Bomba de agua
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¿Qué es una bomba de agua?
Una bomba de agua es un tipo de bomba diseñada para transportar agua. El agua transportada puede ser agua limpia, dulce y salada, o agua con partículas sólidas, como aguas residuales o aguas fecales. Los fabricantes de bombas de agua siempre especifican el tipo de agua que puede transportar la bomba. Una bomba de agua crea un vacío que extrae el agua de su fuente hacia la bomba. La bomba tiene piezas internas que, cuando se mueven entre sí, hacen que el agua adquiera energía a alta presión. La energía de alta presión mueve el agua desde la bomba hasta el lugar deseado. Existen dos categorías principales de bombas de agua: bombas centrífugas y bombas de desplazamiento positivo. Las bombas de agua centrífugas utilizan la fuerza centrífuga para mover el agua, mientras que las bombas de desplazamiento positivo utilizan el movimiento de desplazamiento. Cada tipo de bomba tiene sus ventajas y desventajas.
Figura: Bomba centrífuga de agua.
¿Cómo funciona una bomba de agua?
Todas las bombas de agua utilizan un principio de funcionamiento similar. El principio de funcionamiento emplea la fuerza de la naturaleza. Esta fuerza ayuda a mover el agua desde su origen hasta la bomba. Los fabricantes de bombas de agua diseñan cada bomba con una pieza móvil específica, como un impulsor, paletas, engranaje o pistón. Al encender la bomba, las piezas internas empiezan a moverse. Este movimiento desplaza el aire. El movimiento del aire crea un vacío (un estado de baja presión en relación con la presión atmosférica) en la bomba. Este vacío obliga al agua a pasar del depósito de almacenamiento a la bomba. Cuando el agua entra en la bomba, adquiere más energía cinética y de presión. La energía de presión ayuda al agua a desplazarse desde la bomba hasta el lugar deseado.
Figura: Funcionamiento de una bomba de agua centrífuga y de una bomba de agua de dispersión positiva
Tipos de bombas de agua
Las bombas de agua son de dos tipos principales: la bomba de agua centrífuga y la bomba de agua de desplazamiento positivo.
Bomba centrífuga de agua
Una bomba de agua centrífuga crea una fuerza centrífuga que ayuda a girar el agua a la vez que añade energía de presión. Hay varios tipos de bombas de agua centrífugas que incluyen los siguientes:
Bomba de agua centrífuga horizontal
Una bomba de agua centrífuga horizontal es una bomba que se instala en posición horizontal. La bomba es adecuada para su uso cuando el cabezal está adyacente al motor principal (motor eléctrico o motor de combustión interna) en un plano horizontal. Un acoplamiento conecta el eje de la bomba al eje del motor primario. Sin embargo, otras bombas no tienen acoplamiento. La bomba es omnipresente, por lo que sus piezas de repuesto son fácilmente accesibles. La bomba es fácil de reparar, ya que sus piezas son fácilmente accesibles. Los fabricantes de bombas de agua recomiendan el uso de esta bomba en aplicaciones con espacio vertical limitado.
Figura: Bomba de agua centrífuga horizontal.
Bomba de agua centrífuga vertical
Una bomba de agua centrífuga vertical es una bomba que se instala en orientación vertical. Los fabricantes de bombas de agua las desarrollan para que puedan extraer agua de pozos o depósitos profundos. Estas bombas son de varios tamaños y formas, pero tienen configuraciones verticales distintivas. La bomba es la más adecuada para su instalación en zonas con poco espacio en el suelo y suficiente altura libre. La bomba funciona convirtiendo la energía cinética creada por los impulsores giratorios en energía de presión que ayuda a transferir el agua al destino necesario. Sin embargo, este tipo de bomba resulta difícil de reparar porque se instala a gran profundidad, lo que dificulta el acceso a las piezas de la bomba para su reparación.
Figura: bomba de agua centrífuga vertical.
Bomba de agua centrífuga de una etapa
Una bomba de agua centrífuga de una etapa es una bomba que funciona con un impulsor. Es la más común de todas las bombas. La bomba puede ser de configuración vertical u horizontal. Se prefiere por su pequeño tamaño y diseño compacto, que facilita su reparación. Una bomba de agua centrífuga de una etapa es más barata que una bomba con más de un impulsor. Sin embargo, es adecuada para bombear agua para alturas y caudales menores en relación con el tipo de bomba multietapa.
