Las bombas centrífugas ¿Qué son las bombas centrífugas?
Las bombas centrífugas son las más usadas en las industrias. Se utilizan para despl esplaz azar ar líqu líquid idos os a tra través vés de un sist siste ema de tube tuberí rías as,, acc acciona ionada dass principalmente por motores eléctricos y de combustión ión interna rna. Estas bombas crean un fluo utilizando la energía cinética de un rodete giratorio para generar el movimiento del fluido. La eficacia de una bomba centrífuga depende del rendimiento de este rodete. Clasificación de las bombas centrífugas
!ebido a la gran variedad de las bombas centrífugas, estas pueden clasificarse como"
#omba centrífuga voluta" El impulsor descarga en una caa espiral que se e$pa e$pand nde e prog progre resi siva vame ment nte, e, prop propor orci cion onad ada a en tal tal form forma a que que la velocidad del líquido se reduce en forma gradual. %or este medio, parte de la energía de velocidad del líquido se convierte en presión estática. #omba #omba centrífuga centrífuga difusor" Los álabes álabes &rueda &rueda perfilada' perfilada' direcciona direccionales les estacionarios rodean al rotor o impulsor en una bomba del tipo de difusor. Estos pasaes con e$pansión gradual cambian la dirección del fluo del líquido y convierten la energía de velocidad a columna de presión. Bomba centrífuga turbina: En este de bomba po se producen remolinos en el líquido por medio de los álabes a velocidades muy altas dentro del canal anular en el que gira el impulsor.
Las bombas centrífugas horizontales
Las bombas centrífugas con el ee de giro (orizontal tienen el motor a la misma altura. )ste tipo de bombas se utiliza para el funcionamiento en seco. El líquido llega siempre a la bomba por medio de una tubería de aspiración. Las bomba centrífugas verticales
Las bombas centrífugas con el ee de giro en posición vertical tienen el motor a un nivel superior al de la bomba y trabaan siempre rodeadas por el líquido a bombear.
Existen otras clasificaciones de las bombas centrífugas, basadas en los tios de flu!o
#omba centrífuga de fluo radial" En el caso de fluos baos y altas presiones, la acción del rotor de la bomba centrifuga es en gran medida radial. #omba centrífuga de fluo a$ial" Las bombas de fluo a$ial desarrollan su columna por la acción de impulso o elevación de las paletas sobre el líquido. #omba centrífuga de fluo mi$to" Las bombas de fluo mi$to desarrollan su columna parcialmente por fuerza centrifuga y parcialmente por el impulsor impulsor de los álabes sobre el líquido. líquido. El diámetro diámetro de descarga descarga de los impulsores es mayor que el de entrada.
"rinciales características de la bomba centrífuga
En la gran variedad de las bombas centrífuga encontramos las siguientes características"
Elemento giratorio" *ormados por un ee y uno o varios rodetes. Elemento estacionario &carcasa'.
Elementos de cierre.
+umenta la energía del fluido por la acción de la fuerza centrífuga. centrífuga.
Se adapta a trabaos a velocidades altas.
El líquido sale perpendicular al ee de rotación del álabe o rodete.
En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en serie.
En las bombas de baa presión, el difusor es un canal en espiral.
En el caso de fluos baos y altas presiones, la acción del rotor es en gran medida radial. En fluos más elevados y presiones de salida menores, la dirección de fluo en el interior de la bomba es más paralela al ee del rotor. *luo mi$to es cuando la transición de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las condiciones son intermedias. Las bombas centrífugas, al contrario que las de desplazamiento positivo, no son auto aspirantes y requieren de cebado previo al funcionamiento.
#sos $ alicaciones de las bombas centrífugas
Son equipos para bombear fluidos corrosivos y no corrosivos a una eficiencia (idráulica má$ima. %enta!as rinciales de las bombas centrífugas
Son más económicas que las bombas de émbolo equivalente. Las bombas centrífugas son muy versátiles en sus capacidades y presiones. +lgunas de sus ventaas son"
audal constante. %resión uniforme.
Sencillez de construcción.
-amao reducido.
#ao mantenimiento.
*le$ibilidad de regulación.
/ida 0til prolongada.
1o tienen movimientos alternativos.
Camos de alicaciones de las bombas centrifugas
Las bombas centrífugas son las bombas que más se aplican en diversas industrias, en las que destacan" 2ndustria alimenticia" Saborizantes, aceites, grasas, pasta de tomate, cremas, vegetales trozados, mermeladas, mayonesa, c(ocolate, levadura, etc. 2ndustria de cosméticos" remas y lociones, tintes y alco(oles, aceites, etc.
2ndustria farmacéutica" %astas, arabes, e$tractos, emulsiones. #ebidas" lec(e, cerveza, aguardientes, concentrados de fruta, ugos, etc. 3tros químicos" Solventes, combustibles y lubricantes, abones, detergentes, pinturas, gases licuados, etc. %rincipio del funcionamiento de las bombas centrífugas Las bombas centrífugas mueven un cierto volumen de líquido entre dos niveles y transforman un trabao mecánico en otro de tipo (idráulico. La energía se comunica al líquido por medio de álabes en movimiento de rotación, a diferencia de las bombas de desplazamiento volumétrico o positivo, de las rotativas &de engranaes, tornillos, lóbulos, levas, etc.' y alternativas de pistón, de vapor de acción directa o mecánicas.
Los elementos &ue forman una instalación con una bomba centrífuga
4na tubería de aspiración, que termina en la brida de aspiración. Dentro de una cámara herméca dotada de entrada y salida gira una rueda rodete!" el verdadero cora#$n de la bomba. El rodete es el elemento rodante de la bomba que convierte la energía del motor en energía cinéca. El líquido penetra a%ialmente por la tubería de aspiraci$n hasta la entrada del rodete y este alimentado por el motor! proyecta el &uido a la #ona e%terna del cuerpo'bomba debido a la fuer#a centrífuga producida por la velocidad del rodete. El líquido" de esta manera" almacena una energía potencial! que se transformará en caudal y altura de elevaci$n o energía cinéca!.
