Qué hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar motobombas sumergibles

En el diseño de bombas sumergibles para aguas residuales influyen varios factores 

Las estaciones de bombeo principales o intermedias transportan aguas grises y aguas residuales, tanto domésticas como industriales o municipales, así como las aguas pluviales. Además de las bombas centrífugas instaladas en seco, las motobombas sumergibles también se emplean con frecuencia en dichas estaciones de bombeo. A la hora de seleccionar estas bombas deben cumplirse muchos requisitos relacionados con el sistema, cuyo funcionamiento está influenciado por factores muy diversos. La disposición de las tuberías, el contenido de sólidos y el tipo de instalación, por ejemplo, son decisivos para un funcionamiento sin problemas.

¿Por dónde empezar con la selección? ¿Qué factores hay que tener en cuenta para garantizar un funcionamiento duradero y sin problemas de las motobombas sumergibles instaladas y, con ello, de la estación de bombeo de aguas residuales en general?

¡Analice siempre la estación de bombeo de aguas residuales de forma integral!

Lo primero que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar una motobomba sumergible es que es sólo un componente del sistema general de aguas residuales. Una motobomba sumergible solo puede funcionar de forma fiable y eficiente si sus características y sistema hidráulico se ajustan a la estación de bombeo y a sus sistemas periféricos, así como al fluido a manipular (propiedades y composición), al sistema de control y al modo de funcionamiento.

En sus muchos años de experiencia trabajando extensamente con consultores, instaladores y otros profesionales, KSB ha adquirido una gran experiencia cuando se trata de seleccionar motobombas sumergibles para estaciones de bombeo de aguas residuales. Y nos gustaría compartirlo. Siga leyendo para conocer los principales parámetros de planificación y consejos prácticos para el éxito de la selección de motobombas sumergibles.

Parámetros de planificación y datos de diseño

Alcanzar un caudal y una altura específicos es el objetivo de elegir una motobomba sumergible. La altura manométrica total se calcula en función de la diferencia de altura entre los depósitos y de las pérdidas por fricción en las tuberías y los diversos componentes instalados. El caudal real depende de una serie de factores que son cruciales en la selección de las motobombas sumergibles.

En primer lugar, para una selección idónea de la bomba, la intersección de la curva característica de la bomba y la curva característica del sistema debe calcularse con la mayor precisión posible. Este es el rango de funcionamiento óptimo en el que la bomba funciona con la mejor eficiencia hidráulica. Para el cálculo, la altura manométrica H (en metros) debe ponerse en relación con el caudal de aguas residuales requerido Q (en m³/h). Los límites de funcionamiento están definidos por Qmin y Qmax.

Caudal (Q)

Calcular el caudal requerido, o caudal de entrada, con la mayor precisión posible es muy importante para determinar correctamente el rango de funcionamiento de la motobomba sumergible y dimensionar toda la estación de bombeo de aguas residuales. Esto permitirá que la bomba funcione de manera eficiente.

Altura manométrica (H)

La altura manométrica proporcionada por una bomba se define como el trabajo útil transferido al fluido en función del peso específico de dicho fluido, teniendo en cuanta la aceleración de la gravedad. Las informaciones clave necesarias para determinar la altura manométrica son, por ejemplo: la altura AOD (Above Ordnance Datum) del canal de entrada, los puntos de entrada y salida de las bombas, el terreno entre la estación de bombeo y la de destino, las válvulas, accesorios y tuberías instaladas, sus diámetros nominales (DN) y coeficientes de resistencia (ζ), así como la altura de descarga AOD en destino. 

NPSH

El NPSH está relacionado con las características de aspiración de una bomba. Representa la presión mínima requerida por cada bomba a la entrada para poder funcionar de manera fiable y sin cavitar. En general, hay que distinguir entre el NPSH3% (influencia de cavitación admisible con una caída del 3 % en la altura manométrica) de la bomba, también denominado NPSH requerido o altura neta positiva de aspiración de la bomba y el NSPH del sistema, también denominado NPSH disponible o altura neta positiva del sistema disponible a la entrada de la bomba. El NPSH3% puede verse influenciado por el tipo de impulsor y la velocidad de rotación de la motobomba sumergible.

