Todo sistema de bombeo tiene un punto débil y en la mayoría de los casos se encuentra en el tramo de succión. Son importantes su cálculo inicial, ubicación, variaciones y envejecimiento. Conozca todos los detalles.
TALÓN DE AQUILES
En un sistema de bombeo hay errores o modificaciones que pueden tener distintos efectos. Consecuencias que pueden variar su gravedad según en qué parte del sistema sucedan.
Por ejemplo ubiquemos el caso en una bomba elevadora, si cerramos parcialmente una válvula ubicada en el tramo de tubería de impulsión de la bomba, el efecto más probable es que disminuya el caudal que entrega el equipo, las consecuencias serían: mayor tiempo de trabajo para el mismo abastecimiento, por lo que se desgastaría más el equipo, mayor consumo de energía y la vida útil se reduciría notablemente. Pero aún con dificultad el equipo no deja de cumplir su función: eleva agua al tanque superior.
Si esta misma variación aconteciera en el trayecto de aspiración el efecto más probable es que se produzca cavitación y se corte el flujo, el equipo deja de cumplir su función y no llegue agua al tanque superior.
Hablamos de efectos o consecuencias más probables ya que hay muchos factores que influyen en los resultados y no siempre tienen la misma gravedad, pero lo que quiero destacar es que variaciones, aunque sean mínimas, en el trayecto de succión (a comparación del de impulsión) pueden hacer la diferencia entre que el equipo funcione correctamente o no funcione, e inclusive que sufra daños que puedan dejarlo inutilizable.
El tramo de succión de un equipo de bombeo, sin importar su tipo (rotodinámicas – centrífugas – o de desplazamiento positivo -pistón, engranaje, diafragma, tornillo, etc.-) ni la función que cumplan (dosificación, transvase, presurización, etc.) es la parte más sensible y donde se producen el mayor porcentaje de fallas, muchas veces ocasionadas por errores de diseño, dimensionado o instalación.
Por ello es que esta serie de notas técnicas tiene por objetivo analizar cada detalle para evitar los problemas que pueden surgir en la parte más sensible de un sistema de bombeo.
UBICACIÓN Y DETALLES DE ARMADO
En esta primera entrega nos centraremos en 13 detalles importantes para la ubicación, forma y armado de la cañería de succión.
- El diámetro de la tubería debe asegurar que la velocidad de circulación del fluido no sea superior a 1,8 m/seg. Esto nos garantizará baja pérdida de carga por rozamiento y un andar sereno del equipo.
En la TABLA 1 (se adjunta al final de esta Nota Técnica) vemos los caudales máximos aconsejados para NO sobrepasar esta velocidad de circulación en función del diámetro de la cañería. Observemos que hablamos de velocidad máxima ideal, al analizar el ANPA (tema que veremos en profundidad más adelante) verán que cuanto más exigido esté el sistema hay veces que deberemos trabajar a menor velocidad y en situaciones muy favorables podremos trabajar a mayor velocidad.
- El diámetro de la cañería también debe garantizar la menor pérdida de carga por rozamiento (ver M3h nº17). Velocidad y pérdida de carga están estrechamente ligados, pero hay veces donde aún con velocidades altas la pérdida de carga por rozamiento puede no ser perjudicial.
- Una regla básica en los sistemas de bombeo nos indica que el Ø de cañería nunca debe ser menor que la boca de succión de la bomba, lo ideal es verificar los puntos anteriores, pero para una verificación rápida debemos saber que la sección de cañería corresponda a por lo menos un diámetro comercial más que la boca de la bomba. Ejemplo si la boca de succión es de 1,5” el diámetro de la cañería no debería ser menor a 2”.
- El largo total de la cañería de succión debe ser de no más de 100 veces su Ø. Ejemplo: para diámetro de Ø4” (100mm) el largo total no debe ser mayor a 10000 mm –10m-. Esto es una regla flexible ya que no es definitorio en cuanto al buen o mal funcionamiento, pero al igual que el punto anterior a primera vista si observamos que no se cumple esta regla debemos realizar concienzudamente los cálculos de velocidad y pérdida de carga. (IMAGEN 1 asociada a este punto al final de la Nota).
- El nivel mínimo del tanque debe asegurar un nivel de líquido sobre la boca de succión del caño que impida la formación de vórtices (pequeños remolinos) que faciliten el ingreso de aire. Este nivel o altura mínima entre el espejo de agua y el plano de la boca de succión se denomina sumergencia y varía acorde a la velocidad con que el agua circule dentro del caño de succión, ver TABLA 2 (se adjunta al final de esta Nota Técnica).
- En sistemas donde la succión es negativa, es decir que el tanque de donde succiona la bomba quede a un nivel inferior a esta, la cañería debe tener una inclinación ascendente hacia la bomba, ángulo de por lo menos 2 grados (es decir 3,5 cm por metro). Esto garantizará que al cebarse el equipo se desplace todo el aire.
- Cuando se utilicen reducciones excéntricas se debe tener la precaución de que el lado plano quede hacia arriba, esto evitará en caso de un pequeño ingreso de aire que este se acumule y pueda llegar a descebar la bomba. Ahora si la bomba aspirara de un tanque sobre el nivel de la misma la reducción excéntrica se debe colocar con el lado plano hacia abajo, de esta manera se evitarán turbulencias en el flujo.
- Si la bomba aspirase un de tanque bajo nivel se debe evitar dentro de lo posible el uso de válvulas o accesorios en el trayecto de succión, de esta manera tendremos menos puntos posibles de entrada de aire. En cambio cuando el tanque está sobre la bomba es imposible prescindir de las válvulas, pero al colocarlas se debe tener la precaución de que la manivela quede orientada hacia abajo o al costado.
- El trayecto desde la boca de succión de la bomba a la primera curva debe ser equivalente a por lo menos 4 veces el Ø, Ejemplo: con cañería de Ø4” (100 mm) la primer curva colocarla a por lo menos 400 mm. Evitaremos turbulencias que originen vibraciones o ruidos.
- Cuando se utilicen filtros en la válvula de pie estos deben tener una superficie de no menos 4 veces la sección de la cañería. (Ejemplo cañería Ø4”, 78,5 cm2, la sumatoria de las superficies de todos los orificios del filtro no debe ser inferior a 314 cm2).
- La tubería debe estar perfectamente alineada, sin tensiones.
- Debe tener soportes propios, ajeno al equipo de bombeo.
- También debe ser completamente estanca en todas su partes uniones y accesorios, si esto fuera dudoso debemos hacer una prueba hidráulica a por lo menos 2 o 3 kg/cm2 para verificar que no hayan puntos por donde pueda ingresar aire.
Autor: Sr. Hernán Levy
Publicado en Versión papel Edición Nº 34 Año 6 – Agosto / Setiembre 2009.
Registro de propiedad intelectual realizado y vigente.
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*TABLA 1: nos indica los caudales máximos aconsejables para cada diámetro interno de cañería sin exceder las velocidades máximas ideales para la aspiración (1,8 m/seg) y para el tramo de impulsión (2,8 m/seg).
*IMAGEN 1 (asociada al punto 4 de esta Nota Técnica)
*TABLA 2: SUMERGENCIA es el nivel mínimo que debe tener de líquido sobre la boca de succión, esto varía según la velocidad con qué circule el agua dentro de la tubería (ver M3h Nro 16).
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