Equipos de bombeo, algunos aspectos que debes conocer…
En la actualidad existen equipos de bombeo muy eficientes los cuales se emplean para la dosificación, re circulación, aumento de presión y transferencia de fluidos con diferentes características,una bomba centrífuga es una máquina hidráulica que consta de dos partes principalmente, una parte fija, denominada voluta(caracol), y una parte móvil, conocida como impulsor. La bomba centrifuga convencional funciona haciendo girar el impulsor en el interior de la voluta, lo que genera una fuerza que por acción centrífuga incrementa la energía del fluido y, por lo tanto, eleva su presión (ver figura 1). Además, el rendimiento de la bomba estará influenciado por variables como el tamaño del impulsor y la velocidad de giro del mismo, así como la potencia del motor acoplado a la bomba.
En los sistemas de bombeo, entender las características de los equipos es crucial para realizar una selección adecuada. Por ello, en esta nota se explican algunos de los conceptos básicos para entender mejor el funcionamiento y operación de una bomba centrifuga.
Cada bomba se selecciona tomando en cuenta principalmente dos parámetros los cuales son el flujo (generalmente expresado en GPM o LPM) y la carga (comúnmente expresada en MCA o PSI), el flujo es determinado mediante el requerimiento de agua o los servicios de agua que se necesitan abastecer, mientras que la carga es determinada por las condiciones de operación del sistema.
En este sentido es un deber de los fabricantes proporcionar las curvas características de los equipos de bombeo las cuales sirven para hacer una selección adecuada describiendo la relación entre el flujo y carga que estos pueden entregar, así como los límites de operación de las mismos, destacando que cada bomba dependiendo sus características y aplicación podrán variar su rendimiento y relación de flujo y carga independientemente de la potencia nominal (HP).
En la Figura 2 se muestra la curva característica de una bomba que tiene un rango de flujo desde 26 hasta 69 GPM y un rango de carga de 32 a 60 metros (105-194ft). Además, se presentan parámetros como el NPSH requerido por la bomba y la eficiencia, los cuales dependerán del punto de operación de la bomba y el sistema, es decir, del caudal y la carga.
Para la misma curva mostrada en la Figura 2, se puede observar el siguiente ejemplo en el que se selecciona un punto de operación a 50GPM y este presenta los siguientes parámetros:
Como se puede ver, cuando la bomba opera a 50 galones por minuto, entregará una carga de 48.7 metros (160 pies). En estas condiciones, la eficiencia será próxima al 67% y el NPSH requerido será de 2.7 metros (9 ft) mientras que la bomba demandará una potencia de 3HP.
Dentro de este ejemplo podemos definir los siguientes parámetros:
Flujo volumétrico: es el volumen del fluido que pasa por la sección transversal de la tubería en un instante de tiempo, representa el gasto o caudal requerido y sus unidades comunes son GPM, LPS, m3 /s.
Carga: es la presión que desarrolla el equipo para transportar un fluido entre 2 puntos, satisfaciendo requerimientos de presión, velocidad y diferencia de altura.
Eficiencia: es la proporción de energía que recibe la bomba y que finalmente se convierte en energía hidráulica útil, esta se expresa en porcentaje.
NPSH: es la carga positiva disponible en la succión de la bomba, no es más que presión mínima requerida en la succión de la bomba para que esta pueda operar con normalidad sin sufrir del fenómeno de la cavitación, es muy importante que el NPSH del sistema o mejor conocido como el NPSHD (disponible) siempre sea mayor al NPSHR. (requerido de la bomba.)
Nota: dependiendo la aplicación, la bomba dispondrá por diseño de un paso de sólidos, mismo que será especificado en la ficha técnica de la bomba, generalmente este se ve involucrado en aplicaciones de tratamiento de agua residual.
Cabe mencionar que todos los sistemas demandaran cierta carga en proporción al flujo al cual se estén operando, algunos de los aspectos a la hora de determinar la carga del sistema son el diámetro de la tubería (pulgadas), la longitud de la tubería (metros) y el flujo que circula por la misma (GPM), así como los accesorios que puedan tenerse en la instalación (codos, reducciones, válvulas entre otros), es así como en función de los parámetros antes mencionados y la variación del flujo se obtiene la curva característica del sistema la cual describe la carga que el sistema demanda en proporción al flujo en circulación, como se puede ver en la figura 4.
En la figura 4 la curva azul representa la curva característica de la bomba, mientras que la curva roja representa la curva del sistema la cual se determina mediante cálculos, la intersección entre ambas es el punto de operación del sistema, es muy importante que el punto se encuentre dentro de los rangos de flujo y carga de la curva característica de la bomba, caso contrario se estaría operando fuera de los límites de la bomba lo que podría ocasionar un daño al equipo.
Con los puntos mencionados se tiene como intención que el usuario final conozca algunas de las características principales de las bombas teniendo en cuenta que, si la bomba no se opera dentro de sus límites, esta no se desempeñara con un rendimiento adecuado tanto para la operación del sistema como el de la bomba, en cambio sí sé realiza una buena selección se pueden obtener grandes beneficios como el ahorro en el costo energético relacionado a la correcta operación del equipo satisfaciendo las necesidades de gasto y carga, así como la prolongación de la vida útil del equipo.