Potencia absorbida

La potencia absorbida es la potencia que debe proporcionar el accionamiento al eje o acoplamiento de la bomba. La potencia absorbida no debe confundirse con la potencia disponible en el accionamiento, que se denomina potencia nominal del accionamiento o potencia nominal del motor PN, indicada por el fabricante del motor en la placa de características.

Funcionamiento en paralelo y curvas características de la bomba reducidas

En funcionamiento en paralelo, el caudal total se compone de los caudales de las bombas individuales a una altura determinada. La altura manométrica de cada bomba individual debe reducirse por el componente dinámico de las pérdidas de carga que se producen en la línea de descarga individual hasta el colector. La curva característica del sistema en el colector sólo contiene las pérdidas de carga aguas abajo del punto donde se unen las líneas individuales.

El cálculo de la pérdida de presión ayuda a determinar la carga

Para calcular las alturas realmente requeridas de un sistema de bombeo de forma reproducible, se debe realizar un cálculo de la pérdida de carga. En primer lugar, se necesita información sobre los requisitos básicos del proyecto: Una cantidad X de aguas residuales (en litros) debe transportarse desde A hasta B. A continuación, se utilizan las velocidades de flujo recomendadas para las aguas residuales para estimar las secciones de las tuberías. Si bien deben observarse las velocidades de flujo mínimas para transportar de manera confiable los sólidos contenidos en el fluido, también se deben tener en cuenta las consideraciones económicas con respecto a las velocidades máximas de flujo. Los diámetros resultantes se utilizan para calcular las pérdidas de presión.

La pérdida de carga (HL) para tubos rectos se calcula de la siguiente manera:

La pérdida de carga (HL) en válvulas y accesorios se calcula de la siguiente manera:

Consejos prácticos

A continuación, se ofrecen algunos consejos a tener en cuenta para poder evitar errores típicos y superar los retos que pueda plantear la selección:

• Analice la bomba y el sistema en su conjunto y de forma integral.
• Seleccione un tipo de impulsor y su material adecuados para el fluido.
• Asegúrese de que el punto de funcionamiento esté cerca del punto de máximo rendimiento, es decir, dentro del rango de funcionamiento óptimo.
• Verifique las velocidades mínimas de flujo necesarias en tuberías horizontales y verticales.
• Considere la velocidad periférica en el impulsor., según su diámetro.
• Verifique el nivel mínimo de agua en el tanque de entrada para evitar vórtices que introduzcan aire.
• Tenga en cuenta la frecuencia de arranque de las motobombas sumergibles.
• Calcule las curvas características de la bomba reducidas por las pérdidas individuales en las tuberías.
• Observe la velocidad de flujo mínima requerida para abrir las válvulas de retención oscilantes.

Conclusión

La selección de la bomba adecuada está determinada en gran medida por las condiciones de funcionamiento especificadas. Las condiciones de funcionamiento comprenden principalmente datos sobre el fluido (por ejemplo, temperatura, densidad, viscosidad, contenido de sólidos secos, contenido de arena u otras sustancias en el fluido), el caudal deseado y la altura requerida, el comportamiento en aspiración, la velocidad y el tipo de instalación de la motobomba sumergible. Más información necesaria para la selección: tamaño y tipo de conexión de los accionamientos, modos de funcionamiento, frecuencia prevista de los arranques e influencias del sistema y del entorno (emisiones máximas de ruido, vibraciones admisibles, otras vibraciones que se puedan producir en la tubería, etc.).

KSB estará encantado de ayudarle a seleccionar y planificar su estación de bombeo de aguas residuales. No dude en ponerse en contacto con nosotros.