Bomba semisumergible
¿Qué es una bomba semisumergible?
Una bomba semisumergible es un tipo de bomba en la que el elemento de bombeo está sumergido en el recipiente con líquido, mientras que el motor permanece por encima de la superficie del líquido. En términos de configuración, una bomba semisumergible es una bomba vertical debido a la alineación vertical del eje de funcionamiento. La carcasa cilíndrica de la bomba está parcialmente sumergida en líquido y el eje y el vástago de salida que se encuentran en su interior están conectados mediante un acoplamiento flexible. Una bomba semisumergible suele estar atornillada a una placa de montaje que se fija a la tapa del depósito que contiene el medio de bombeo. La placa de montaje está unida rígidamente a la carcasa de la bomba. Sin embargo, las bombas semisumergibles pequeñas pueden no llevar placa de montaje. Los fabricantes de bombas semisumergibles las dividen en dos categorías en función del principio de funcionamiento: bombas dinámicas de rotor (bombas centrífugas) y bombas de desplazamiento positivo. Las bombas semisumergibles dinámicas de rotor utilizan una rueda centrífuga o de vórtice (es decir, un impulsor), mientras que las bombas semisumergibles de desplazamiento positivo emplean un tornillo excéntrico o un pistón para mover el fluido a través de la bomba.
Figura: Configuración de la bomba semisumergible
Una bomba semisumergible es perfecta para diversos usos, como el vaciado de contenedores llenos, depósitos y barriles. Puede bombear fluidos de forma excelente desde un gran depósito o un tanque con una profundidad fija. Además, la bomba semisumergible también puede ayudar a transportar productos abrasivos o corrosivos de baja a alta viscosidad. Son fáciles de mantener y tienen bajos costes de funcionamiento porque los fabricantes de bombas semisumergibles las diseñan con una estructura compacta y características distintivas. En general, una bomba semisumergible es una alternativa rentable a otros sistemas de bombeo.
Componentes de una bomba semisumergible
Motor
El motor eléctrico es un dispositivo electromecánico que convierte la energía eléctrica de la red eléctrica en energía mecánica. El motor eléctrico es el motor principal de una bomba semisumergible, lo que significa que proporciona toda la potencia mecánica necesaria para hacer funcionar la bomba. El eje del motor suele acoplarse al eje de la bomba para transmitir los pares. Un motor eléctrico puede ser de CC o de CA, dependiendo de la corriente de alimentación. Un motor Ac funciona con corriente alterna, mientras que un motor Dc funciona con corriente continua.
Acoplamiento
El acoplamiento es el componente que conecta el motor al elemento operativo de la bomba. La finalidad del acoplamiento es transmitir el par de accionamiento del eje del motor al eje de accionamiento. Los acoplamientos pueden ser flexibles o rígidos. Un acoplamiento flexible permite pequeñas desalineaciones angulares y paralelas, mientras que un acoplamiento rígido requiere una alineación precisa del eje, y cualquier desalineación afectará negativamente al rendimiento y vida útil de la bomba. Una bomba semisumergible emplea un acoplamiento flexible entre el eje del motor y el eje de funcionamiento de la bomba.
Carcasa de la bomba
La carcasa aloja el eje que transmite el movimiento de rotación del motor al elemento operativo (tornillo o impulsor). En una bomba semisumergible, la carcasa suele ser vertical y estar atornillada a la parte inferior de la placa de montaje. Durante el funcionamiento, la carcasa de la bomba contiene el líquido que entra por el orificio de entrada y sale por el orificio de salida y la tubería de impulsión. También está sellada para evitar fugas de la bomba y mantener la presión. Los fabricantes de bombas semisumergibles las diseñan a partir de diversos materiales que ofrecen gran solidez, resistencia a la corrosión y capacidad de fundición. Entre estos materiales se encuentran el hierro, el acero inoxidable, el níquel y las aleaciones a base de níquel, y los plásticos.
Rotor
El rotor o elemento de bombeo de una bomba semisumergible puede ser un impulsor (bomba centrífuga) o un tornillo (bomba de desplazamiento positivo). La función del rotor es aumentar la energía cinética y la presión del fluido de bombeo. El impulsor contiene una serie de álabes curvados hacia atrás y puede ser un impulsor abierto o cerrado. Los impulsores abiertos sólo tienen una cubierta y los álabes están expuestos por un lado y se encuentran principalmente en bombas centrífugas de aspiración de una etapa. Un impulsor cerrado tiene una cubierta a cada lado de los álabes. Tanto los impulsores abiertos como los cerrados se clasifican en una categoría común de impulsores conocida como impulsores radiales, que desplazan el fluido radialmente.
