas excesivas en el flujo que entra en las bombas para evitar la cavitación. Para profundizar en esta información crearemos nuevas entradas en el Blog que tratarán explícitamente sobre el uso de bombas de agua en las fuentes ornamentales.
  • El diámetro de las tuberías entre la salida de las bombas de agua y los puntos de entrega a los agrupamientos de boquillas se determina en base al criterio de velocidad económica. El valor de la velocidad económica suele aceptarse entre 1 y 1. 8 m/ s.
  • El diámetro de los tramos de tuberías que contienen las boquillas depende de la “escenografía” de los chorros de agua. Por ejemplo, si se desean chorros de agua que tengan la “misma” altura, el diámetro debe determinarse para que las pérdidas de carga por unidad de longitud de tubería sean un mínimo para que las presiones en la base de la boquillas sucesivas no se diferencia de manera importante. Por el contrario, si se desea que exista una disminución apreciable y “lineal” de las alturas en las boquillas, el diámetro se determina para que se produzca una pérdida de carga por unidad de longitud –pendiente de la rasante de energía- “igual” a la pendiente de la línea que “une” las alturas de los chorros de agua.
  • Drenaje de la fuente ornamental (composición de la red hidráulica, trazado, distancias, diámetro del colector, pendientes, punto de vertido etcétera).

7.-Análisis de las bombas de impulsión.

Varios tipos de bombas de agua

  • Elección de los tipos y requerimientos de las bombas de agua (cargas estáticas máxima y mínima, pérdidas de carga, puntos de operación, potencia de bombeo).
  • Lugar de ubicación de las bombas de agua (bomba sumergida, en pozo seco, ubicación y dimensiones del pozo seco, etcétera).
  • Instalación de los grupos de bombeo

En posteriores entradas del blog profundizaremos en todo lo relacionado con las bombas de agua en fuentes ornamentales.

8.- ¿Teme salpicaduras de agua? ¿Es compatible la ubicación de la fuente ornamental y sus dimensiones en planta con la altura máxima de los chorros de agua para que no se produzcan salpicaduras de agua? Una regla básica es que el efecto de salpicadura de un chorro se extiende, horizontalmente, en un radio igual, aproximadamente, a la altura del mismo a falta de viento.

Téngase en cuenta que, en ubicaciones en exteriores, el efecto del viento potencia las salpicaduras por lo que debiera preverse, en esos casos, la posibilidad de desconectar el circuito hidráulico de las toberas de los chorros de mayor altura y permitir que el resto de la fuente de agua permanezca en funcionamiento mediante el uso de anemómetro. De esta manera se evitarán accidentes por la circulación de vehículos, especialmente en aquellos casos que las fuentes ornamentales se ubican en rotondas, medianas, etc. de las vías de circulación.

En la siguiente entrada del blog continuaremos ofreciéndole detalles sobre las recomendaciones  a considerar en el diseño de una fuente ornamental. Entre otras cosas hablaremos sobre algunas consideraciones a tener en cuenta como los oleajes, el sonido del agua, el empleo de la iluminación en las fuentes ornamentales ... etc.

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Comentarios

  • Invitado
    jairo londoño Martes, 13 Agosto 2013

    muy buenas-mil gracias por sus actualizaciones ricas en contenido-espero contar con nuevas ideas para poner en practica mi proyecto-cordial saludo desde Bucaramanga-colombia

  • Invitado
    Juan Eusebio González fariñas Jueves, 15 Agosto 2013

    Saludos Jairo. No dudes en contactar por esta misma via si te fuera útil.
    Saludos,

    Juan

  • Invitado
    Francisco Arias Martes, 04 Marzo 2014

    Buenas tardes;

    Primero que todo quisiera agradecer por la información tan valiosa que usted pone a su disposición en este blog, y ademas quisiera hacerle una consulta técnica. En el punto 5 de este articulo, Análisis del almacenamiento del agua, en el último párrafo "Se debe prever el llenado automático de los depósitos para compensar el volumen de agua que se pierde por evaporación- de mayor importancia en fuentes ornamentales con espejo de agua- y por su salida como resultado del efecto de “aspersión” de las toberas- variable con su tipo- y el arrastre adicional inducido por el viento". Quiero saber si existe algún documento técnico o si se utiliza algún factor que me ayude a calcular el volumen de agua que se pierde en un sistema de fuentes con espejo de agua y 60 chorros tipo lanza de 3m. Muchas gracias por la atención.

  • Juan Eusebio González Fariñas
    Juan Eusebio González Fariñas Jueves, 06 Marzo 2014

    Buenos días Francisco:
    El volumen de agua evaporada se puede obtener, aproximadamente, mediante el producto del valor de la evaporación media de una región y el área superficial del cuerpo de agua. Suele calcularse en los embalses. En las fuentes el área del espejo de agua, aunque nos pueda parecer grande, es muy reducida comparada, por ejemplo, con una balsa, etcétera.