5. Empaque. 6. *lec(a. 7. 8odete. 9. /oluta. :. Entrada. ;. +nillo de desgaste. <. !ifusor.
=. Salida. La voluta es una parte fia que está dispuesta en forma de caracol alrededor del rodete a su salida. 4na tubería de descarga conectada con la bomba, el líquido se encanalará fácilmente, llegando fuera de la bomba.
"rinciales tios de las bombas centrífugas
En la gran variedad de las bombas centrífugas encontramos los siguientes principales tipos"
8adiales, a$iales y diagonales. !e impulsor abierto, semiabierto y cerrado.
>orizontales y verticales.
'ombas centrífugas radiales, axiales $ diagonales
El tipo de una bomba que atiende al diseo (idráulico del rodete impulsor, viene caracterizado por su velocidad específica, calculada en el punto de funcionamiento de diseo, es decir, en el punto de má$imo rendimiento de la curva característica. 'ombas centrífugas radiales
La corriente líquida se verifica en planos radiales. La energía se cede al líquido esencialmente mediante la acción de la fuerza centrífuga. 'ombas centrífugas axiales
La corriente líquida se verifica superficies cilíndricas alrededor del ee de rotación. La energía se cede al líquido por la impulsión eercida por los álabes sobre el mismo. 'ombas centrífugas diagonales
La corriente líquida se verifica radial y a$ialmente, denominándose también de fluo mi$to. La energía se cede al líquido mediante la acción de la fuerza centrífuga y la impulsión eercida por los álabes sobre el mismo. Camos de alicación de los tres tios de bombas centrífugas
El diagrama muestra una relación entre el caudal en litros?minuto y la altura (idráulica. Subiendo en vertical se encuentran el tipo de bomba y potencia necesaria para una altura (idráulica determinada.
Características técnicas e hidr(ulicas de las bombas centrífugas )ltura hidr(ulica desarrollada or una bomba centrífuga
La altura &(' desarrollada por una bomba se determina midiendo la presión en la aspiración y en la salida de la bomba, calculando las velocidades mediante la división del caudal de salida entre las respectivas áreas de las secciones transversales y teniendo en cuenta la diferencia de altura entre la aspiración y la descarga. La altura neta ( suministrada por la bomba al fluido es donde los subíndices d y as se refieren a la descarga y aspiración de la bomba. Si las tuberías de descarga y aspiración son del mismo tamao, las componentes de la altura correspondiente a la velocidad se cancelan, sin embargo en general la tubería de entrada es mayor que la de salida. La normativa de ensayo indica que la altura desarrollada por una bomba es la diferencia entre la carga en la entrada y en la salida. Sin embargo, las condiciones del fluo en la brida de salida son normalmente demasiado irregulares para tomar medidas de presión precisas, y es más seguro medir la presión aleándose de la bomba diez o más veces el diámetro del tubo y aadir una estimación de la pérdida por fricción para esa longitud del tubo. En la entrada algunas veces e$iste prerotación en la zona del tubo cercana a la bomba y esto puede (acer que las lecturas depresión obtenidas con un instrumento de medida sean diferentes a la presión media real en dic(a sección. *endimiento hidr(ulico de las bombas centrífugas
uando un líquido fluye a través de una bomba, sólo parte de la energía comunicada por el ee del impulsor es transferida el fluido. E$iste fricción en los coinetes y untas, no todo el líquido que atraviesa la bomba recibe de forma efectiva la acción del impulsor, y e$iste una pérdida de energía importante debido a la fricción del fluido. )sta pérdida tiene varias componentes,
incluyendo las pérdidas por c(oque a la entrada del impulsor, la fricción por el paso del fluido a través del espacio e$istente entre las palas o álabes y las pérdidas de alturas al salir el fluido del impulsor. El rendimiento de una bomba es bastante sensible a las condiciones bao las cuales esté operando. Características del funcionamiento de las bombas centrífugas a velocidad constante
El rendimiento de una bomba varía considerablemente dependiendo de las condiciones bao las cuales esté operando. %or tanto, cuando se selecciona una bomba para una situación dada, es importante que la persona encargada de realizar dic(a selección tenga información relativa el funcionamiento de las distintas bombas entre las que vaya a realizarse la elección. El fabricante de bombas suele tener información de este tipo, basada en ensayos de laboratorio, sobre su catálogo de bombas estándar. Sin embargo, algunas veces las bombas de gran capacidad se fabrican a medida. + menudo se fabrica y se ensaya un modelo de tal bomba entes de realizar el diseo final del prototipo de la bomba. +un cuando algunas bombas centrífugas son accionadas por motores de velocidad variable, la forma más frecuente de operación de las bombas es a velocidad constante. La forma de los impulsores y de los álabes y su relación con la envolvente de la bomba dan lugar a variaciones en la intensidad de las pérdidas por c(oque, la fricción del fluido y la turbulencia. !ic(os parámetros varía con la altura y el caudal, siendo responsables de las grandes modificaciones en las características de las bombas. La altura en vacío es la que desarrolla la bomba cuando no (ay fluo. En el caso de las bombas centrífugas de fluo mi$to, la altura en vacío es alrededor de un 5@ por 5@@ mayor que la altura normal, que es la que corresponde al punto de má$imo rendimiento, mientras que en el caso de las bombas de fluo a$ial la altura en vacío puede ser (asta tres veces la altura normal. La elección de una bomba para condiciones determinadas dependerá de la velocidad de giro del motor que la acciona. Si la curva característica de una bomba para una velocidad de giro dada es conocida, la relación entre la altura y el caudal para velocidades de giro distintas puede deducirse a partir de ecuaciones. El efecto de la viscosidad en bombas centrífugas
Las bombas centrífugas también se utilizan para bombear líquidos con viscosidades diferentes a las del agua. +l aumentar la viscosidad, la curva altura caudal se (ace mas vertical y que la potencia requerida aumenta. La línea discontinua indica los puntos de má$imos rendimiento para cada curva. Se observa que tanto la altura como el caudal disminuyen en el punto de má$imo rendimiento. !os de las principales pérdidas en una bomba centrífuga son por fricción con el fluido y fricción con el disco. Estas perdidas varían con la viscosidad del líquido
de manera que la carga A capacidad de salida, así como de la toma mecánica difiere de los valores que se obtienen cuando se manea agua. Es necesario, sin embargo, conocer las tres unidades diferentes que pueden encontrarse para describir la viscosidad de un líquido en especial"
Segundos Saybolt 4niversal, o SS4. entistoBes A que define la viscosidad cinemática.
entiposes A que definen la viscosidad absoluta.
