Sis­te­mas de bom­beo que au­men­tan la efi­cien­cia

La efec­ti­vi­dad de una he­rra­mien­ta de es­te ti­po tie­ne dos com­po­nen­tes cla­ve: la Efi­CIEN­CIA DEL MO­TOR Y LA DE LA BOM­BA.

Construir Costa Rica - - Sumario - Por: Juan Die­go Cha­ves, ge­ren­te cor­po­ra­ti­vo de pro­duc­to de Dur­man.

La efec­ti­vi­dad de una he­rra­mien­ta de es­te ti­po tie­ne dos com­po­nen­tes cla­ve: la efi­cien­cia del mo­tor y la de la bom­ba. Ha­ce­mos un re­co­rri­do por los fac­to­res que ga­ran­ti­zan su ca­li­dad y du­ra­bi­li­dad.

En de­fi­ni­ción una bom­ba es una má­qui­na que se en­car­ga de trans­for­mar ener­gía me­cá­ni­ca en ener­gía hi­dráu­li­ca (mo­vi­mien­to cons­tan­te de una ma­sa lí­qui­da a tra­vés de un con­duc­to ce­rra­do), exis­tien­do dos pa­rá­me­tros bá­si­cos pa­ra eva­luar la ener­gía hi­dráu­li­ca: la pre­sión o car­ga y el cau­dal o vo­lu­men de flui­do por uni­dad de tiem­po.

Un sis­te­ma de bom­beo en­ton­ces es un con­jun­to de equi­pos que in­clu­yen bom­bas, mo­to­res, vál­vu­las, dis- po­si­ti­vos eléc­tri­cos, tu­be­rías, ac­ce­so­rios y de­más ma­te­ria­les ne­ce­sa­rios pa­ra efec­tuar el tra­ba­jo de mo­ver un flui­do des­de un pun­to de­ter­mi­na­do a otro ba­jo con­di­cio­nes es­pe­cí­fi­cas.

Hay gran ca­ti­dad de sis- te­mas de bom­beo y pa­ra di­fe­ren­tes usos. No po­de­mos ima­gi­nar­nos la vi­da de hoy sin ellos: pa­ra nues­tra agua po­ta­ble que be­be­mos y usa­mos, pa­ra eli­mi­nar las aguas re­si­dua­les lue­go de usar­las, en la in­dus­tria, en la agri­cul­tu­ra,

A la ho­ra de ele­gir hay que con­si­de­rar no so­lo el cos­to de los equi­pos sino el con­su­mo que va a te­ner du­ran­te to­do su tiem­po de ope­ra­ción y va­ri­ca­cio­nes arri­ba de cin­co pun­tos en su efi­cien­cia sin du­da de­ben to­mar­se en cuen­ta.

en los la­bo­ra­to­rios y mi­les de apli­ca­cio­nes des­de las más sim­ples has­ta las más com­ple­jas.

Aho­ra bien, ¿qué di­fe­ren­cia un sis­te­ma de bom­beo a otro? Por su­pues­to su ca­li­dad, du­ra­ción y al­go muy im­por­tan­te: su efi­cien­cia. Co­mo in­di­ca­mos an­te­rior­men­te la bom­ba trans­for­ma ener­gía me­cá­ni­ca en hi­dráu­li­ca, y esa ener­gía me­cá­ni­ca ge­ne­ral­men­te pro­vie­ne de un mo­tor que pue­de ser eléc­tri­co en la ma­yo­ría de los ca­sos, o bien sea a com­bus­tión. Así que tan­to más efi­cien­te sea el sis­te­ma de bom­beo me­nos ener­gía va a con­su­mir, y eso se tra­du­ce en aho­rro de di­ne­ro pa­ra el pro­pie­ta­rio y me­nos con­ta­mi­na­ción a ni­vel de so­cie­dad.

La efi­cien­cia en un sis­te­ma de bom­beo co­mo vi­mos tie­ne dos com­po­nen­tes prin­ci­pa­les, la efi­cien­cia del mo­tor y la efi­cien­cia de la bom­ba. Co­men­ce­mos con los mo­to­res eléc­tri­cos.