Eje de maniobra
El eje de accionamiento es un componente mecánico rotativo montado sobre cojinetes y que lleva el impulsor. Su función principal es transmitir el movimiento de rotación del motor al rotor de la bomba (impulsor o tornillo), moviendo el fluido a través de la bomba. Los fabricantes de bombas semisumergibles diseñan el eje utilizando metales sólidos como el acero inoxidable y el acero al carbono.
Tubo de descarga
La tubería de descarga se conecta al puerto de salida de la bomba mediante bridas o uniones de tuberías. Su función es dirigir la descarga de la bomba bajo presión al lugar requerido.
Puertos de entrada y salida
El puerto de entrada permite que el fluido entre en la bomba, mientras que el puerto de salida dirige el fluido bombeado fuera de la bomba y hacia el destino requerido a través de la tubería de descarga.
¿Cómo funciona una bomba semisumergible?
El funcionamiento de una bomba semisumergible viene determinado por el tipo de elemento operativo utilizado. En una bomba semisumergible centrífuga, el motor hace girar el impulsor, creando un vacío en el interior de la bomba debido al efecto centrífugo de los álabes del impulsor. Dado que la presión atmosférica fuera de la carcasa de la bomba es mayor que la presión interior, el fluido de bombeo entra en la carcasa de la bomba. Cuando el fluido golpea el ojo del impulsor, los álabes giratorios imparten gran energía cinética y velocidad al fluido mientras se desplaza radialmente hacia el exterior, hacia la cámara de voluta. Una vez en la cámara de voluta, la velocidad de flujo del fluido disminuye mientras que la presión aumenta haciendo que el fluido salga de la bomba a través del puerto de salida y la tubería de descarga hasta el lugar deseado.
En las bombas semisumergibles de tornillo, el motor de la bomba hace girar el tornillo impulsor, que a su vez hace girar el tornillo impulsado mediante un engranaje de sincronización. A medida que el tornillo gira, se entrelazan creando cavidades progresivas desde el lado de succión hasta el lado de descarga de la bomba. Estas cavidades atrapan y desplazan el medio bombeado desde la entrada de succión hasta la salida de descarga, al tiempo que lo comprimen para aumentar la presión.
Tipos de bombas semisumergibles
La bomba semisumergible puede clasificarse en función de la aplicación concreta de la bomba de la siguiente manera:
Bomba semisumergible química
La bomba semisumergible química se utiliza en la industria química para mover fluidos contaminados con partículas insolubles y fibras de hasta 6 mm de tamaño desde su depósito de almacenamiento. Consta de juntas de ajuste y un sello de funcionamiento en seco para mantener los vapores en el sumidero. Los fabricantes de bombas semisumergibles pueden instalar directamente la bomba química en la superficie del recipiente del medio bombeado. la bomba semisumergible química puede manejar líquido a temperaturas de hasta 105 grados centígrados. También puede manejar una altura de presión de hasta 80 metros y una capacidad máxima de 16000 metros cúbicos por hora.
Figura: Muestra de una bomba semisumergible química.
Bomba semisumergible de aceite
Este tipo de bomba semisumergible se utiliza para bombear aceites lubricantes para motores diésel en la construcción naval y centrales eléctricas estacionarias.
Figura: Muestra de una bomba semisumergible de petróleo.
Bomba semisumergible de achique
Una bomba semisumergible de drenaje se aplica en el drenaje de fosos, pasos subterráneos profundos de carreteras y patios de desagüe con alto riesgo de inundación o de aguas subterráneas. Suele arrancar automáticamente mediante interruptores de flotador. Puede bombear agua sucia con suciedad y sólidos cuyo tamaño de partícula admisible depende del diseño del impulsor y del tamaño de la bomba.
Figura: Diagrama que muestra la bomba semisumergible de drenaje.
Aplicaciones de la bomba semisumergible
Las bombas semisumergibles cubren un importante ámbito de aplicaciones con usos en casi todas las industrias debido a la necesidad de vaciar depósitos de almacenamiento o mover líquidos o sustancias viscosas. Tienen aplicaciones en la industria petrolera, química, de abastecimiento y evacuación de aguas, farmacéutica y alimentaria, etc.
- Las bombas semisumergibles se utilizan para la limpieza y neutralización de sustancias peligrosas y contaminantes.
- También se aplican en la evacuación de fluidos de tanques y depósitos de una profundidad fija, así como de bidones y cisternas
- Se utilizan para vaciar productos químicos y aceites de los recipientes de almacenamiento.