Se (an (ec(o muc(as pruebas e$perimentales para determinar el efecto de la viscosidad del líquido en el funcionamiento de diversas bombas centrífugas. +un con datos muy e$tensos sobre el efecto de la viscosidad. Es difícil predecir con precisión el funcionamiento de una bomba cuando manee un fluido viscoso de su comportamiento cuando emplea agua fría. uando se aplican bombas ordinarias de agua fría para usarse en el bombeo de líquidos viscosos, se debe tener cuidado para asegurarse de que el diseo de la flec(a es lo bastante fuerte para la potencia necesaria, que puede ser un considerable esfuerzo en los caballos de fuerza al freno para agua fría, aunque pueda ser el peso específico del líquido menor que el del agua.
+elección de bombas centrífugas (ara una aplicaci$n especí)ca hay siempre varios pos de bombas entre los que elegir. *e debe seleccionar una bomba con un muy buen rendimiento para las condiciones operavas dadas.
Los ar(metros ara la selección de bombas centrífugas a investigar inclu$en
/elocidad específica 1s. !iámetro del impulsor.
/elocidad de operación.
4sar bombas multiCetapa.
olocar bombas en serie.
Limitar el fluo en el sistema para a(orrar energía.
3betivo" El obetivo es optimizar los recursos tecnológicos, minimizando el consumo de energía. %unto de operación" ambiando la curva de características de la bomba se puede manipular el punto de operación. Esto se logra con la reducción del diámetro del impulsor y colocarlo en la carcaza original, modificando el diámetro de la tubería o estrangular el fluo dentro de la misma. La curva de la bomba puede modificarse también cambiando la velocidad de trabao de la misma. 1iveles de operación variables" 4na situación complea se presenta cuando los niveles de los depósitos no son constantes. on estas condiciones de trabao no es posible lograr un alto rendimiento del sistema y se puede utilizar un motor de velocidad variable. Las bombas centrífugas con el imulsor abierto 'ombas centrífugas de imulsor abierto, semiabierto, cerrado $ de doble asiración
>ay modelos de bombas centrífugas especiales para cada tipo de líquido &combustibles, aguas densas, aguas potables, pulpa y ácidos, etc.' y para diferentes caudales y presiones. Se pueden distinguir cuatro tipos de impulsores seg0n su diseo mecánico"
!e álabes aislados &abiertos'. on una pared o disco lateral de apoyo &semiabiertos'.
on ambas paredes laterales &cerrados'.
!e doble aspiración.
+ipos de impulsores de las bombas centrífugas
Semiabierto
+bierto
errado
!e doble aspiración
La presión requerida o de servicio es la diferencia de altura entre la toma y el punto a donde se envía el líquido sin tomar en cuenta tramos (orizontales. La presión necesitada para vencer la fricción y curvas está calculada en tablasD en función del diámetro de la tubería y del caudal y presión &o velocidad' del líquido. 'ombas centrífugas con el imulsor abierto
4n impulsor abierto tiene álabes unidos 0nicamente al ee de giro y se mueven entre dos paredes laterales fias. uenta con tolerancias laterales lo más cerradas posibles para evitar fugas. Estos impulsores cuentan siempre con una pequea pared posterior para dar la rigidez necesaria a los álabes. Los impulsores abiertos se utilizan en algunas bombas radiales pequeas y para el bombeo de líquidos abrasivos. 1o (ay distinciones entre impulsores abiertos y semiabiertos. Bombas centrífugas con empu,e a%ial en el impulsor abierto con álabes posteriores
5. %resión de impulsión. 6. %resión de impulsión. 7. 8educción en el empue a$ial con álabes posteriores. 9. %resión aspiración. +plicaciones principales de estas bombas centrífugas
+guas cargadas.
+guas arenosas.
*angos ligeros de depuración.
+c(ique de canteras.
+ceites de corte.
+ceites ligeros, etc.
Las bombas centrífugas con el imulsor semiabierto
Los impulsores con una sola pared lateral, que siempre es la posterior, se usan en las bombas de fluo mi$to y todas las a$iales. %ara evitar fugas deben ser muy cerradas las tolerancias laterales. Estas fugas son tanto mayores cuanto menos viscoso es el líquido. Son más apropiados que los abiertos para manear líquidos a altas temperaturas. El desgaste del impulsor es proporcional a la velocidad relativa del líquido. 1o es radialmente uniforme, sino algo mayor en la periferia. >ay que cambiar el impulsor cuando el uego lateral se (ace grande por el desgaste. %ara el maneo de líquidos abrasivos se colocan a veces placas laterales de desgaste. Están construidas con materiales especiales como el acero ino$idable. La escasa tolerancia lateral del impulsor pueda tener graves consecuencias con una posible desviación del ee. Esto tiene muc(a mayor importancia que en los impulsores cerrados. Las dilataciones o contracciones anormales tienen muc(a mayor importancia que en los impulsores cerrados.
-mpulsor de una bomba centrífuga de torbellino con álabes radiales a ambos lados del disco
El empue a$ial en los impulsores abiertos es mayor que en los cerrados. La parte anterior está sometida a una presión media menor. %ara disminuir este defecto se les provee de álabes posteriores. Estos disminuyen en gran parte la presión media en la cara posterior. -ambién sirven para evitar que el líquido quede estancado cerca del ee y empaquetaduras, ya que si el líquido fuese abrasivo podría resultar muy perudicial. enta,as del impulsor abierto sobre el cerrado en las bombas centrífugas
!entro de sus principales ventaas se encuentran" El impulsor abierto puede bombear líquidos corrosivos y abrasivos con sólidos. La menor tendencia a obstruirse que le (ace adecuado para líquidos sucios.
El menor roce (idráulico del disco, al tener sólo una pared girando, de lo que se deduce un buen rendimiento. 4na mayor accesibilidad de los álabes para el mecanizado, lo que permite conseguir meores acabados. Se puede utilizar una mayor variedad de materiales constructivos.
