Electrobomba

Objetivo:

El objetivo es llegar a aprender sobre el funcionamiento y mantenimiento de la Electrobomba, así como el reconocimiento de sus piezas y su respectivas funciones de cada una de ellas, sirviendo también este trabajo para darnos una base para nuestra carrera.

Concepto:

Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma energía, generalmente energía mecánica, en energía hidráulica del fluido incompresible que desplaza. Cuando esta bomba está accionada por un motor eléctrico se denomina electrobomba.

Esta electrobomba recoge agua de un depósito para llevarla a un nivel superior donde se almacenará. En este nivel superior es necesario que existan unos sensores capaces de discernir cuando el agua a llegado a un nivel máximo (en cuyo caso se deberá detener el funcionamiento), o cuando va a sobrepasar un nivel mínimo. Entre estos dos niveles es cuando debe funcionar la bomba. El sistema consta también de un relé térmico, cuya función es impedir que funcione en condiciones de calentamiento anómalas y además permitir el arranque con la mayor rapidez y seguridad posibles. Todos estos datos aparecen representados en el esquema del sistema que se pretende realizar:

Partes:

Las partes constitutivas de una electrobomba centrífuga dependen de su construcción y tipo, por esta razón se mencionan las más fundamentales:

1- Carcasa : La mayoría de las carcasas son fabricadas en fierro fundido para agua potable, pero tienen limitaciones con líquidos agresivos ( químicos, aguas residuales, agua de mar ). Otro material usado es el bronce . También se usa el acero inoxidable si el líquido es altamente corrosivo.

2- Rodete o Impulsor: Para el bombeo de agua potable en pequeños, medianos y gran caudal, se usan rodetes centrífugos de álabes radiales y semi axiales. Fabricados en fierro, bronce acero inoxidable, plásticos.

3- Sello Mecánico: Es el cierre mecánico más usado, compuesto por carbón y cerámica. Se lubrica y refrigera con el agua bombeada, por lo que se debe evitar el funcionamiento en seco porque se daña irreparablemente.

4- Eje impulsor: En pequeñas bombas monoblock , el eje del motor eléctrico se extiende hasta la bomba, descansando sobre los rodamientos del motor . Fabricado en acero inoxidable.

Motores eléctricos: El motor eléctrico es una máquina capaz de transformar energía eléctrica en energía mecánica. De todos los tipos de motores este es el más usado, debido a las ventajas de la energía eléctrica ( bajo costo, facilidad de transporte ).

Las electrobombas italianas están dotadas de motores a inducción, con rotor en corto circuito, y estator jaula de ardilla.

Motores de corriente alterna: Son los más usados porque la distribución de energía eléctrica es en corriente alterna 50 Hz ( corriente que cambia su polaridad 50 veces por segundo ).

Funcionamiento:

La bomba de agua forma parte del sistema de refrigeración y su finalidad es mantener la circulación necesaria del líquido refrigerante y mantener así el motor en los niveles recomendados de temperatura.

El cuerpo o carcasa de la bomba está construido en aluminio o fundición, e internamente se destaca la presencia de un rotor con álabes rectos o curvados, que constituyen el impulsor del líquido.

El líquido refrigerante es enviado así al bloque del motor donde es necesario reducir el elevado calor generado en el interior de los cilindros, gracias al giro de la bomba que generalmente es movida por una correa que recibe el movimiento del mismo cigueñal.

El movimiento del impulsor de la bomba de agua genera que el líquido refrigerante que cae en él sea disparado gracias a la fuerza centrífuga circulando así hacia el bloque de cilindro para volver luego al radiador o a la bomba de agua, dependiendo si el termostato esta abierto o cerrado.

Es importante destacar la mutua colaboración entre la bomba de agua y el termostato en el ciclo de circulación del agua, ya que el motor debe funcionar a una determinada temperatura ni muy caliente ni excesivamente frío, es por eso que el termostato corta el pasaje de agua hasta que se alcance su temperatura óptima

Una temperatura alta inadecuada puede llegar a derretir las piezas del motor, conocido comúnmente como fundir el motor, o bien un desgaste excesivo por funcionamiento en frío.

La presencia de la bomba de agua posibilita además un menor tamaño del radiador.

Fluidos:

Dado que el fluido ingresa de forma sensiblemente paralela al eje del rotor, necesariamente choca contra el plato que soporta las paletas, para circular en un plano normal al eje. El comportamiento es similar al de un chorro de agua proyectado contra una pared, tiende a desparramarse en dirección aproximadamente radial. En consecuencia, la componente de velocidad absoluta a la entrada tendrá dirección radial.

Componente vectorial de las fuerzas que rigen una partícula al salir del impulsor de una bomba centrífuga

Como el impulsor está rotando, hay una componente de velocidad de arrastre "u" (u = w. r) y en consecuencia la partícula de fluido ingresa al impulsor con una cierta inclinación β, y una velocidad relativa w, tal que se cumpla w + u = C con lo cual la configuración es como la ilustrada. Para evitar choques entre las paletas y el flujo, que generarían remolinos y pérdida de rendimiento, es deseable que el ángulo β de las paletas coincida con el ángulo β del flujo, y esto explica que las paletas invariablemente en las máquinas de buena calidad estén siempre inclinadas hacia atrás en la entrada.