Los mo­to­res eléc­tri­cos mo­der­nos han ido evo­lu­cio­nan­do ha­cia tec­no­lo­gías mu­cho más efi­cien­tes. Pa­ra iden­ti­fi­car los mo­to­res por su efi­cien­cia se ha es­ta­ble­ci­do una no­men­cla­tu­ra es­pe­cial. Así los mo­to­res son re­gi­dos por la nor­ma IEC 60034-30 y se cla­si­fi­can de la si­guien­te ma­ne­ra: • IE1: Efi­cien­cia es­tan­dar. • IE2: Al­ta efi­cie­nia. • IE3: Efi­cien­cia pre­mium.

• IE4: Efi­cien­cia sú­per pre­mium.

Pa­ra te­ner una idea, un mo­tor de 5,5 KW y 3600 RPM pue­de va­riar su efi­cien­cia des­de 84,7% en IE1 has­ta 91,5% en IE4.

Por eso a la ho­ra de ele­gir hay que con­si­de­rar co­mo in­di­ca­mos an­te­rior­men­te no so­lo el cos­to de los equi­pos sino el con­su­mo que va a te­ner du­ran­te to­do su tiem­po de ope­ra­ción y va­ri­ca­cio­nes arri­ba de cin­co pun­tos en su efi­cien­cia sin du­da de­ben to­mar­se en cuen­ta pues es ener­gía ex­tra que se va a con­su­mir y se tie­ne que pa­gar.

En los ultimos años al­gu­nas mar­cas co­mer­cia­les han lan­za­do mo­to­res aún más efi­cien­tes co­mo por ejem­plo los HED (High Ef­fi­ciency Dri­ven), cu­yas con­di­cio­nes de di­se­ño son es­pe­cia­les pa­ra au­men­tar la efi­cien­cia a ni­ve­les aún ma­yo­res.

En es­te di­se­ño es­pe­cial el es­ta­tor se ba­sa en bo­bi­nas in­duc­to­ras que es­tán ad­he­ri­das a un trans­for­ma­dor fe­rro­mag­né­ti­co. Es­tos bo­bi­na­dos son ener­gi­za­dos uno tras otro y crean una se­cuen­cia mag­né­ti­ca del po­lo sur al nor­te de for­ma al­ter­na en el es­ta­tor. Ca­da de­va­na­do es­tá op­ti­mi­za­do pa­ra la res­pec­ti­va po­ten­cia y ta­ma­ño del mo­tor don­de se uti­li­za.

El ro­tor se ba­sa en ima­nes per­ma­nen­tes y pla­cas de trans­for­ma­do­res. Con el cam­po mag­né­ti­co per­ma­nen­te crea­do por los mag­ne­tos, se crean po­los eléc­tri­cos en el ro­tor de for­ma per­ma­nen­te.

El mo­vi­mien­to del ro­tor es in­du­ci­do de­bi­do a la atrac­ción y re­pul­sión cons­tan­te en­tre el mag­ne­to per­ma­nen­te del ro­tor al in­ter­ac­tuar con el es­ta­tor gi­ra­to­rio del bo­bi­na­do. La ve­lo­ci­dad del cam­po gi­ra­to­rio del es­ta­tor es igual con la del ro­tor por lo tan­to no exis­te des­li­za­mien­to. Con es­tos mo­to­res se lo­gran efi­cien­cias muy al­tas, ro­zan­do el 100% que se­ría la efi­cien­cia má­xi­ma.