En estas dos imágenes creados por un simulador! se puede observar la generaci$n de la presi$n sobre el impulsor. El líquido entra por el centro color a#ul!. /os álabes generan la fuer#a centrífuga marcado en ro,o! necesaria para bombear el producto.
Las bombas centrífugas con el imulsor cerrado
Los impulsores cerrados tienen los álabes colocados entre dos paredes laterales. Las tolerancias muy cerradas evitan fugas de retroceso entre la impulsión y la aspiración. La principal ventaa de esta solución es que los aros de cierre se pueden reemplazar fácilmente, así evitando fugas mayores. %ara minimizar el desgaste, se pueden aplicar materiales especiales seg0n las condiciones de trabao. Empu,e a%ial en impulsor cerrado de bombas centrífugas
5. %resión de impulsión. 6. %resión de impulsión. 7. *uerzas equilibradas. 9. *uerzas desequilibradas. :. +ros de cierre. Los impulsores a$iales, por su misma estructura, sólo pueden ser semiabiertos o cerrados, ya que sus álabes se pueden considerar como apoyados lateralmente en el ee de rotación. Los impulsores de doble aspiración llevan aros de cierre en los dos oídos. Se pueden considerar como dos impulsores de aspiración simple, opuestos y en paralelo. +us venta!as son
+usencia de empue a$ial. 4na menor 1%S>r &su definición está al final de este artículo'. 4na mayor capacidad de aspiración.
Los impulsores de simple aspiración sólo tienen aros en ambos lados, lo que implica una desventaa para el equilibrio (idráulico. Los impulsores cerrados pueden resistir muc(o meor cualquier fle$ión del ee, contracciones y dilataciones. Son más adecuados para servicios de altas temperaturas. -ienen la desventaa de que sus canales son normalmente inaccesibles para cualquier tipo de mecanizado. >idráulicamente, el rozamiento de disco es doble al tener dos paredes en el impulsor, pero las pérdidas volumétricas son menores. La posibilidad de obstrucción con líquidos sucios es mayor -efinición del valor ."+/r o "resión .eta de +ucción re&uerida
1%S> significa %resión 1eta de SucciónF o .et "ositive +uction /ead en inglés. Es una característica propia de la bomba, se define como la energía necesaria para llenar la parte de aspiración y vencer las pérdidas por rozamiento y aumentar la velocidad. En definitiva es la energía del líquido que una bomba necesita para funcionar satisfactoriamente. Su valor puede determinarse tanto por prueba como por cálculo. %ara una bomba centrífuga el 1%S> requerido es la cantidad de energía necesaria, e$presada en metros columna de líquido para"
/encer las pérdidas de carga desde la abertura de admisión &entrada' a los álabes del impulsor. rear la velocidad deseada de corriente a los álabes, ya que es necesaria una velocidad mínima.
Las bombas centrífugas horizontales $ verticales
El ee de rotación puede ser (orizontal o vertical, &rara vez inclinado'. !e esta disposición se derivan diferentes diseos en la construcción de la bomba. 'ombas centrífugas horizontales
El ee de la bomba y del motor están a la misma altura. La bomba no debe trabaar en seco, ya que necesita el líquido bombeado como lubricante entre anillos rozantes y rodete, y entre empaquetadura y ee. +ntes de su puesta en marc(a deben quedar cebadas por no ser autoC transpirantes. Este proceso puede ser bastante compleo si la bomba no trabaa en carga y colocada por encima del nivel del líquido. Este caso se presenta muy frecuente con bombas centrífugas (orizontales, se debe colocar una válvula en la parte de la aspiración de la bomba t alg0n sistema de cebado. %enta!as de las bombas centrífugas horizontales
En la gran variedad de las bombas centrífugas (orizontales encontramos las siguientes ventaas.
Son de construcción más barata que las verticales. Su mantenimiento y conservación es muc(o más sencillo y económico. El desmontae de la bomba se puede (acer sin necesidad de mover el motor.
1o (ay que tocar las cone$iones de aspiración e impulsión.
*ácil de instalar.
Bombas centrífugas vercales
En este tipo de bomba tiene un ee vertical y el motor generalmente está encima de la bomba. Esto permite que la bomba trabae siempre rodeada por el líquido a bombear. Estas bombas no deben quedar cebadas antes de la puesta en marc(a.
'ombas centrífugas verticales no sumergidas
En las bombas verticales no sumergidas, el motor generalmente está directamente encima de la bomba. -ambién puede estar muy por encima de la bomba para protegerlo de una posible inundación o para (acerlo más accesible. El ee de la bomba puede ser rígido o fle$ible por medio de untas universales. Esto soluciona el problema del alineamiento. Se puede usar las mismas bombas (orizontales, solamente (ay que modificar los coinetes. La ventaa de las bombas verticales es que necesitan muy poco espacio (orizontal, son ideales para trabaar en barcos, pozos, etc. Se debe prever suficiente espacio vertical para su montae y desmontae. %ara bombas de gran capacidad, la construcción vertical generalmente es menos cara que la (orizontal. Las bombas centrífugas verticales no sumergidas tienen su camo en
+plicaciones marinas. +guas sucias.
!renaes.
2rrigación.
irculación de condensadores, etc.
Las bombas centrífugas verticales sumergidas
El funcionamiento de las bombas centrífugas verticales sumergidas (ace innecesario el cebado. El impulsor siempre está por completo rodeado por el líquido a impulsar y la bomba puede trabaar en cualquier momento.
El control de la unidad es mínimo" Solamente (ay que arrancar el motor de la bomba sin (acer un cebado previo. La aspiración es siempre por abao a una cierta profundidad con respecto al nivel libre del líquido. Si esta profundidad es insuficiente pueden generarse en la superficie remolinos por cuyo centro entra aire a la bomba y esto reduce el rendimiento del equipo. El ee de estas bombas queda, por su largo, guiado por coinetes de fricción y lubricados por grasa, aceite o el mismo líquido bombeado. Las ventaas (idráulicas son notorias" !esaparecen todos los problemas de aspiración que son el principal inconveniente en el funcionamiento de las bombas centrífugas. !esventaas de este tipo de bomba respecto a las bombas (orizontales" Son inicialmente más caras y su mantenimiento muc(o más elevado. ualquier reparación e$ige el desmontae de la bomba para subirla a la superficie. El ee alargado e$pone a los coinetes a fuerzas mecánicas muy fuertes que pueden reducir drásticamente la vida 0til de los mismos.
