Bomba de agua centrífuga autocebante
¿Qué es una bomba de agua centrífuga autocebante?
Una bomba de agua centrífuga autocebante está diseñada para funcionar sin necesidad de que el operario la cebe antes de que comience el proceso de bombeo. El proceso de cebado elimina el aire de la bomba y de la tubería de aspiración. La bomba tiene una cámara de cebado que almacena agua. Esta agua recircula dentro de la bomba, eliminando el aire. Si no se elimina el aire, la bomba no trasvasará agua, o moverá menos cantidad de agua de la que debería. Eliminar el aire de la bomba facilita que la presión atmosférica empuje el agua del depósito a la bomba, donde se inicia el proceso de bombeo. Como su nombre indica, esta bomba utiliza la fuerza centrífuga para mover el agua desde la fuente hasta el destino deseado. Un componente conocido como impulsor crea la fuerza centrífuga. Este tipo de bomba es fácil de instalar y reparar.
Los fabricantes de bombas de agua centrífugas autocebantes producen bombas de distintos tamaños, desde pequeñas a grandes. Estas variedades de tamaño garantizan que una bomba siempre pueda adaptarse a su área de aplicación.
Figura: Bomba de agua centrífuga autocebante
Componentes de una bomba de agua centrífuga autocebante
Eje
El eje es un componente metálico que transmite la potencia del motor principal (motor eléctrico o motor de combustión interna) a la bomba. Hay dos ejes: el del motor y el de la bomba. Un acoplamiento conecta los dos ejes. El eje gira sólo cuando el motor se enciende y hay corriente de la red eléctrica.
Motor principal
El motor principal es la fuente de energía de la bomba. En la mayoría de los casos, el motor principal es un motor eléctrico, pero otras bombas utilizan un motor de combustión interna. El motor de combustión interna proporciona potencia mecánica a la bomba. La potencia de salida del motor depende de la altura total prevista y del caudal de agua previsto. Así, para una altura de elevación elevada y un caudal importante, como 500 m3/h, se utiliza un motor de mayor potencia nominal, como el de 473 CV.
Rodete
El impulsor es un disco con álabes curvados montado en el eje de la bomba. El impulsor suele girar a gran velocidad para impartir energía cinética al agua. Gira a la misma velocidad que el eje. Hay dos tipos principales de impulsores: abiertos y cerrados.
El impulsor abierto tiene los álabes unidos al cubo y está montado en el eje de la bomba. Este impulsor no tiene una pared que rodee los álabes, por lo que es más débil que el impulsor cerrado. Como tal, este impulsor se utiliza para bombas que manejan agua con sólidos y también para bombas más pequeñas. Sin embargo, este impulsor tiene la ventaja de ser más sencillo y rápido de limpiar y reparar. Los impulsores cerrados tienen paredes delanteras y traseras alrededor de los álabes. Este diseño ayuda a mejorar la resistencia del impulsor. Como tal, este tipo de impulsor se utiliza en bombas grandes para manejar agua clara.
Figura: Impulsores abiertos y cerrados.
Carcasa
La carcasa es un componente en forma de caparazón que cubre las piezas internas de la bomba, como el impulsor, los cojinetes, las juntas y el eje. La carcasa ayuda a sellar el agua de la bomba contra la atmósfera. Hay una distancia entre la superficie interna de la carcasa y la superficie más externa del impulsor. Esta distancia depende del tipo de bomba y del fluido a bombear. Los fabricantes de bombas de agua centrífugas autocebantes diseñan la carcasa de modo que el área de flujo aumente a medida que el agua sale. Tal diseño ayuda a disminuir la velocidad del flujo, de modo que la energía de presión puede mejorar antes de que el agua salga de la bomba. La energía de alta presión es la que transfiere el agua al lugar requerido. La carcasa es también un elemento estructural sobre el que se conecta la bomba a los cimientos.
Rodamientos
Los cojinetes se montan en los extremos izquierdo y derecho del eje. Soportan el eje y las cargas hidráulicas debidas a las cargas de agua. También mejoran la rotación suave en el eje con una fricción mínima, que sirve energía.
Tubo de aspiración y válvula
Una tubería de aspiración conecta el dispositivo de almacenamiento de agua a la bomba para permitir que el agua pase a la bomba. Los fabricantes de bombas de agua centrífugas autocebantes diseñan la tubería de aspiración con un colador para filtrar los sólidos contenidos en el agua. La válvula de aspiración controla la cantidad de agua que entra en la bomba desde el depósito de almacenamiento. La válvula de succión también impide el reflujo del agua hacia la bomba.