- Se utilizan para drenar fosos y deshidratar patios de campo con riesgo de inundación.
- Se utilizan para vaciar barriles y cisternas de ferrocarril.
Ventajas de una bomba semisumergible
- Una bomba semisumergible tiene una estructura compacta que elimina el largo tubo de succión.
- No necesita cebarse porque el elemento de bombeo suele estar sumergido en agua.
- Requiere menos espacio de instalación, ya que la mayor parte de la bomba se encuentra en su interior y sólo el motor se instala verticalmente por encima de la superficie.
- Una bomba semisumergible es más fácil de reparar y mantener que una sumergible, ya que no es necesario extraer toda la bomba.
- Una bomba semisumergible no requiere un sellado completo porque la parte más vulnerable de la bomba (es decir, el motor) está situada por encima del medio bombeado. Esto reduce considerablemente la complejidad de fabricación y el coste de la bomba.
- Es muy eficaz y fiable.
Desventajas de una bomba semisumergible
- Una bomba semisumergible requiere un espacio vertical para su instalación y mantenimiento.
- Las bombas semisumergibles tampoco sirven para todos los usos. Están diseñadas principalmente para tratar líquidos poco espesos, como el agua, o espesos, como las aguas residuales.
- El giro brusco del tubo de descarga puede producir una pérdida significativa de rendimiento.
Resolución de problemas de una bomba semisumergible
La bomba no arranca
- Fusible fundido o disyuntor activado. Inspeccione y sustituya el fusible si es necesario.
- La tensión es irregular debido a suciedad o corrosión en el presostato. Inspeccione el presostato y límpielo de cualquier resto de suciedad o contaminación.
La bomba no descarga lo suficiente
- La bomba no está totalmente sumergida. Asegúrese de que la bomba está totalmente sumergida en el medio.
- La válvula de retención ha fallado o está mal instalada. Inspeccione la válvula de retención, instálela correctamente o sustitúyala.
- La bomba funciona al revés. Compruebe que el sentido de giro del motor coincide con el indicado por el fabricante de la bomba semisumergible. Invierta las polaridades del motor.
- Impulsor obstruido. Inspeccione el impulsor y límpielo.
El protector de sobrecarga sigue disparándose
- El protector está expuesto a la luz solar directa. Dé sombra o ventile la caja
- Tensión incorrecta. Inspeccione los terminales de línea para determinar si la bomba está recibiendo el voltaje diseñado por el fabricante de la bomba.
El funcionamiento de la bomba es ruidoso
- La bomba trabaja en cavitación. Compruebe la alineación entre el conductor y la bomba. Compruebe que las válvulas de la línea de aspiración están completamente abiertas.
- La viscosidad del fluido es demasiado alta. Asegúrese de que la viscosidad del fluido bombeado está dentro del rango especificado por el fabricante de la bomba semisumergible.
- El fluido bombeado se mezcla con aire. Asegúrese de que la bomba esté totalmente sumergida para evitar la formación de vórtices en la superficie del fluido.
La bomba vibra excesivamente
- Algunos componentes de la bomba están desequilibrados. Inspeccione y reequilibre los componentes si es necesario.
- Eje oblicuo o desequilibrado. Inspeccione el eje y sustitúyalo o equilibrelo según sea necesario.
- El impulsor está muy desgastado o defectuoso. Inspeccione y sustituya el impulsor por otro del fabricante de la bomba si es necesario.
- El motor está suelto en la placa de montaje. Apriete el motor. Asegúrese de que el par de apriete se ajusta a las normas del fabricante de la bomba semisumergible.
Resumen
Una bomba semisumergible es una bomba que comprende un elemento de bombeo sumergido en el líquido bombeado y un motor instalado en una placa de montaje por encima de la superficie del líquido. En una bomba semisumergible, el eje del motor y el eje de salida están conectados mediante un acoplamiento flexible. Una bomba semisumergible es una bomba centrífuga vertical debido a la alineación vertical del eje de accionamiento. La bomba semisumergible puede dividirse en dos grandes categorías: bombas dinámicas de rotor, es decir, bombas centrífugas, y bombas de desplazamiento positivo, según el principio de funcionamiento. Los fabricantes de bombas semisumergibles también las clasifican en bombas semisumergibles para aceite, para drenaje y para productos químicos, según la aplicación específica de la bomba. Las bombas semisumergibles son excelentes para un importante ámbito de aplicaciones en prácticamente todas las industrias, debido a la creciente necesidad de vaciar tanques, depósitos, bidones y cisternas. Tienen una estructura compacta y son fáciles de instalar y mantener. Además, son comparativamente más baratas que las bombas sumergibles.