Las bombas verticales de turbina sumergidas Los tios m(s imortantes de bombas verticales de turbina sumergidas son
Las bombas de turbina verticales o de pozo profundo. Las bombas de (élice.
'ombas verticales de turbina
Las bombas verticales de turbina (an llegado a un grado de perfección notable con rendimientos altos y determinadas ventaas (idráulicasD aunque empezaron siendo empleadas e$clusivamente para riegos en pozos y perforaciones, sus aplicaciones industriales aumentan cada vez más, siendo en la actualidad más numerosas que las agrícolas, por lo que la denominación de bombas de pozo profundo va desapareciendo para adaptarse a la de bombas de turbina vertical. !entro de este tipo se pueden distinguir las bombas provistas de ee alargado y accionadas por motor sumergible dispuesto inmediatamente por debao de la bomba o bombas buzo. El impulsor de aspiración simple, puede ser radial o diagonal, seg0n las condiciones de trabao y de forma cerrada o semiabierta.
0mulsores semiabiertos
Se requieren un auste vertical más cuidadoso durante el montae. El conunto de difusores de la bomba y la tubería de impulsión, cuelgan del cabezal sobre el que va montado el motor. Los difusores tienen a veces un recubrimiento de un esmalte especial para minimizar las perdidas (idráulicas y así meorar el rendimiento. La construcción de estas bombas permite montar el n0mero de etapas deseado, combinando los difusores e impulsores necesarios. Esto ofrece cierta fle$ibilidad a las aplicaciones. 'ombas verticales de turbina con el motor or encima
En estas bombas, el ee va por el interior de la tubería de impulsión, sin protección si la lubricación es por aceite, o dentro de un tubo protector si la lubricación es por agua. on estas bombas se pueden alcanzar unos 6@@ m.c.a. 4n mal alineamiento del ee afecta la vida 0til de los coinetes y genera vibraciones durante el funcionamiento. 'ombas verticales de turbina con el motor sumergido
Se (an desarrollado motores que pueden trabaar dentro del líquido y de dimensiones que les permite ir montados en el interior del pozo para evitar las desventaas de los ees largos. !e esta forma desaparecen el ee, los coinetes y el tubo protector y la tubería de impulsión puede ser de menor diámetro. Los motores pueden ser de funcionamiento en seco con cierre (ermético, o inundados con aislamiento especial. Las ventaas del motor sumergido se aprecian muc(o en pozos de más de 7@ m de profundidad, o bien inclinados o curvados. El espacio requerido en la superficie es mínimo e incluso nulo con descarga subterránea. Las desventaas son una reducción en rendimiento y vida del motor y el desmontae total para cualquier tipo de revisión o reparación de la bomba o del motor. 'ombas verticales de turbina de hélice
Estas bombas manean grandes caudales con pequeas alturas en posición vertical y sumergida.
-ambién disponen de álabes directores con obeto de evitar o reducir una prerotación e$cesiva de la vena líquida en la aspiración. Esto sucede en lugares donde (ay remolinos en la superficie del líquido. El ee puede estar lubricado por aceite, en cuyo caso va dispuesto dentro del correspondiente tubo protector con los coinetes de apoyo. El impulsor puede ir en voladizo o bien tener coinete inferior. En ciertas bombas de este tipo es posible desmontar el ee y el impulsor desde arriba, sin necesidad de retirar la tubería de impulsión.
La cavitación en las bombas centrífugas 0ntroducción a la cavitación en bombas centrífugas La cavitación es un fenómeno indeseable que puede ocurrir durante el funcionamiento de las bombas centrífugas. Es importante sealar que la cavitación se produce debido a alg0n error durante el diseo del sistema de bombeo. Si la bomba centrífuga trata de e$pulsar más líquido del que puede absorber se producirá un efecto de vacío en el interior de la bomba. Esto, obviamente, reducirá la presión por lo que se producirán burbuas de vapor &dic(o de otra forma, cuando se alcanza la presión de vapor, el fluido se vaporiza y forma pequeas burbuas de vapor' que principalmente rozarán a los álabes de los impulsores de la bomba, sin dear de afectar otros componentes. La cavitación tiene un efecto realmente destructivo &llamado corrosión por cavitación' en la estructura de la bomba centrífuga. Entre las características de una bomba centrifuga que (a sufrido daos por cavitación puede destacarse la erosión de los impulsores de la bomba centrifuga, la cual se da a tal grado, que las paredes del mismo pueden llegar a alcanzar el espesor de un papel, e inclusive, presentar grandes perforaciones con bordes muy afilados. 1ios de cavitación
Suele clasificarse la cavitación en dos tipos" a'cavitación de succión" La cavitación de succión ocurre si la succión de la bomba centrifuga se encuentra en condiciones de baa presiónF y consecuente alto vacíoF por lo que el líquido se transforma en vapor a la entrada del impulsor. b'cavitación de descarga" La cavitación de descarga ocurre a causa de que la descarga de la bomba centrifuga se encuentra muy elevada. "osibles comortamientos de una bomba centrífuga durante la cavitación
a'uando una bomba centrífuga presenta cavitación parece (aber variaciones en el fluo de liquido bombeado. b'Es frecuente oir un cierto sonido a arena que roza. Este sonido es producido realmente por las burbuas que rozan contra la superficie interna de los impulsores de la bomba centrífuga durante la cavitación. c'La cavitación también producirá vibración anormal en la bomba centrífuga.
"osibles soluciones ara evitar la cavitación
a'El problema de la cavitación pudiera resolverse aumentando la presión del fluido a la entrada de la bomba centrífuga. b'En algunos casos pudiera funcionar reducir el fluo de salida de la bomba centrífuga para evitar la cavitación. c'Es posible que elevar el nivel del tanque de succión resuelva el problema de la cavitación. d'Eliminar cualquier posible obstrucción que pudiera presentarse en la tuberías del sistema de bombeo que probablemente pueda ser la causa de la cavitación. Conclusiones
+unque la cavitación es un fenómeno que no se presenta con muc(a frecuencia, se debe ser muy cuidadoso al momento de (acer el diseo del sistema de bombeo. !e esta manera, es la prevención la meor manera de resolver el problema de la cavitación.
