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Todo sobre diseño e instalación de fuentes ornamentales
Hoy continuamos profundizando en el funcionamiento de las boquillas más usadas en las fuentes ornamentales y nos centraremos en aquellas que se basan en el arrastre de agua o bien en la succión de aire, estas últimas producen un efecto espumoso en el chorro de agua.
Boquillas con Arrastre de Agua. Basada en el efecto Venturi, esta tobera aprovecha la velocidad del agua impulsada para provocar el arrastre de agua del estanque que mezclada con el chorro inicial forma una masa de agua muy superior a la inicial. Si analizamos el esquema de la (23), vemos que el chorro de agua que sale impulsada por el caño central provoca un arrastre del agua situada alrededor del caño. Este arrastre origina una depresión que atrae el agua del estanque. El chorro impulsado por el caño al mezclarse con el agua de arrastre, forma una gran masa de agua que sale proyectada por encima de la tobera. Leer Más
Para poder entender claramente el funcionamiento de esta tobera con arrastre de agua, podemos imaginar que el chorro impulsado por el caño “choca” contra una gruesa lámina de agua (24). Este choque provocaría la rotura de la lámina de agua y la arrastraría adherida al chorro provocando una masa de agua de forma cónica. Dependiendo del espesor de la lámina, la altura y el diámetro del chorro cónico de agua será variable. Si por encima del caño no hay lámina de agua, no puede haber arrastre y la tobera funcionaría 
como si fuese una tobera de chorro libre (25). Si la lámina tiene poco espesor, comienza a formarse un chorro cónico pero con poco diámetro (26) y en la medida que la lámina va aumentando el espesor, el chorro cónico va aumentando en diámetro y disminuyendo en altura (27 y 28). 
Esta disminución de la altura se debe a que el chorro del caño va perdiendo velocidad en la medida en que tiene que arrastrar mas agua. Si seguimos aumentando el espesor de la lámina, llega un momento en que el chorro se convierte en un borbotón de agua (29).
Una primera consecuencia es que debe haber un control del nivel del agua en el vaso de la fuente 
ornamental para evitar que fluctúe el diámetro y la altura del chorro de agua. Pero la caída del chorro sobre el agua del vaso provoca oleaje y este oleaje provoca un continuo cambio en el nivel y en consecuencia una fluctuación de diámetro y altura en el chorro. Para evitar este efecto habría que prever un sistema antioleaje (mas adelante veremos diferentes sistemas) pero también hay defensores de los chorros fluctuantes ya que aducen que son chorros más “vivos” y dinámicos.
Comparando el Chorro Libre y el Chorro con arrastre de agua, vemos que con el mismo caudal de aporte, el segundo consigue una mayor masa de agua que el primero pero con una altura menor. Por otra parte en el Chorro libre veíamos la importancia que tenia que el chorro saliese en régimen laminar para conseguir un aspecto cristalino. En el Chorro con arrastre de agua se persigue lo contrario, es decir que el agua salga en régimen turbulento para conseguir un aspecto mas espumoso. Y esta turbulencia se consigue con la forma interior de las boquillas.
La tobera de Safe-Rain que consigue el Chorro con arrastre de agua es la Cascada. 
Se fabrican dos modelos diferentes, las pequeñas (30) se fabrican con latón fundido y mecanizado y las grandes (31) en acero inoxidable y latón.
Boquillas con Succión de aire.
Basada también en el efecto Venturi, esta boquilla arrastra aire en lugar de agua como en el caso anterior. Si analizamos el esquema de la (32), vemos que el chorro impulsado por el caño interior arrastra el aire que rodea dicho caño y como consecuencia se origina un vacío que hace que entre aire del exterior a través de la entrada superior de la tobera que está fuera del agua del vaso. La mezcla del agua impulsada por el caño con el aire succionado del exterior origina un chorro muy oxigenado y espumoso. Mientras mayor sea la succión del aire y mas perfecta la mezcla con el agua, el chorro conseguido será más espumoso y tendrá mayor volumen. La turbulencia interior para conseguir una mejor mezcla agua-aire se provoca con una bola en la que choca el chorro de agua impulsado por el caño interior. 
En la (33) podemos ver una foto de una tobera de Safe-Rain inyectada en policarbonato incoloro, en la cual podemos ver el agua cristalina que sale del caño interior y como, tras chocar con la bola, se “convierte” en agua burbujeante y espumosa. El chorro de agua que produce este tipo de boquillas es el que lleva más aire mezclado con el agua y por tanto es muy indicado para aumentar la duración del agua sin descomponerse. En consecuencia es una tobera ideal para fuentes con peces ya que estos generan materia orgánica que tiende a descomponer el agua.