La cuestión de cómo conviene que estén orientadas a la salida del impulsor las paletas, tiene una solución al interpretar las fuerzas resultantes que se notan al comparar los diagramas de velocidad respectivos de dos casos extremos: Paletas inclinadas hacia atrás (β < 90º) y hacia adelante (β > 90º)

Resultante vectorial C de dos fuerzas actuantes en la periferia de un impulsor de bomba centrífuga (En el caso (β < 90º)

Fuerza C resultante de un diagrama de fuerzas actuantes a la salida de un impulsor cuyas paletas están inclinadas hacia adelante (β > 90º)

Se demuestra, entonces, que en el caso del impulsor cuyas paletas están inclinadas hacia atrás los vectores "u" y "w" poseen un ángulo obtuso entre ellos, por lo cual el vector resultante C resulta menor que en el otro caso. Esto significa que si se quiere convertir un excedente de energía cinética en presión, en el caso del impulsor cuyas paletas están inclinadas hacia adelante (β > 90º) el difusor deberá ser más complejo y por ende más costoso, dado que se debe controlar y "frenar" el fluido mucho más que en el otro caso.

Tipos de Electrobombas:

Para Aguas Sucias:

Este tipo de equipos se utilizan especialmente para trasvasar (mover agua de un lado a otro) grandes cantidades de agua que están sucias o cargadas como algunos lo llaman. Para esto hay que requerir de una Bomba de Agua que pueda filtrar partículas de ciertos tamaños. Dependiendo de la suciedad, hay Motobombas que pueden mover grandes o pequeñas partículas. Para eso hay que buscar el diámetro máximo que aceptan este tipo de Bombas para evitar que se tapen.

Bomba Sumergible de 1100 W para Aguas Sucias y Trabajo Pesado

• Caudal 24.900 litros por hora 
• Altura 12 m 
• Capacidad de succión de 50 mm 
• Soporta partículas de 38 mm 
• Peso 8 Kg 
• Voltaje 1100 W

Bomba Sumergible de 1100 W para Aguas Sucias

• Voltaje de 1100 W 
• Caudal máximo de 15.000 l/h 
• Profundidad máxima 9 m 
• Altura máxima 9 m

Para Aguas Limpias:

Ahora, si hablamos de Bombas de Agua para pasar de un lado a otro por ejemplo de una piscina y sin afán, encontramos una solución muy económica, que puede ser:

Bomba Sumergible Zipper de Agua Limpia con 400 W

• Motor de 400 W 
• Flujo máximo de 7,3 m3/h 
• Altura Máxima 7,5 m 
• Peso 3,95 Kg 

Bomba de Riego para el Jardín marca Zipper de 1200 W

• Motor de 1200 W 
• Flujo máximo de 3.800 l/h 
• Carcaza inox 
• Peso 8,4 Kg 

Para Presión:

Este tipo de Bombas de Agua te ayudarán a sostener la presión en todo tu hogar, generalmente si hay que subir el agua de un piso a otro y las condiciones no son favorables. También la puedes utilizar para pozos.

Bomba de Agua Sumergible de Presión de 1250 W

• Motor de 1250 W 
• Peso 7,9 Kg 
• Elevación máxima de 4,8 M 
• Presión máxima de 4,6 Bares 
• Caudal máximo de 3.800 l/h

Para Caudal:

Generalmente este Tipo de Motobombas o Bombas de Agua se especializan en realizar trabajos muy pesados, siendo además equipos autónomos ya que trabajan con combustible. Esto les da horas continuas de trabajo. Pueden mover grandes cantidades de agua en tiempos record. Este es un ejemplo de una Motobomba especializada, la:

Motobomba a Gasolina de 21000 l/h

• Motor de 4 tiempos 
• Potencia de 1,7 KW 
• Altura máxima de impulsión de 20 m 
• Peso 12 Kg 
• Tanque de 1,6 l

Identificcion de formulas:

El hidroneumático, esta formados por un deposito de fierro, con una membrana de caucho que almacena el agua, al estanque se le inyecta aire a presión.

Los hidroneumáticos sirven para automatizar las bombas y controlan el número de partidas horarias de los motores eléctricos. Esto es muy importante cuando se bombean caudales variables; es el caso de los artefactos sanitarios. Los motores eléctricos disipan calor, si tienen demasiadas partidas consecutivas, se recalientan. Cuanto más grande es el tamaño del hidroneumático menor son las partidas del motor de la bomba y este trabaja mas frío.

Estos equipos son muy confiables y fáciles de mantener. Se emplean en pequeñas bombas, como también en grandes equipos de bombeo para edificios. 

Fórmulas : 

Caudal medio

Qm = ( Qa + Qb )
                 2
Volumen regulación 

Vr = ( Qm x T )
               4

Volumen total 

V = Vr x ( Pb + 1 )
                Pb - Pa
Qa : Caudal de conexión (lts./min)
Qb : Caudal de desconexión (lts./min)
Pa : Presión de conexión ( kg/ cm2)
Pb : Presión de desconexión ( kg/ cm2)
T : Tiempo entre partidas consecutivas ( minutos) ver tabla.

La carga inicial de aire del hidroneumático debe ser igual al valor de (Pa).
El diferencial recomendado entre Pa y Pb debe ser de 10 a 15 m.c.a.
El caudal (Qb) debe ser siempre mayor al 25 % de (Qa).