¿Qué es la cavitación en las bombas centrífugas? 0uando el líquido a bombear se mueve en una parte donde la presi$n es menor que su presi$n de vapor" vapori#a en forma de burbu,as. Estas son arrastradas ,unto con el líquido hasta una parte donde se alcan#a una presi$n más elevada y desaparecen. Este fen$meno se conoce como cavitaci$n.
5. Salida de la bomba. 6. Entrada de la bomba. 7. %resión de vapor. 9. !iferencial de presión entre la entrada y la salida. :. %resión. El factor de vibración en la cavitación de las bombas centrífugas
#ombas centrífugas siempre tienen un componente de vibración importante en la frecuencia de paso de álabes, que es igual al n0mero de álabes de la impulsora por las 8%G. La impulsora de la bomba produce un impulso de presión en el fluido bombeado, cuando cada álabe pasa el punto de salida. Este e$cita la frecuencia de vibración del paso de álabes en la tubería, por lo tanto se transmite a través de la máquina.
En esta imagen (generada por un simulador) se puede observar la generación de la presión sobre el impulsor. El líquido entra por el centro (color azul). Los álabes generan la fuerza centrífuga (marcado en rojo) necesaria para bombear el producto. El área rojo es la parte crítica donde puede presentarse cavitación. El factor de resión en la cavitación de las bombas centrífugas
Las bombas centrífugas operan con normalidad si la presión absoluta a la entrada del rodete no está por debao de un determinado valor. Si a la entrada del rodete la presión es inferior a la presión parcial del vapor, se forman las burbuas de vapor. Estas disminuyen el espacio utilizable para el paso del líquido. 4n funcionamiento prolongado con estas condiciones daa a la bomba. La intensidad del golpeteo a medida que disminuye la presión absoluta a la entrada del rodete, se aprecia claramente en las curvas características de la bomba de la siguiente figura. -isminución brusca de las curvas caracterí scas por el efecto de la cavitaci$n en bombas centrífugas
>m" +ltura de bombeo en metros 1" %otencia H" 8endimiento de la instalación de bombeo q" audal
Uno de los efectos más negativos de la cavitación es la pérdida de rendimiento en el sistema de bombeo. Como resultado cae la curva característica de una bomba en la que aparece cavitación bruscamente.
Etaas de la cavitación en bombas centrífugas
'ombas centrifugas verticales de foso lleno
E$isten una gran cantidad de catálogos con la información técnica pertinente. Estos catálogos permiten conocer los diferentes parámetros de la bomba centrifuga para un cálculo acertado del funcionamiento de la misma. 'ombas centrifugas %erticales de turbina
El propósito original de las bombas centrifugas verticales de turbina fue el de bombear agua de pozos por lo que se les (abía denominado en algunos casos bombas centrifugas de pozo profundoF y en otros casos bombas centrifugas de agueroF. Sin embargo, este tipo de bombas centrifugas (a resultado ser sumamente versátil, ya que tiene diversas aplicaciones en una gran cantidad de campos, por lo que los fabricantes decidieron disearlas como bombas centrifugas de turbinaF. Entre los campos de aplicación para las bombas centrifugas verticales de turbina podemos citar el bombeo en pozos para irrigación y otras aplicaciones del tipo agrícola. 3tros campos de aplicación para este tipo de bombas centrifugas son el de abastecimiento municipal de agua y el abastecimiento industrial de agua. -ambién se (a verificado la eficacia de este tipo de bomba centrifuga en el procesamiento, circulación, refrigeración y acondicionamiento de aire. %or si acaso lo anterior fuera poco, las bombas centrifugas verticales de turbina (an demostrado efectividad en el bombeo de salmuera, desaguado de minas, represión de campos petroleros y otras aplicaciones. El rango de capacidad para las bombas centrifugas verticales de turbina se ubica en su banda más baa desde 7= (asta :6 lt?min y en su banda más alta desde I9;6: lt?min (asta valores muy superiores. Las alturas de elevación pueden alcanzar (asta los 7@:mts. %or supuesto, en la mayoría de los casos las aplicaciones no llegan a e$igir estos valores e$tremos de capacidad. 3bviamente la capacidad de las bombas centrifugas de turbina se encuentra limitada por el tamao físico del pozo y también influye la velocidad con la que se puede sacar el fluido sin que su nivel llegue a estar por debao del nivel de sumersión necesario para que la bomba centrifuga de turbina trabae apropiadamente.