Las boquillas de Chorro con succión de aire de Safe-Rain se denominan Chorro de Nieve y se fabrican tres modelos diferentes, las pequeñas de ½” y 1” en latón fundido y mecanizado, una de 1” en ABS y acero inoxidable, y las de 1- ½” y de 2” en acero inoxidable y latón.
Boquilla con arrastre de agua y succión de aire.
Esta tobera consigue la unión de las dos boquillas anteriores y arrastra aire y agua del estanque. Consigue un aspecto muy espumoso y mayor consistencia frente al viento, 
gracias a lo cual puede alcanzar alturas muy superiores a la tobera que solo tiene succión de aire. Esta tobera ofrece dos posibilidades formales ya que puede tener forma cilíndrica o forma cónica. Para la boquilla que forma el chorro cilíndrico podemos ver su funcionamiento en el esquema de la (34). En este esquema podemos ver que el chorro que impulsa el caño interior produce un vacío que arrastra, por un lado el agua del vaso a través de la entrada que rodea el caño y por otra parte succiona el aire del exterior por la entrada superior de la tobera. El chorro de agua que forma esta 
boquilla es cilíndrico y el aspecto del agua es muy espumoso.
Para la tobera que forma el chorro cónico podemos ver el esquema de la (35). En este esquema podemos ver que el chorro de agua a presión que impulsa el caño interior produce un vacío que por un lado arrastra el agua que hay sobre la tobera y por otro succiona el aire del exterior a través de los tubos en forma de periscopio que tiene dicha tobera. El choque del chorro de agua impulsado por el 
caño contra la lámina de agua que hay sobre la tobera, rompe dicha lámina y arrastra su agua, configurando la forma cónica del chorro y el aporte de aire del exterior a través de los tubos periscópicos es el que le confiere el aspecto espumoso.
Las toberas de Safe-Rain con este funcionamiento son la tobera de Geiser (chorro cilíndrico) (36) y la tobera de Abeto de Nieve (chorro cónico) (37).
mis felicitaciones amigos, muy buenos productos en su catalogo y bien la informacion en este tema de las boquillas; soy Mario Vásquez de PERU, tengo una empresa en crecimiento que se dedica a la construccion de piscinas, hidromasajes, saunas y ahora estoy entrando al mercado de las fuentes y piletas de agua, por eso me interesa tener mas informacion de uds. asi como poder comprar sus productos para comercializar e instalarlos en mis proyectos a ejecutar. Gracias
Estimado Mario Vásquez, le agradezco su participación en nuestro blog y sus felicitaciones al trabajo que estamos realizando. En lo referente a su solicitud de información le respondo en privado en su dirección de email donde le comento nuestro modo de trabajar a nivel internacional.
Reciba un cordial saludo,
Miguel A.Velasco | Desarrollo de Negocio Safe-Rain
POR FAVOR NECESITO SU AYUDA CON EL DISENO DE UNA FUENTE ORNAMENTAL TENGO DEFINIDOS YA CAUDALES Y TUBERIAS Y TIPO DE BOQUILLAS (CASCADA 3) MI PREGUNTA ES UNA VEZ DIMENSIONADA LA BOMBA PARA EL SISTEMA COMO LOGRO QUE LA PRESION EN LAS TRES TOBERAS SEA LA QUE LAS TOBERAS NECESITAN (SI SUPUESTMENTE DIMENSIONO LA BOMBA PARA EL PUNTO MAS ALEJADO DEL SISTEMA, TENDRIA QUE USAR VALVULAS PARA REGULAR LA ENTRADA A CADA TOBERA. SLDOS.
Buenos días Javier,
Si como dice en su correo ya tiene dimensionada los caudales, tuberías, tipo de boquillas y bomba poco margen de maniobra tenemos pues todos los elementos físicos de la fuente ya están determinados. Desconozco las distancias entre toberas y la longitud hasta la bomba, pero la única posibilidad que tiene para moverse a lo largo de la curva características de la bomba, y así lograr variar la presión (y caudal) en las toberas, es la de poner una llave general a la salida de la bomba o mejor una llave para cada tobera. De la primera manera regulará la presión-caudal en el colector general, pero no garantizará la misma presión en cada tobera, por el efecto de las pérdidas de carga. De la segunda manera logrará, mediante una regulación individual que la altura del chorro sea igual en las tres, suponiendo que sea eso lo que quiera conseguir.