Bomba de agua centrífuga multietapas
Una bomba de agua centrífuga multietapa puede ser de configuración vertical u horizontal. Los fabricantes de bombas de agua las diseñan para que funcionen con más de un impulsor. Cada impulsor constituye una etapa del flujo de agua; por lo tanto, el número de impulsores es igual al número de etapas. Los impulsores de la bomba están dispuestos en serie de izquierda a derecha. Este diseño permite que el agua fluya a través de cada etapa desde la entrada hasta la descarga. En cada etapa, la presión del agua aumenta hasta que el agua sale del impulsor final. De este modo, el agua adquiere más energía de presión y, por lo tanto, puede moverse con una altura de elevación mayor que la bomba de una sola etapa. Esta bomba también puede alcanzar alturas de elevación elevadas, como 2000 m.3/hora. Sin embargo, debido a los impulsores utilizados, la bomba es propensa a atascarse, y su reparación y mantenimiento resultan difíciles.
Figura: Bombas de agua centrífugas multietapas verticales y horizontales.
Bomba de agua centrífuga autocebante
Una bomba autocebante está diseñada con características que le permiten cebarse por sí sola. Los fabricantes crean esta bomba con un depósito que contiene agua para el cebado. Las bombas que no tienen capacidad de autocebado se ceban manualmente. El proceso de cebado manual consiste en añadir agua a la bomba para expulsar el aire. Si no se elimina el aire, la bomba no creará el vacío necesario para forzar a la presión atmosférica a introducir agua en la bomba. Cuando se trata de una bomba autocebante, ésta crea un vacío al girar los impulsores. Con el vacío, una mezcla de aire y agua sube por la bomba hacia el puerto de descarga. El aire tiene una densidad menor que el agua; por tanto, el aire flota sobre el agua y es expulsado a través de la descarga. A continuación, el agua desciende hasta la bomba, donde se mezcla con el aire restante y asciende por la bomba, donde el aire es expulsado de nuevo. El proceso continúa hasta que se expulsa todo el aire. Una vez expulsado todo el aire, la bomba inicia el proceso normal de bombeo.
Figura: Bomba de agua centrífuga autocebante.
Bombas de desplazamiento positivo
Las bombas de desplazamiento positivo son bombas que transfieren agua utilizando la acción de tornillos, engranajes, pistones, paletas, tornillos o diafragma. En estas bombas, una cantidad específica de agua se encierra en la cámara de compresión. Tras la compresión, se descarga una determinada cantidad de agua. Las bombas de agua de desplazamiento positivo también se conocen como bombas de volumen constante debido a su caudal y velocidad constantes. Las siguientes son algunas de las bombas de agua de desplazamiento positivo.
Bomba de engranajes
La bomba de engranajes utiliza dos conjuntos de engranajes: el engranaje motriz y el engranaje accionado. El engranaje motriz está conectado al motor principal, que, en la mayoría de los casos, es un motor eléctrico. Esto ayuda a transmitir la potencia del motor a los engranajes. Los engranajes giran en sentido contrario, lo que ayuda a crear un vacío en el lado de aspiración de la bomba. El vacío fuerza la entrada de agua en la bomba. Cuando el agua llega entre el conductor y el engranaje impulsado, queda atrapada. La humedad atrapada se mueve con los engranajes giratorios y mantiene su movimiento desde el lado de entrada hasta el de descarga. A continuación, el agua a alta presión sale de la bomba por el puerto de descarga y se desplaza por la tubería hasta el destino deseado.
Bomba de tornillo
La bomba de tornillo funciona de forma similar a la bomba de engranajes. La bomba tiene varios tornillos, siendo los principales el tornillo impulsor y el tornillo accionado. Los tornillos impulsor y conducido engranan entre sí. Cuando los tornillos giran, el agua es aspirada hacia la bomba desde el depósito a través de un tubo de aspiración. El tornillo ayuda a que el agua se desplace del lado de aspiración al de descarga.
Aplicaciones de las bombas de agua
- Estas bombas se utilizan en el suministro de agua municipal y doméstico.
- Las bombas de agua también se utilizan para suministrar agua en aplicaciones de construcción.
- Se utilizan en la captación del agua necesaria para la agricultura y el riego.
- Estas bombas se utilizan para achicar agua en inundaciones.
- Estas bombas se utilizan en centrales eléctricas de vapor para suministrar el agua necesaria para refrigerar el sistema de la central.
- Las bombas de agua se utilizan en aplicaciones de tratamiento y limpieza del agua.
- Se utilizan en aplicaciones de lavado a alta presión.
- Las bombas de agua se utilizan como bombas de refuerzo en el transporte de agua a larga distancia.
- Estas bombas se utilizan en aplicaciones de extinción de incendios.