El cálculo del diseo de las bombas centrifugas verticales de turbina debe tener en cuenta que sea sencillo la colocación y el cambio de la flec(a. %or otro lado, es necesario que la flec(a pueda subirse o baarse desde arriba con facilidad con el fin de que el impulsor se auste con facilidad en el tazón. En cuanto a los coinetes, deben ser coinetes de empue apropiados, con el fin de que puedan soportar la transmisión vertical, el impulsor y el empue (idráulico que se produce al momento de funcionar la bomba centrifuga. +l momento de efectuar el cálculo del coinete de empue que soportará la flec(a vertical, se debe proveer un coinete con el tamao apropiado de forma que también sea capaz de sostener las diferentes partes pertenecientes al mecanismo rotatorio e impulsor de la bomba centrifuga. El motor que se utiliza para impulsar a las bombas centrifugas verticales de turbina suele ser un motor con flec(a (ueca. En el caso de las bombas centrifugas de turbina con doble impulsor se acostumbra a utilizar un engrane de ángulo con un motor eléctrico colocado en su parte superior. Se puede apreciar como el cálculo del diseo de las bombas centrifugas verticales ilustra como una bomba centrifuga puede especializarse para desempear una función específica. El conunto o sección del tazón de la bomba centrifuga consiste de la caa de succión, el impulsor o los impulsores, el tazón de descarga, el tazón o los tazones intermedios &si se trata de más de un paso', la caa de descarga, los distintos coinetes, la flec(a, y diversas partes como cuas, dispositivos fiadores de los impulsores y otras similares. El conunto de columna de tubería de la bomba centrifuga consiste de la propia columna de tubo, la transmisión arriba del conunto del tazón los coinetes de la flec(a y la cubierta de tubería o retener de los coinetes. La bomba está suspendida de la cabeza impulsora, que consiste del codo de descarga &cuando la descarga se encuentra arriba del nivel del suelo', el motor o soporte del impulsor, y ya sea el estopero &en construcción de flec(a abierta' o el conunto para suministrar tensión a la cubierta de tubería e introducir lubricante a ella. La descarga a nivel subterráneo se toma de una teF en la columna de tubo y la cabeza impulsora trabaa principalmente como un soporte para el impulsor y para la columna de tubería. El líquido se guía al impulsor de la bomba centrifuga vertical de turbina por la caa o cabeza de succión. Esta parte puede ser una sección cónica para fiarse a una coladera o tubería de succión cónica o puede ser una boca acampanada. Los impulsores de las bombas centrifugas de turbina se utilizan indiferentemente semiabiertos o encerrados. %ara obtener la meor eficiencia en el caso de los impulsores semiabiertos se requiere de muc(o cuidado al armar en la flec(a del impulsor y un auste muy preciso en el campo de la posición vertical de la flec(a con obeto de obtener la meor eficiencia. Es interesante (acer notar que el empue producido por los impulsores
semiabiertos puede ser (asta un 5:@J mayor que el producido por impulsores encerrados. Sin embargo, en muc(os casos, se podrían preferir los impulsores encerrados a los semiabiertos porque el desgaste en ellos reduce la capacidad, que no puede restaurarse a menos que se instalen nuevos impulsores. El desgaste normal en los impulsores encerrados no afecta los alabes del impulsor y los espacios desgastados pueden restaurarse reponiendo los anillos de desgaste. 3casionalmente en las plantas de fuerza el nivel (idráulico má$imo que se puede tener en el pozo caliente del condensador, no dará un adecuado 1%S> Knet positive suction (ead &altura neta de succión positiva' para una bomba (orizontal de condensado convencional montada en el piso del sótano, especialmente si la unidad se (a instalado en una planta e$istente en un espacio original asignado a una bomba de menor tamao. onstruir un foso para una bomba centrifuga (orizontal de condensado convencional o de una bomba centrifuga vertical de foso seco que proporcione suficiente sumersión, implica un gasto considerable. La bomba centrifuga vertical de turbina de boteF para servicio condensado es básicamente una bomba centrifuga vertical de turbina montada en un tanque &con frecuencia llamado bote' que se entierra en el suelo. La longitud de la bomba tiene que ser tal que se cuente con suficiente 1%S> para el diseo del impulsor del primer paso, y el diámetro y la longitud del tanque tiene que permitir el fluo correcto por el espacio entre la bomba y el tanque y además para un giro y fluo dentro de la boca acampanada. La instalación de este diseo en una planta e$istente es naturalmente muc(o menos cara que (acer un foso, porque el tamao del aguero necesario para instalar el tanque es muc(o más pequeo. El mismo diseo básico se (a aplicado también a bombas centrifugas que manean líquidos volátiles que están montados en el piso de operación y que no están provistas con suficiente 1%S>. 'ombas centrifugas verticales de foso lleno 234 'ombas centrifugas de hélices
En un principio el término bomba centrifuga vertical de (éliceF se aplicó a las bombas centrifugas verticales de difusor de pozo lleno o de turbina con impulsores de fluo a$ial o con una (élice. El uso más frecuente de este tipo de bombas centrifugas consistía en ser ubicada en un colector abierto con una colocación relativamente breve. Las cabezas de operación que e$ceden la capacidad de un impulsor de un solo paso de fluo a$ial podrían necesitar una bombas centrifugas de dos o más pasos o una bomba de un solo paso con una velocidad específica más baa y un impulsor de fluo mi$to.
En el caso de las alturas de elevación bastante altas se requerirá de una bombas centrifugas con impulsores de fluo mi$to y dos o más etapas. +unque no responde e$actamente a esta denominación. a falta de un nombre más apropiado, esos diseos de altura donde la elevación es grande se les (a dado una clasificación que cae también dentro del tipo de bombas centrifugas de (elice. Es un (ec(o que las bombas centrifugas verticales de (élice y las bombas centrifugas verticales de turbina son prácticamente iguales desde el punto de vista mecánico &pudiendo tener (asta la misma velocidad específica'. sin embargo, desde el punto de vista (idráulico, el cálculo del diseo arroa que si la bomba centrifuga tiene un gran n0mero de pasos la bomba que se debe utilizar es una bomba centífuga de turbina. %or otro lado, cuando el cálculo del diseo arroa que para la bomba centrifuga debe utilizarce un má$imo de dos o tres pasos lo más indicado es utilizar una bomba centrifuga de (elice modificada. La bomba centrifuga convencional de (élice o de (élice modificada suele ser utilizada en las instalaciones de irrigación de poca altura, en la mayoría de las instalaciones de drenae de foso lleno y en las instalaciones de agua de lluvia. 3casionalmente también se utilizan para el servicio de circulación de fl uído condensado, sin embargo, ya e$isten diseos especializados para esta 0ltima función. En ciertos casos las bombas centrifugas deben (acer muc(o trabao por lo que sus partes se recalientan. Es por ello que se utiliza parte del fluido bombeado para refrigerar las columnas y las partes rotatorias de la bomba centrifuga. on frecuencia debe utilizarce agua que se encuentra muy contaminada como medio para enfriar. El alto grado de contaminación del agua suele daar el acero, sin embargo, se (a logrado una mayor resistencia con metales como el (ierro fundido, bronce y algunos otros metales fundidos. 3tro problema que suele enfrentarse es el gran peso del conuto de la bomba. +sí que, para no tener que levantar todo el peso del conunto de la bomba centrifuga cuando se (ace necesario el mantenimiento de las partes giratorias de la bomba centrifuga, es prudente que cuando se (aga el cálculo del diseo de la bomba, se prevea que tanto el impulsor, como el difusor y el conunto de flec(a se puedan e$traer sin que se tenga que afectar el conunto de la columna de la bomba centrifuga. Las bombas centrifugas de (élice pueden presentarse con dos tipos de líneas de transmisión" abiertas y encerradas. La bomba centrifuga de (élice con transmisión encerrada suele ser la que se usa con más frecuencia. 3tra característica interesante, es que la bomba centrifuga de (élice tienen sus propelas abiertas, en el caso de las bombas centrifugas de (élice modificada con impulsores de fluo mi$to se fabrican tanto con impulsores abiertos como cerrados.
