Medición de caudales con Air lift

Los estanques de kois necesitan una buena recirculación de agua de día y de noche durante los 365 días del año, esto supone frecuentemente un gasto energético notable. Para intentar reducirlo he realizado diversas mediciones y observaciones que pueden aportar cierta luz al tema del uso de bombas de aire en vez de bombas de agua para la recirculación de agua en el estanque.

Este artículo se irá actualizando a medida que otros socios vayan aportando nuevos datos o completando los existentes.

El material necesario para las pruebas realizadas es:

Cubo de 15 litros de capacidad.

Tubo de 40 mm con racores, en total mide 110cm.

Reloj con segundero.

Tubo de 9mm y piedras aireadoras.

Codo con adaptador a 40 mm.

Papel para anotaciones.

Ayudante para abrir la llave del aire.

Se intenta contestar a las siguientes preguntas:

¿El caudal de agua movido por el aire (air lift) es significativo?

¿Depende de la profundidad a la que esté colocado el tubo aireador?

¿Depende del grosor del tubo de ascenso del agua y del aire?

¿Influye negativamente la existencia de un codo en la boca del tubo de ascenso de agua?

¿Influye la altura a la que está colocado el tubo anterior?

¿Es menor el caudal si la boca del tubo está bajo la superficie?

¿Influyen las características de la piedra aireadora?

¿Influye la distancia entre la boca inferior del tubo y la piedra aireadora?

¿Influye la posible obstrucción parcial de la boca inferior del tubo?

¿Qué influencia tiene la inclinación del tubo de ascenso del agua?

¿Influirá la presión atmosférica en el caudal que recircula?

Material necesario para las mediciones El tubo se sujeta con dos enlaces mixtos Artilugio preparado Salida en codo de 87º con 2 cm bajo el nivel
Vista lateral en que se observa la altura a la que está colocado el codo Sistema de medición   Piedras recortadas con disco de diamante
Prueba   Diseño para comprobar la efectividad con inclinación del tubo.  

Para ello realicé un orificio en el fondo de un cubo y en él dispuse con dos enlaces mixtos un tubo vertical de 40mm (no tenía de 50mm). Luego coloqué el cubo vacío dentro del agua de forma que la boca superior del tubo estuviera a nivel del agua, con el tubo aireador dentro. Durante las pruebas intentaba mantener siempre a la misma altura dicha boca, resultando un proceso sencillo. Un ayudante abría la llave del aire en el momento adecuado y controlaba el tiempo de llenado del cubo.

En todos los casos se ha usado el mismo tubo aireador, conectado a una bomba Resun 100 de 100w. También había a la vez conectados otros 6 tubos, de forma que la potencia usada aproximada ha sido de unos 15w (Se necesita un estudio para optimizar el uso de las bombas de aire en función del diámetro del tubo, profundidades de los mismos, características de la piedra aireadora, bifurcaciones, etc)

Pincha aquí para ver la hoja de cálculo rellena hasta el momento con las mediciones realizadas

Las conclusiones iniciales, todas revisables, de las pruebas realizadas hasta el momento han sido: Ver hoja de cálculo con las 100 pruebas realizadas.

PREGUNTA

RESPUESTA

¿El caudal de agua movido por el aire (air lift) es significativo?

Sí, se puede conseguir unos 20.000 l/h con una Resun 100 de 100w. Se han medido prácticamente caudales de 3500 l/h con una sola piedra de las 7 instaladas en dicha bomba de aire.

¿Depende de la profundidad a la que esté colocado el tubo aireador?

Sí, la profundidad idónea está entre 80 y 100cm. A 120cm no se consigue mas que a 80cm.
Por debajo de 80 cm. se va perdiendo.

¿Depende del grosor del tubo de ascenso del agua y del aire?

No lo he probado. Todas las pruebas realizadas se han hecho con tubo de 40mm. Aparentemente los mas apropiados son 40 o 50mm.

¿Influye negativamente la existencia de un codo de 90º en la boca del tubo de ascenso de agua?

Si, pero ligeramente. Si el borde inferior de salida del codo está 1cm por encima hay poca pérdida (10-15%). El codo colocado era de 50mm.

¿Influye la altura a la que está colocada la boca superior del tubo de salida del agua sobre el nivel del estanque?

Por encima de la superficie si influye, mas cuanto mas altura. A 5cm se pierde un 20% y a 10cm un 50%.

¿Es menor el caudal si la boca del tubo está bajo la superficie?

