Bomba de aumento de presión de agua
¿Qué es una bomba de aumento de presión de agua?
Una bomba de aumento de presión de agua es un tipo de bomba centrífuga para aumentar la presión del agua y el caudal en los sistemas de suministro de agua. Hay muchos factores que contribuyen a reducir la presión del agua, como la gravedad que ralentiza el fluido, la mayor altitud, los problemas de fontanería, la gran distancia desde la fuente de agua y la baja presión de los sistemas locales de suministro de agua. La bomba de aumento de presión de agua ayuda a resolver el problema de la baja presión de agua proporcionando el impulso adicional necesario para elevar la presión y el caudal de agua hasta el nivel deseado. Funciona con otras bombas de los sistemas de bombeo existentes, ya que no puede impulsar el agua hasta la zona o altura deseadas. Las bombas de aumento de presión de agua son perfectas para sistemas de suministro de agua poco contaminantes. Se han utilizado en viviendas particulares y residenciales para generar presión suficiente para transportar agua desde un depósito de almacenamiento hasta los grifos, cabezales de ducha, etc. Muchas aplicaciones militares, municipales, comerciales e industriales también utilizan bombas de aumento de presión de agua.
Figura: Configuración de una bomba de aumento de presión de agua
Componentes de una bomba de aumento de presión de agua
Motor
La bomba de aumento de presión de agua funciona con pequeños motores de inducción monofásicos de corriente alterna (CA). La función principal del motor eléctrico es proporcionar energía mecánica para hacer girar el impulsor de la bomba. En la mayoría de las bombas de aumento de presión, el motor eléctrico está acoplado al cabezal de la bomba.
Carcasa de la bomba
La carcasa de la bomba aloja los componentes internos de la bomba y ayuda a convertir la elevada energía cinética (impartida al agua por el impulsor) en una altura de presión. Los fabricantes de bombas de aumento de presión fabrican las carcasas de las bombas con hierro fundido dúctil, acero fundido o acero inoxidable dúplex.
Eje
El eje es un componente mecánico rotativo situado en el centro de la bomba y montado sobre cojinetes. Soporta el impulsor y conecta el conjunto del rotor de la bomba al motor mediante un acoplamiento.
Rodete
El impulsor desplaza el fluido que entra por la entrada de la bomba y sale por la salida. Se compone de una serie de álabes curvados hacia atrás y puede ser un impulsor de flujo radial de tipo abierto o de flujo radial de tipo cerrado.
Entrada y salida
La entrada de la bomba se conecta a la línea de agua, mientras que la salida se conecta a la tubería de distribución de agua doméstica.
Dispositivos sensores de presión o caudal
Los dispositivos de detección del caudal de presión ayudan a medir la presión y el caudal del fluido que circula por la bomba y a ajustarse en consecuencia.
Figura: Componentes de una bomba de aumento de presión de agua
¿Cómo funciona una bomba de aumento de presión de agua?
Durante el funcionamiento, el impulsor de la bomba se acciona mecánicamente a través de un motor eléctrico. El impulsor está acoplado directamente al motor eléctrico mediante un eje y gira a las revoluciones por minuto del motor. Cuando el agua de la tubería de suministro golpea los álabes del impulsor, se le imparte una gran energía cinética y se acelera hacia la carcasa de la bomba debido a la fuerza centrífuga que actúa sobre el impulsor. En la carcasa de la bomba, la velocidad del agua disminuye lentamente debido a la reducción gradual del tamaño de la trayectoria del caudal, y la elevada energía cinética se convierte en una altura de elevación de alta presión. Finalmente, el agua abandona la carcasa de la bomba a través de las salidas de la bomba y entra en la tubería de impulsión para ser trasladada al lugar deseado.
Tipos de bombas de aumento de presión de agua
Bomba de aumento de presión de agua de aspiración axial
Una bomba de aumento de presión de agua de aspiración axial tiene un conducto de aspiración axial y una salida de descarga orientada 90 grados respecto al conducto de aspiración. Puede ser de acoplamiento largo (acoplamiento y motor independientes) o de acoplamiento corto (el motor está en la misma unidad que la bomba). Los fabricantes de bombas de aumento de presión de agua suelen diseñar la bomba de aspiración axial para montaje horizontal. Es el diseño de bomba de aumento de presión de agua más común y tiene una construcción compacta y un funcionamiento sencillo.
Figura: Bomba de aumento de presión de agua de aspiración final.
Bomba de aumento de presión de agua en línea
Una bomba de aumento de presión de agua en línea contiene las boquillas de aspiración y descarga apoyadas en una línea recta de tuberías o en línea entre sí dentro de una carcasa de bomba. La dirección del flujo de fluido no cambia dentro de las bombas de aumento de presión de agua en línea. Las bombas de aumento de presión de agua suelen desarrollarse como bombas centrífugas monocelulares de aspiración única. Las bombas de aumento de presión de agua en línea suelen instalarse a lo largo de la tubería como válvulas. Son pequeñas y ocupan menos espacio.