Tubo de descarga y válvula
La tubería de descarga conecta la bomba a la tubería que transporta el agua al destino deseado. La válvula de descarga le ayuda a controlar el agua que sale de la bomba hacia la tubería.
Figura: Componentes de una bomba de agua centrífuga autocebante.
¿Cómo funciona una bomba de agua centrífuga autocebante?
La bomba empieza a funcionar cuando el impulsor gira, creando un vacío en el ojo del impulsor. Este vacío aspira aire de la línea de aspiración a la bomba. Simultáneamente, el vacío crea un anillo líquido dentro de la carcasa de la bomba. De este modo, se crea un sello estanco al gas en el interior de la bomba, impidiendo que el aire pase del extremo de descarga al lado de aspiración. El agua atrapa las burbujas de aire en los álabes del impulsor y las lleva al puerto de descarga. Las burbujas de aire se eliminan a través de la descarga, y el agua vuelve al depósito por gravedad.
A continuación, el agua vuelve a subir por el tubo de aspiración al evacuar el aire. El proceso continúa hasta que todo el aire es expulsado y su espacio es ocupado por el agua. Una vez expulsado todo el aire, se inicia el proceso normal de bombeo de agua. El proceso de bombeo de agua se produce debido a la rotación del impulsor, que crea un vacío en la bomba. El vacío obliga al agua a entrar en la bomba por el centro del impulsor. El impulsor de alta velocidad imparte energía de alta velocidad al agua. La velocidad del agua empieza a reducirse a medida que el agua se desplaza por la zona de flujo. La reducción de la velocidad provoca un aumento de la presión que impulsa el agua hacia el lugar deseado.
Figura: Funcionamiento de una bomba de agua centrífuga autocebante
Tipos de bombas de agua centrífugas autocebantes
Bomba de agua centrífuga autocebante de una etapa
El tipo de bomba de una etapa es el tipo más común de bomba de agua centrífuga autocebante. Esta bomba utiliza un impulsor. Es económica y fácil de instalar, limpiar y reparar. Sin embargo, es mejor para alturas y caudales bajos y medios.
Bomba de agua centrífuga multietapa autocebante
Una bomba de agua centrífuga autocebante multietapa utiliza más de un impulsor. Los impulsores de la bomba están dispuestos en serie de izquierda a derecha. Cada impulsor forma una etapa, de modo que las etapas equivalen al número de impulsores. En cada etapa, la energía de presión aumenta; por lo tanto, cuantos más impulsores haya, mayor será la presión de salida. Este tipo de bomba se recomienda para transportar agua para grandes alturas y grandes caudales. La bomba es bastante cara en comparación con la bomba monocelular. La bomba multietapa también es pesada y difícil de limpiar y reparar debido a los numerosos impulsores. Sin embargo, es inevitable para caudales de agua importantes y grandes alturas.
Bomba de agua centrífuga monobloc autocebante
Una bomba de agua centrífuga autocebante Monoblock es única porque tiene un eje que va del motor a la bomba. Esta bomba no tiene un acoplamiento para conectar el eje del motor y de la bomba, común en otras bombas. El motor y la bomba están conectados como un solo bloque, de ahí el nombre de bomba "Monoblock". Este diseño ayuda a reducir las pérdidas de potencia habituales en las bombas que utilizan acoplamientos.
Figura: Bomba de agua centrífuga monobloc autocebante.
Bomba de agua centrífuga autocebante de accionamiento magnético
Como su nombre indica, el tipo magnético de bomba utiliza tecnología magnética para conectar la bomba y el motor. Esta bomba tiene dos conjuntos magnéticos: el imán exterior y el imán interior. El imán exterior está conectado al eje del motor, de modo que, al girar el motor, también gira éste. Debido al patrón del campo magnético, la rotación del imán exterior obliga al imán interior a girar. El imán interno está conectado al eje de la bomba. Como tal, la rotación del imán interno hace girar el eje de la bomba. Este tipo de bomba no utiliza las juntas habituales en otras bombas. Por lo tanto, no tiene las fugas de agua de las bombas estándar cuando las juntas se desgastan. La bomba es cara, pero su coste de funcionamiento es muy asequible para el bolsillo porque los imanes pueden servirle durante unos siete años sin ser sustituidos.
Figura: Bomba de agua centrífuga autocebante de accionamiento magnético.
Aplicaciones de las bombas de agua centrífugas autocebantes
- Estas bombas se utilizan en aplicaciones de extinción de incendios.
- Se utilizan en el suministro de agua comercial y doméstica.
- Las bombas de agua centrífugas autocebantes se utilizan en drenaje e irrigación.
- Se utilizan en la protección contra inundaciones.