NO SE PUEDE MEDIR ASÍ, YA QUE POR VASOS COMUNICANTES SALE AGUA SIN GASTO ENERGÉTICO. Los datos del codo ½ con la mitad (2cm) bajo el nivel del agua no son válidos. Habría que colocar la parte inferior de la salida del codo al nivel del agua.

¿Influyen las características de la piedra aireadora?

Casi no hay diferencia entre usar piedra pequeña y tubo libre, si acaso muy ligeramente a favor del tubo libre. Si hay mucha diferencia si la piedra es tan grande que reduce el flujo de agua entre piedra y tubo.

¿Influye la distancia entre la boca inferior del tubo y la piedra aireadora?

No, las pruebas realizadas tenían tubos de entre 100cm y 240cm y no arrojan diferencias significativas.

¿Influye la posible obstrucción parcial de la boca inferior del tubo?

Muy claramente. Si cualquier objeto, incluso la piedra, obtura parcialmente el tubo el flujo es inferior impidiendo el flujo de 3500 l/h. ¿A qué velocidad transcurre el agua en el interior del tubo? ¿A la misma que la de ascenso del aire?

¿Qué influencia tiene la inclinación del tubo de ascenso del agua?

Diferencias de entre un 15 y un 20% a favor del tubo vertical. Cuanto más inclinado más pérdida energética.

¿Influirá la presión atmosférica en el caudal que recircula?

Yo creo que en teoría sí, pero no he tomado datos prácticos.

Filtrorendón

Hola compañeros de afición, os quiero mostrar el filtro que he instalado.
Creo que la combinación ultrabead y ultrasieve son una de las mejores opciones del mercado, están dando muy buen resultado tanto en filtración como en comodidad para su limpieza. Inconvenientes que les veo, que necesitan una bomba que meta bastante presión en el filtro ya que tiene que salvar los estrechamientos a los que se ve forzada el paso del agua (llave multipuerto, una entrada y salida de 60).
He intentado hacer un filtro utilizando el principio de los ultrabead, pero optimizando al máximo el paso del agua. Para ello parto de un filtro de piscina de grandes dimensiones, que me regala un conocido, y que presenta un aspecto lamentable. Mi intención es usar las dos conexiones que tiene el filtro (entrada y salida), solo como entrada y la parte superior (tapadera) adaptarla para hacerle una salida del agua filtrada de 90 mm de diámetro(mirar esquema). Para ello he usado unas piezas de pvc, dos filtro de válvula de acero inoxidable de 75 para la entrada y dos de 90 para la salida
La tapadera está hecha de metacrilato, una T de PVC de presión de 90, dos manguitos rosca hembra adaptados a la T, una tuerca unión de 90, juntas de goma...etc

   

 

 

     

La carga filtrante es polipropileno, es una materia virgen que se utiliza en la fabricación de embases de plástico de uso alimentario, tiene una apariencia muy parecida a los bead originales y se comporta de la misma forma (ver foto), he usado 110 litros, el precio de este material no lo se ya que a mi me lo han regalado, pero creo que sale mucho mas barato que los bead originales, lo que desconozco es el resultado final en la filtración, habrá que esperar un tiempo.
   
LIMPIEZA DEL FILTRO
Con la filtración la carga filtrante se satura con la suciedad del estanque, para su limpieza aprovecho las dos bombas aireadoras que uso para los boton draim, desviando mediante unas válvulas de pvc el aire a un anillo agujereado situado dentro del filtro y comunicado con el exterior por dos agujeros.Dejo conectado los aireadores durante unos minutos y vacío el contenido del filtro por la válvula de desagüe, esto lo hago un par de veces. Tengo un filtro de arena que uso para los skimers, como segunda filtración (de vez en cuando) y que utilizo para terminar de hacerle el lavado a la carga de polipropileno.

     
Al ultrasieve le tengo conectadas tres bombas, dos para la filtración constante a través del polipropileno, la piscis 2 y la piscis 3 que pueden trabajar juntas o por separado y otra para la depuradora de arena. He intentado optimizar al máximo el paso del agua, usando curvas de PVC y siendo el recorrido desde las bombas al filtro el menor y más cómodo posible. El agua del filtro va desde la salida de 90mm por un tubo del mismo grosor a la entrada del estanque por dos tubos a la vez de 60 y 75 (sin pasar por la lámpara), o bien por una cascada (tubo de 60) o por ambos sitios a la vez (compartiendo el caudal a voluntad). También puedo desviar el agua al estanque de plantas por un tubo de 90, haciendo el retorno por otro de 110.
Bueno compañeros ya no escribo más, si queréis algo más detallado solo tenéis que pedírmelo.