    En relación al agua se puede perder por arrastre del viento al actuar sobre los chorros elevados o la que, indirectamente se "pierde" por la formación de nubes de gotas de agua microscópicas que son arrastradas por el viento, no dispongo de información cuantitativa.
    De forma cualitativa se sabe que están presentes los fenómenos descritos (sobre evaporación no hay nada más evidente que el agua que se evapora de un vaso al cabo de unos días) y por ello la recomendación de prever un llenado automático.
    Un cordial saludo,
    Fariñas

  • Invitado
    Francisco Arias Jueves, 06 Marzo 2014

    Buenas Tardes profesor Juan Eusebio;

    Muchas gracias por la respuesta a mi inquietud, realice el calculo de las perdidas por evaporación teniendo en cuenta el área del cuerpo de agua y el volumen que se pierde es mínimo, pero quisiera que me de una recomendación de acuerdo a su experiencia. Yo tengo un tanque de 80 m3 con el cual abastezco 60 chorros de 3 m y otros 100 chorros de 1 m, ambos son tipo lanza, los cuales bordean un espejo de agua. El área que bordea las fuentes es impermeable y se diseño para recoger la mayor cantidad del agua que salpica fuera de la fuente para que vuelva nuevamente al tanque (con tratamiento previo) y recircularla nuevamente en el sistema. Entonces quiero saber aproximadamente que porcentaje de este volumen de agua debería reponer diario, por los temas de perdidas por salpicadura o aspersión del agua, ya que usted me dice que no hay forma de calcular estas perdidas cuantitativamente. Nota: Si la fuente funcionara sin recirculación de agua estos 80 metros cúbicos se los consumiría en 1 hora, y las fuentes están programadas para funcionar 12 horas al día.

    Muchas gracias por la atención.

  • Juan Eusebio González Fariñas
    Juan Eusebio González Fariñas Viernes, 07 Marzo 2014

    Buenas tardes Francisco:
    Veamos, por partes, el problema:
    1. Existe una recomendación general de que la distancia mínima de los chorros al borde de la fuente sea igual a su altura para minimizar las salpicaduras fuera de la misma.
    2. Si hay viento, lo mejor es ir reduciendo la altura de los chorros (mediante la regulación de la velocidad de las bombas) o ir apagando, según se requiera, los circuitos de chorros más altos o los más próximos a la periferia de la fuente, que son los que empiezan a generar las salpicaduras hacia el exterior. Ello se puede lograr con un anemómetro conectado a un circuito eléctrico-electrónico que controle cada conjunto de boquillas.
    3. ¿Tienes espejo de agua en tu fuente? Ese volumen es una reserva por encima de tu depósito, si ese fuera el caso.
    4. Emplea un sensor de nivel para impedir que tus bombas se queden “sin agua”. Eso sería un problema muy serio. Reducir la “intensidad” de los chorros o detener la fuente hasta que el rellenado automático te permita recuperar el nivel mínimo requerido por las bombas son mejores escenarios que la rotura de alguna bomba.
    5. Si aún quieres tener una idea del volumen de agua que puedes perder te propongo pensar en el siguiente “modelo” del problema: el chorro vertical de una tobera se puede asimilar a un “tubo de corriente” que consiste en dos “tubos” concéntricos. El agua “sube” por el tubo interior y retorna por el tubo exterior. El caudal de agua es, por conservación de la masa (ecuación de continuidad), el mismo en ambos tubos e igual al caudal de salida de la tobera. Por simplicidad, vamos a considerar, ahora, que fuera un tubo único, muy flexible, doblado en “U” en la parte superior del chorro. Si la parte descendente de ese “tubo” en “U” saliese totalmente del contorno de la fuente por efecto de una racha de viento, se pierde un volumen que es igual al caudal de la boquilla (q) por el tiempo (t_viento) que dure el efecto descrito de la racha de viento. Es decir: Volumen_de _pérdida_ agua = q*t_viento.
    6. Y si sólo se derivase fuera del contorno un cierto % del caudal, el volumen de pérdida de agua sería igual al producto %*q* t_viento. En resumen, el efecto de una racha de viento va a provocar que una parte del “tubo de corriente” ascendente y otra parte del “tubo de corriente” descendente -idealizados en este modelo simplista- “se deformen por su extrema flexibilidad, ensanchándose y orientándose parcialmente hacia el exterior de la fuente”. Es decir, se modifica el campo de flujo y se deriva parte del caudal fuera del contorno de la fuente.
    7. ¿Qué dependencia existe entre la velocidad y la duración de la racha de viento y el volumen de pérdidas de agua? Se puede estudiar por vía experimental y por vía de modelación matemática pero serían acciones tan costosas que la práctica aconseja cumplir los puntos 1 a 4 anteriores en tu proyecto de fuente o atracción acuática.

    Muchas gracias por tus preguntas. Han sido una oportunidad para este ejercicio que espero te pueda ser de utilidad.
    Saludos,
    Fariñas

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