Ventajas de las bombas de agua centrífugas
- Las bombas de agua centrífugas están muy disponibles en el mercado en comparación con las bombas PD.
- Son baratos.
- Estas bombas pueden bombear agua limpia y sucia.
- Las bombas de agua centrífugas son de varios tipos, lo que permite a los usuarios adquirir una bomba de su elección en función de la demanda de agua.
- Estas bombas pueden funcionar con un motor de combustión interna o con un motor eléctrico.
- Su tamaño es versátil.
Desventajas de las bombas de agua centrífugas
- Estas bombas deben cebarse antes del bombeo normal de agua.
- Son propensos a la cavitación.
- Estas bombas tienen poca potencia de aspiración.
Localización de averías en bombas de agua centrífugas
La bomba arranca, pero no sale agua
- La bomba no está cebada. Cebe la bomba.
- No hay corriente en el motor. Compruebe que los cables de alimentación del motor están correcta y firmemente conectados.
- La válvula de descarga está cerrada. Abra la válvula de descarga.
- La válvula de aspiración está cerrada. Abra la válvula de descarga.
- El tubo de aspiración está obstruido. Abra el tubo de aspiración y elimine los materiales que puedan obstruirlo.
- El eje del motor gira en sentido contrario. Compruebe que el sentido de giro del eje del motor coincide con la flecha indicada en la carcasa de la bomba.
- La altura de aspiración es demasiado elevada. Baje la bomba o aumente el nivel de agua en el depósito.
El caudal de agua disminuye/escaso caudal de agua
- Fugas a través de las juntas. Sustituir las juntas de la bomba.
- Fuga por la tubería de aspiración. Repare o sustituya el tubo de aspiración.
- El filtro o la válvula de aspiración están obstruidos. Compruebe el filtro o la válvula de aspiración y limpie los materiales que causan la obstrucción.
La bomba produce mucho ruido/vibraciones.
- La bomba funciona fuera de su rango de trabajo. Asegúrese de que la bomba funciona en el rango recomendado por el fabricante de la bomba de agua.
- El impulsor está parcialmente obstruido. Limpie los materiales de bloqueo.
- Los rodamientos están desgastados. Sustituya los rodamientos.
- Rodete defectuoso o desgastado. Sustituya el impulsor.
- Desalineación en el eje/acoplamiento. Alinee correctamente el eje/acoplamiento.
Localización de averías en bombas de desplazamiento positivo
Baja capacidad de flujo de agua
- La velocidad es demasiado baja. Aumente la velocidad de la bomba al rango recomendado por el fabricante de la bomba de agua.
- Fugas a través de las válvulas. Repare o sustituya las válvulas en consecuencia.
- La camisa o el segmento del pistón están desgastados. Sustituya la camisa o el segmento.
La bomba sufre un desgaste excesivo
- Desalineación del eje de la bomba. Alinee los ejes correctamente.
- Doblar el eje. Enderece el eje.
Sobrecalentamiento de la bomba
- No hay lubricación en los cojinetes. Lubrique los cojinetes.
- La tapa del cojinete debe estar suficientemente apretada. Afloje la tapa.
- Desalineación del eje. Vuelva a alinear los ejes de la bomba.
Resumen
Las bombas de agua están diseñadas para transportar agua. El agua puede estar limpia o sucia. Sin embargo, los fabricantes de bombas de agua tienen bombas específicas para agua limpia y otras para agua sucia. Las bombas de agua son de varios tipos. Las centrífugas y las de desplazamiento positivo son los dos tipos principales. En una bomba de agua centrífuga, los impulsores giran a gran velocidad creando un vacío. El vacío fuerza la entrada de agua en la bomba. Los impulsores también ayudan a transmitir energía cinética al agua. A medida que el agua sale de la bomba, su energía cinética se convierte en energía de presión. La energía de presión se encarga de transportar el agua hasta su ubicación. Algunos tipos de bombas de agua centrífugas son las horizontales, las verticales, las de una etapa, las multietapa y las autocebantes, entre otras.
Las bombas de agua de desplazamiento positivo transfieren agua mediante la acción de tornillos, engranajes, paletas, pistones, émbolos o diafragmas. Las bombas PD funcionan transfiriendo una cantidad específica de agua, lo que les ha valido el nombre de bomba de agua de volumen constante, ya que son capaces de mantener una velocidad y un caudal constantes. Algunas bombas de agua de descarga parcial son bombas de engranajes, bombas de tornillo, bombas de diafragma, bombas de pistón y bombas de émbolo.