- Estas bombas se utilizan para suministrar agua en zonas de construcción.
- Las bombas de agua centrífugas autocebantes se utilizan en aplicaciones mineras para drenar el agua.
- Se utilizan en el tratamiento de aguas residuales.
Ventajas de las bombas de agua centrífugas autocebantes
- Estas bombas no necesitan cebarse.
- Son fáciles de instalar, limpiar y reparar.
- Los hay de varios tamaños para adaptarse a diferentes caudales y alturas.
- Pueden ser rentables y duraderas.
- Tienen un elevado caudal de fluido.
- Las bombas de agua centrífugas autocebantes son de bajo nivel de ruido y vibraciones.
Desventajas de las bombas de agua centrífugas autocebantes
- Las bombas de agua centrífugas autocebantes tienen un rendimiento inferior al de las bombas estándar. Esto se debe a que tienen un mayor espacio libre y una gran voluta, lo que provoca una baja presión.
- Hay ocasiones en las que es necesario cebar la bomba manualmente. Por ejemplo, cuando la bomba es nueva y después de que haya permanecido un tiempo sin bombear agua.
Resolución de problemas de las bombas centrífugas autocebantes
No circula agua por la bomba
- No hay corriente en el motor. Compruebe que los cables de alimentación del motor están bien conectados para transmitir potencia.
- Rotación del motor invertida. Cambie la dirección del motor para que coincida con la flecha de rotación de la carcasa de la bomba.
- La válvula de aspiración está cerrada. Abra la válvula de aspiración.
- La válvula de descarga está cerrada. Abra la válvula de descarga.
- Baja velocidad de la bomba. Compruebe que la frecuencia y el voltaje del motor son los recomendados por el fabricante de la bomba centrífuga autocebante y, si no es así, póngase en contacto con un electricista o con la compañía eléctrica para que realice las correcciones oportunas.
- Altura de aspiración elevada. Reduzca la altura de aspiración o baje la bomba hacia la fuente de agua.
Disminuye el caudal de agua
- Fuga en el conducto de aspiración. Repare el conducto de aspiración.
- Obstrucción en la bomba. Desmonte la bomba de acuerdo con las instrucciones del fabricante de la bomba de agua centrífuga autocebante y limpie cualquier material extraño en la bomba.
- La válvula de descarga está parcialmente abierta. Abra completamente la válvula de descarga.
- Filtro obstruido. Limpie el filtro.
- Válvula de aspiración o tubería de aspiración obstruidas. Limpie la válvula de aspiración y el tubo de aspiración según sea necesario.
Sobrecalentamiento de los rodamientos
- Falta de lubricación. Lubrique adecuadamente los rodamientos.
- Desalineación del eje/acoplamiento. Alinee perfectamente el eje/acoplamiento.
- Las tapas de los cojinetes están demasiado apretadas. Aflójelas.
Vibraciones o ruido demasiado elevados
- Impulsor obstruido. Abra la bomba y retire los materiales de bloqueo.
- Rodamientos desgastados. Sustituya los rodamientos.
- Rodete defectuoso o desgastado. Sustituya el impulsor.
- La bomba funciona fuera de su rango de trabajo. Asegúrese de que la bomba sólo funciona en el rango recomendado por el fabricante de la bomba de agua centrífuga autoaspirante.
Resumen
La bomba de agua centrífuga autocebante funciona sin ser cebada. El cebado consiste en llenar de agua la bomba para expulsar el aire de la tubería de aspiración. Sin eliminar el aire, la bomba no trasvasará agua. El proceso de cebado comienza cuando se pone en marcha la bomba y el impulsor gira, creando un vacío en la bomba. Este vacío arrastra la mezcla de aire y agua al interior de la bomba. Debido a su baja densidad, el aire sube hasta el puerto de descarga, donde es expulsado mientras el agua vuelve al depósito. El proceso se repite hasta que se elimina todo el aire y la bomba inicia el proceso normal de bombeo. Sin embargo, la bomba centrífuga autocebante necesita cebarse cuando funciona por primera vez después de su compra. También necesita ser cebada si ha permanecido sin bombear agua durante un largo periodo.
Los fabricantes de bombas de agua centrífugas autocebantes producen varios tipos de bombas, como las de una etapa, las multietapa, las Monoblock y las de accionamiento magnético, entre otras. Las aplicaciones de esta bomba incluyen extinción de incendios, agricultura, suministro de agua doméstico y comercial, y construcción, entre otras. Las ventajas de esta bomba incluyen autocebado, fácil instalación, versatilidad, fácil limpieza y reparación, diseño simple y compacto, y alto caudal.