Atentamente
Juan David Crespo
Responsable de Producción
Ok muchas gracias por su aclaracion.
Sldos.
Hola Javier:
Acabo de leer la acertada respuesta que te ha dado el muy experimentado colega y estimable amigo Ing. Juan David. Quizás añadir que, si aún no hubieras adquirido los componentes de la fuente (tuberías, accesorios, boquillas, bomba o bombas, etcétera), puedes considerar en tus cálculos teóricos la presencia de todas las boquillas y no basarte sólo en la más crítica (por altura o por distancia respecto a la bomba) y ello te permitiría afinar tu solución. Desde luego, el uso de las llaves que te comenta Juan David son necesarias para la puesta a punto de la fuente.
Saludos y éxitos,
Juan
Aun no adquiero los elementos, en caso de asi hacerlo analizar las otras toberas que se podria mejorar?
Y otra consulta debo tomar en cuenta para el dimensionamiento de la bomba la presion atmosferica(Z1), si se va a trabajar con un sistema de recirculacion.
Hola Javier:
Analizar el conjunto de las toberas te permite tener una mayor garantía de satisfacción de las expectativas de comportamiento de los chorros (alturas, alcance horizontal de las toberas inclinadas, etcétera) de tu proyecto de fuente ornamental y reducir, en consecuencia, la complejidad de su puesta a punto.
El comportamiento de la bomba es independiente de si trabajas en presiones absolutas o relativas a la presión atmosférica. Y es más fácil hacerlo con presiones relativas, incluso, para el cálculo de comprobación de las condiciones en la aspiración en evitación de cavitación.
Saludos,
Juan
Hola, Carlos.
Felicitarle primero por el blog y por los artículos. Estoy elaborando mi proyecto fin de carrera, precisamente, sobre fuentes ornamentales. Me preguntaba cuáles serían los coeficientes de pérdidas que podrían presentar las válvulas con solenoide más comunes en fuentes que requieran variaciones de altura e incluso aperturas y cierres directos, y dónde podría encontrar información sobre ellas.
Muchísimas gracias.
Hola Micael. Antes de responderte te hago una breve exposición.
Existen muy pocas válvulas de solenoide en el mercado específicamente diseñadas para uso en fuentes ornamentales. Las características que distinguen a estas válvulas de las “normales”, son fundamentalmente dos:
- Las presiones que se manejan en fuentes son mucho más bajas que las utilizadas, por ejemplo, en riego.
- Los caudales que se mueven son mucho más altos que en otras aplicaciones. Al ser circuitos cerrados de agua, no hay problemas de consumo, más allá de pérdidas por evaporación o salpicaduras no deseadas.
Son deseables también otras dos características:
- Los tiempos de respuesta deben ser muy bajos. Este hecho nos permite su utilización en fuentes cibernéticas y musicales en las que los juegos de agua constituyen el hecho fundamental.
- Facilita mucho la instalación su utilización sumergida (IP68) para no tener que ir con todas las tuberías a una sala técnica. El uso cada vez más frecuente de bombas sumergidas hace que en muchas instalaciones no exista este tipo de salas. El cuadro eléctrico puede llevarse a alguna construcción cercana, incluso puede ser de intemperie.
Estas 4 características hacen que no sea fácil encontrar válvulas de solenoide destinadas a fuentes. Digo todo esto para que entiendas que no puedo generalizar una respuesta concreta a tu pregunta. Te adjunto el cuadro con las pérdidas de carga en función del caudal que las atraviesa de nuestras válvulas dedicadas a fuentes ornamentales que cumplen las 4 características que te he descrito:
- Para la electroválvula F7201045 de 1”BSP
L/min m3/h pérdidas de carga (Kg/cm2)
75 4,5 0,3
100 6 0,45
125 7,5 0,55
150 9 0,83
175 10,5 1,07
- Para la electroválvula F7201541 de 1 1/2 ”BSP
L/min m3/h pérdidas de carga (Kg/cm2)
75 4,5 0,2
100 6 0,25
125 7,5 0,35
150 9 0,48
175 10,5 0,69
200 12 0,94
Tengo que decirte que no son electroválvulas de paso directo, sino que llevan membrana tradicional. Las e.v. de paso directo tienen un coeficiente mucho menor, pero no puedo darte datos concretos por no disponer de este elemento.
Espero haberte ayudado.
Recibe un cordial saludo
Hola, Juan David.