Figura: Configuración de una bomba de aumento de presión de agua en línea.
Bomba de aumento de presión de agua con depósito de explosión
Este tipo de bomba de aumento de presión de agua viene con un depósito de expansión llamado depósito hidroneumático para mejorar el sistema de aumento de presión. El depósito proporciona espacio adicional para el agua cuando se expande, evitando que la bomba de aumento de presión de agua se encienda y apague cada vez que se abre el grifo. El depósito de explosión contiene el agua de reducción, que fluye fuera del depósito antes de que la bomba se vuelva a encender. Esta bomba se utiliza en pozos privados para reducir los ciclos de bombeo y elevar considerablemente la presión del agua.
Figura: Configuración de una bomba de aumento de presión de agua con depósito de explosión.
Bomba horizontal de aumento de presión de agua
Una bomba horizontal de aumento de presión de agua tiene el eje orientado horizontalmente dentro de la carcasa de la bomba. La bomba horizontal de aumento de presión de agua se puede acoplar con seguridad a diferentes motores primarios, como motores eléctricos, turbinas y motores de combustible. Requiere poca altura, por lo que es adecuada para aplicaciones interiores en las que el espacio vertical es limitado. El mantenimiento de este tipo de bomba suele ser sencillo, ya que las piezas son fácilmente accesibles. Sin embargo, una bomba horizontal de aumento de presión de agua ocupa más espacio en el suelo, y las temperaturas de trabajo y la presión son relativamente inferiores a las de la bomba vertical de aumento de presión en línea.
Figura: Configuración de una bomba horizontal de aumento de presión de agua.
Bomba vertical de aumento de presión de agua
La bomba vertical de aumento de presión de agua contiene un eje de bomba orientado verticalmente, dividido radialmente y en voladizo. Es adecuada para aplicaciones con espacios reducidos porque ocupa poco espacio. Puede bombear agua a alta temperatura y presión que su homóloga horizontal. Sin embargo, el diseño del eje en voladizo es problemático cuando la presión de aspiración es alta, ya que resulta difícil equilibrar el empuje axial.
Figura: Configuración de una bomba vertical de aumento de presión de agua.
Aplicaciones de la bomba de aumento de presión de agua
Los fabricantes de bombas de aumento de presión de agua desarrollan unidades para elevar la presión del agua en todo tipo de aplicaciones, desde domésticas, como duchas de baño y grifos, hasta sistemas industriales y aplicaciones comerciales, como bloques de duchas, aseos portátiles y hoteles. Son componentes esenciales en diversos sistemas de ingeniería hidráulica.
- Las bombas de aumento de presión de agua se utilizan para aumentar la presión del agua y el caudal en sistemas de suministro de agua domésticos, comerciales e industriales.
- Se utilizan como bombas circulares de refuerzo en cuartos de baño para agua fría y caliente.
- Se utilizan en las viviendas para aumentar el caudal desde un pozo de baja recuperación hasta un depósito de almacenamiento.
- Se utilizan en sistemas de suministro de agua a presión constante.
- También se utilizan en el riego y el drenaje de tierras agrícolas.
- También se aplican al suministro de agua y al drenaje de las centrales eléctricas.
- Se utilizan como bombas de agua para apoyar los equipos de extinción de incendios.
Ventajas de la bomba de aumento de presión de agua
- Las bombas de aumento de presión de agua tienen una construcción sencilla y compacta, por lo que requieren un espacio de instalación relativamente pequeño.
- Son razonablemente eficientes desde el punto de vista energético porque no están siempre en funcionamiento y entran en acción cuando el usuario abre el grifo para aumentar la presión del suministro de agua.
- Tienen una gran fiabilidad y eficacia.
- No tienen pérdidas de carga.
- Tienen un bajo coste de ciclo de vida debido a los mínimos requisitos de mantenimiento.
- La bomba puede manejar una amplia gama de presiones y caudales.
- Proporcionan un funcionamiento sin cavitación.
- Proporcionan un flujo continuo y constante.
Desventajas de una bomba de aumento de presión de agua
- La bomba de aumento de presión de agua requiere un estricto equilibrio entre el caudal de agua
Si el caudal de agua de la tubería principal supera la capacidad de la bomba de aumento de presión de agua, es posible que ésta se acelere en exceso o deje de funcionar.
- Las bombas de agua a presión están sujetas a problemas en los cierres mecánicos debido a la acumulación de gas en la cámara del cierre, que daña los cierres mecánicos.