Lue­go del mo­tor te­ne­mos la efi­cien­cia de la bom­ba. En

En cier­tos ca­sos en que la co­ne­xión en­tre el mo­tor y la bom­ba no es di­rec­ta se de­be con­si­de­rar la efien­cia de trans­mi­sión. Pa­ra los ca­sos en que sí la com­par­ten, es­ta efi­cien­cia de trans­mi­sión se con­si­de­ra 100%.

cier­tos ca­sos en que la co­ne­xión en­tre el mo­tor y la bom­ba no es di­rec­ta, o sea que no com­par­ten su mis­mo eje, se DE­BE CON­SI­DE­RAR LA EfiEN­CIA DE trans­mi­sión. Pa­ra los ca­sos en que sí la com­par­ten, que son de­no­mi­na­das mo­no­block, es­ta Efi­CIEN­CIA DE TRANS­MI­SIóN SE con­si­de­ra 100%.

LA Efi­CIEN­CIA DE LAS BOM­BAS va­ría con­for­me su di­se­ño, ca­li­dad de los ma­te­ria­les en es­pe­cial de los que es­tán en con­tac­to con el agua, y al­go muy im­por­tan­te es su pun­to de ope­ra­ción. To­das las bom­bas tie­nen su pun­to má­xi­mo DE Efi­CIEN­CIA QUE MáS O ME­NOS es en la mi­tad de la cur­va. Si nos mo­ve­mos a la iz­quier­da (me­nos cau­dal y más pre­sión), o a la de­re­cha (más cau­dal y ME­NOS PRE­SIóN) LA Efi­CIEN­CIA VA a dis­mi­nuir, tal co­mo se ob­ser­VA EN LA fiGUA AD­JUN­TA.

Es por eso de su­ma im­por­tan­cia cuan­do se eli­ja el sis­te­ma de bom­beo ver bien que las bom­bas va­yan a tra­ba­jar en su MA­YOR PUN­TO DE Efi­CIEN­CIA.

Otra for­ma de aho­rrar ener­gía ha­cien­do el sis­te­ma más Efi­CIEN­TE ES UTI­LI­ZAN­DO LA PO­TEN­cia ne­ce­sa­ria y jus­ta se­gún la de­man­da de cau­dal y pre­sión que se es­té re­qui­rien­do en ca­da mo­men­to. Pa­ra eso se desa­rro­lla­ron los sis­te­mas de pre­sión cons­tan­te o ve­lo­ci­dad va­ria­ble. Es­tos sis­te­mas se BA­SAN EN LAS LE­YES DE Afi­NI­DAD que re­la­cio­nan esen­cia­le­men­te la fre­cuen­cia en hertz de la co­rrien­te con la ve­lo­ci­dad de gi­ro de ro­tor, y es­te con la po­ten­cia con­su­mi­da.

LAS LE­YES DE Afi­NI­DAD ES­TA­ble­cen las re­la­cio­nes que se dan en­tre los prin­ci­pa­les pa­Rá­ME­TROS QUE DE­fi­NEN LA OPE­ra­ción de las bom­bas y que he­mos men­cio­na­do an­te­rior­men­te. Es­tos se­rían la Ve­lo­ci­dad N, la pre­sión H, el cau­dal Q y la po­ten­cia P. En­ton­ces te­ne­mos: • Q1/Q2 = N1/N2 • H1/H2 = (N1/N2)^2 • P1/P2 = (N1/N2)^3 Es­tas son en esen­cia las LE­YES DE Afi­NI­DAD, Y EN­TON­CES po­de­mos ver que an­te una va­ria­ción de la ve­lo­ci­dad el cau­dal va­ría li­neal­men­te, la pre­sión va­ría en una re­la­ción cua­drá­ti­ca y la po­ten­cia en una re­la­ción cú­bi­ca. La ve­lo­ci­dad la po­de­mos ajus­tar sim­ple­men­te va­rian­do la fre­cuen­cia.

Util­zan­do va­ria­do­res de ve­lo­ci­dad po­de­mos va­riar la fre­cuen­cia cuan­do la de­man­da sea ba­ja y así dis­mi­nui­mos en una re­la­ción cú­bi­ca la po­ten­cia, y por con­si­guien­te el con­su­mo ener­gé­ti­co que es la po­ten­cia por uni­dad de tiem­po (Kw/hr).

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