¡Muchísimas gracias por tus comentarios! Y, sobretodo, por la información que me proporcionas. Realmente me va a ser de gran ayuda. Lo cierto es que no había ningún lugar donde poder conseguir la información de las pérdidas de carga de estas válvulas, llevaba ya algún tiempo queriendo tenerlas. Lo que me envías, insisto, me resuelve completamente el problema.
Aprovecho pues para felicitar a todo el equipo de SafeRain por divulgación que estáis haciendo de esta especialidad, de la que tenemos tan pocos recursos los estudiantes y los técnicos para trabajar.
Gracias nuevamente,
Micael.
Hola Micael,
Gracias a tí por tu participación en este Blog y transmito tus felicitaciones al resto de compañeros en SafeRain. Continuaremos trabajando en nuevos contenidos técnicos sobre fuentes ornamentales que sean de utilidad a todos.
Saludos,
Buenas tardes mi nombre es Miguel Ángel y soy diseñador de interiores tengo un problema con una fuente en la cual he colocado unos surtidores que al caer sobre la lámina del agua salpica muchísimo y llega el agua a todos las paredes y suelo colindante no sé qué hacer para solucionar este tema no sé qué datos necesitas para ayudarme y si tiene alguna solución lo que me pasa no sé si tengo que mezclar más aire o inclinar el chorro achatar la punta del surtidor no lo sé la verdad no tengo mucha idea de cómo solucionar el problema
Agradecería un consejo muchas gracias
Estimado Miguel Ángel,
Un principio fundamental de la hidráulica totalmente empírico, es que el agua en régimen turbulento que cae sobre agua, genera salpicadura. Si el agua que cae está en régimen laminar, no genera ni ruido ni salpicadura. Este último efecto puedes observarlo en nuestra tobera Chorro de cristal, en el que un tiro parabólico de agua en régimen totalmente laminar no genera ni ruido ni salpicadura.
No sé el tipo de surtidores que has colocado, pero si dices que salpican muchísimos supongo que serán chorros de lanza o similares, es decir, boquillas que generan chorros sin aire en su interior, porque generar chorros con gran cantidad de aire en su interior mitiga mucho la salpicadura ya que las burbujas que contiene el chorro no salpican al chocar contra la lámina de agua. Esto es un factor que te puedes plantear, el uso de por ejemplo chorros de nieve en lugar de chorros de lanza. En caso de que no puedas cambiar las boquillas, haz que el agua que cae, no lo haga directamente sobre la lámina de agua, sino sobre una tela mosquitera de plástico o de metal. De esta manera el choque del agua con dicha tela, no va a hacer ruido ni va a salpicar pero va a hacer que rompas en miles de gotas el agua “maciza” que cae sobre la tela. Dichas gotas, una vez que caigan ya sobre la lámina de agua, no generará ni ruido ni salpicadura.
Espero haberte ayudado y si mi respuesta te genera cualquier duda no dudes en volver a ponerte en contacto conmigo.
Atentamente
Juan David Crespo
BUENAS NOCHES, ME GUSTARIA SABER SI TIENE ALGUN DISTRIBUIDOR DE BOQUILLAS T/CASCADA EN PERU-LIMA
Buenas noches,
Tengo que proyectar una fuente decorativa para un salón interior. La fuente la vamos a realizar totalmente de obra por lo que tenemos que hacer toda la instalación.
Después de leer su blog, temo que mi diseño no sea acertado, pues no contaba con tantos condicionantes. La fuente va a tener una profundidad de 30 cm y siempre se quiere dejar una cantidad de 5cm de agua acumulada. La fuente va a tener aproximadamente 3 caños de agua y van a estar a una distancia del fondo de la fuente de 45cm.
Lo más importante es que no salpique y que los caños tengan un caudal de agua uniforme.
¿Me podrías asesorar y darme las claves para un buen diseño?. Gracias
Estimada Eva,
Le invito a que cumplimente el formulario de nuestra web aportando información sobre lo que necesita y uno de nuestros consultores le atenderá a la mayor brevedad posible.
Reciba un cordial saludo,
Juan A.Zamora
Muchas gracias Juan Carlos por tu generosa opinión. No dudes en contactarme si te fuera útil para el desarrollo de algún proyecto u obra relacionada con las fuentes ornamentales y, en general, con la Hidráulica.
Mis mejores recuerdos para todos los que hemos compartido la CUJAE,...éramos tan jóvenes entonces!
Saludos,
Fariñas