- Las fugas de la junta por encima de la carcasa de la bomba pueden provocar la corrosión de la bomba.
Solución de problemas de una bomba de aumento de presión de agua
La bomba no arranca
- Hay un fallo en el cableado de la bomba, por ejemplo, conexiones sueltas o cables rotos. Inspeccione y repare las conexiones sueltas o sustituya los cables rotos.
- El disyuntor está abierto o el fusible está fundido. Compruebe si el fusible de la bomba de aumento de presión de agua está fundido y sustitúyalo si es necesario. Cierre el disyuntor.
- La tensión es irregular debido a suciedad o corrosión en el presostato. Inspeccione el presostato y límpielo de cualquier resto de suciedad o contaminación.
- Los receptáculos de fusibles están sucios o corroídos. Inspeccione y limpie los receptáculos de fusibles si es necesario.
- El suministro de corriente al panel es insuficiente. Asegúrese de que la tensión y la corriente suministradas a la bomba coincidan con la cantidad especificada en el manual del fabricante de la bomba de aumento de presión de agua.
La bomba se sobrecalienta y se apaga
- La tensión del motor no coincide con la tensión de alimentación de la red. Compruebe la tensión de alimentación del motor comparándola con la tensión especificada por el fabricante de la bomba de aumento de presión de agua en la placa de características.
- El impulsor choca con la carcasa de la bomba o no gira libremente. Desmonte la bomba y alinee el impulsor correctamente.
- Hay demasiado empuje debido a un fallo mecánico en el interior de la bomba. Inspeccione el conjunto de la bomba y corrija cualquier deficiencia.
- El motor tiene cables de tamaño incorrecto. Consulte los códigos eléctricos nacionales para obtener una guía útil sobre los tamaños correctos de los cables y los dispositivos de protección de circuitos.
- Los cojinetes de la bomba están desgastados. Inspeccione y sustituya los cojinetes si es necesario.
- La bomba funciona a muy baja capacidad. Asegúrese de que la bomba funciona a la capacidad nominal, según la guía de la bomba de aumento de presión de agua.
La bomba vibra o produce demasiado ruido
- El conjunto de la bomba está suelto. Apriete los componentes de la bomba al nivel de par recomendado por los fabricantes de la bomba de aumento de presión de agua.
- Hay elementos desequilibrados en la bomba de turbina vertical. Inspeccione y vuelva a equilibrar los elementos.
- Materias extrañas en el impulsor. Abra y limpie la bomba para eliminar las materias extrañas.
- La base de la bomba de aumento de presión de agua no es rígida. Compruebe las vibraciones y los huecos en el bastidor de la base.
- El eje de la bomba está doblado. Desmonte e inspeccione o sustituya la bomba.
- Los impulsores están muy desgastados o defectuosos. Si es necesario, inspeccione los impulsores y sustituya cualquier impulsor desgastado por otro de los fabricantes de bombas de aumento de presión de agua.
El controlador de la bomba está sobrecargado
- El motor presenta deficiencias, como mala ventilación, colocación incorrecta, etc. Inspeccione el motor eléctrico y realice las reparaciones necesarias.
- La velocidad de la bomba es demasiado alta. Reduzca la velocidad de giro de la bomba.
- La densidad o viscosidad del fluido es demasiado alta. Asegúrese de que la bomba se adapta a la aplicación.
- El prensaestopas está demasiado apretado. Afloje las tuercas de los prensaestopas hasta el par de apriete recomendado por el fabricante de la bomba de aumento de presión de agua.
- Fricción mecánica dentro de la bomba. Repare cualquier obstrucción o desviación.
Resumen
Una bomba de aumento de presión de agua es un tipo de bomba centrífuga que ayuda a elevar la presión del agua y el caudal en los sistemas de suministro de agua. Crea el impulso adicional necesario para elevar la presión y el caudal de agua al nivel deseado, ayudando a afrontar el reto de la baja presión de agua, que se produce debido a la gravedad, a una mayor elevación y a problemas de fontanería, entre otras razones. Las bombas de aumento de presión de agua funcionan con otras bombas en sistemas de bombeo porque no pueden mover el agua a la zona o altura deseada de forma independiente. Se utilizan principalmente para elevar la presión del agua en aplicaciones domésticas, residenciales y comerciales. Los fabricantes de bombas de aumento de presión de agua ofrecen distintos diseños, como bombas de aspiración axial, bombas en línea y configuraciones horizontales y verticales. La bomba de aumento de presión de agua también está disponible con un depósito de explosión, que evita que el dispositivo se encienda y apague cada vez que se abre el grifo. Las bombas de aumento de presión de agua requieren un espacio relativamente pequeño para su instalación y son razonablemente eficientes desde el punto de vista energético.