bombas centrifugas de aguas negras
Las bombas verticales de aguas negras de foso lleno se disean de forma que tengan una voluta de admisión de fondo con impulsores que puedan manear sin que se atasquen inclusive materiales sólidos y fibrosos. La bomba centrifuga de albaal de foso lleno suele estar colocada en un nivel alto, colgada de una tubería. Las bombas centrifugas de albaal utilizan transmisiones encerradas o cubiertas. Las bombas centrifugas de foso lleno en lo que se refiere a su (idráulica y a su mecánica se asemea muc(o a su equivalente de foso seco. Construcciones b(sicas ara bombas centrifugas de alba5al de foso lleno
5.CEste primer tipo de construcción de bombas centrifugas utiliza impulsores que no tienen anillos traseros, los coinetes son lubricados con agua o grasa con un sello en su e$tremo más bao lubricado arriba del impulsor. El e$tremo superior se conecta de forma que pueda descargar al foso de succión a fin de evitar cualquier presión (idráulica apreciable en el sello del e$tremo inferior de la cubierta de tubería de la flec(aD de otra forma, entraría el agua a la cubierta de tubería. El sello en el e$tremo inferior del coinete del impulsor debe ser especialmente efectivo con altas descargas de la bomba centrifugaD de otra manera escurrirá una grandes cantidades de agua por el coinete, con algo de corte si (ay areniscas. 6.CLa segunda construcción de bomba centrifuga se parece a la anterior, pero utiliza álabes de vaciado o untas de anillos de desgaste en la parte posterior del impulsor con la intención de que el coinete solo esté sueto a la presión de succión. 7.CEn el tercer tipo de bomba centrifuga tiene una construcción en la que están presentes impulsores sin anillos posteriores o álabes de vaciado. -ambién disponen de un estopero, con coinetes en su parte superior, separados de la caa. +unque los sellos de las flec(as y la empaquetadura usada para sellar el e$tremo inferior de la cubierta de tubo o el coinete del fondo están destinadas a e$cluir tanta agua como sea posible, es de esperarse alg0n escurrimiento con niveles altos de agua de succión aun cuando el sello sea nuevo. omo algunos de los coinetes de la flec(a pueden tener que operar en agua o mezcla de agua y aceite, el coinete puede desgastarse relativamente más aprisa que uno lubricado positivamente con aceite o grasa. las bombas centrifugas de aguas de albaal de foso lleno generalmente estarán limitadas a servicios que requieran operarse durante un periodo muy limitado del día. bombas centrifugas de voluta
+demás de las bombas centrifugas de agua de albaal de foso lleno más comunes, algunos diseos de admisión sencilla con succión, ya sea en el fondo o por la parte superior y los diseos de doble succión que están soportadas en el piso del pozo, se usan algunas veces en este servicio. E$cepto en algunas instalaciones de diques secos flotantes, esas bombas centrifugas tienen muy pocas aplicaciones en la actualidad.
bombas centrifugas de colector
El término bombas centrifugas de colectorF ordinariamente da la idea de una bombas centrifugas vertical de foso lleno que está suspendida de una placa del piso o de una tapa del colector o soportada por una pata en el fondo de un pozo, que está movida por un motor y controlada automáticamente por un interruptor de flotador, y que se usa para disponer de drenaes a cumulados en un colector. El término no indica una construcción específica porque se usan tanto diseos de voluta como de difusorD éstos pueden ser de uno o varios pasos y tener impulsores abiertos o cerrados de una gran amplitud de velocidad específica. %ara capacidades muy pequeas servidas por motores de fracciones de (p, se pueden obtener ac(icadores de sótanosF. Estos son unas bombas centrifugas pequeas y por lo general de voluta y un solo paso con impulsores de admisión sencilla &con succión de fondo o por la parte superior' soportadas por una pata en la cubiertaD el motor está soportado bien arriba del impulsor por alguna forma de columna que encierra la flec(a. Estos ac(icadores se (acen como unidades completas, incluyendo el flotador, interruptor de flotador, motor, y coladeras. Las bombas centrifugas de colector de mayor capacidad pueden ser verticales de (élice o de turbina &de uno o varios pasos' o de aguas de albaal verticales de foso lleno o de voluta. Si pueden arrastrarse al foso materiales sólidos u otros desperdicios, se prefiere la bomba centrifuga vertical de foso lleno para aguas de albaal con un impulsor inatascable. Las bombas centrifugas de colector más grandes son generalmente normalizadas pero pueden obtenerse en cualquier longitud, con tapas de varios tamaos &en las que se puede montar un interruptor de flotador', y otros similares. Las unidades d0ple$, es decir dos bombas centrifugas en una tapa com0n de colector & algunas veces con pozo de visita de acceso al colector' se emplean con frecuencia. Esas unidades pueden operar sus bombas centrifugas en un orden fio, o se puede usar un alternador mecánico o eléctrico para igualar su operación. )licación de las bombas centrifugas verticales de foso lleno
omo todas las bombas centrifugas, las bombas centrifugas verticales de foso lleno tienen ventaas y desventaas, las ventaas de las bombas centrifugas verticales son en su mayor parte (idráulicas y las desventaas de las bombas centrifugas verticales son principalmente mecánicas. Si el impulsor &el del primer paso en bombas centrifugas de varias etapas' se encuentra sumergido no (abrá problemas de cebado, y la bomba centrifuga podrá controlarse automáticamente sin temor de que la bomba centrifuga llegue a trabaar en alg0n momento en seco. %or otro lado, la 1%S> disponible es mayor &e$cepto en tanques cerrados' y en ocasiones permite una velocidad giratoria más alta para las mismas condiciones de servicio de la bomba. La 0nica ventaa mecánica es de que el motor o impulsor de la bomba centrifuga puede ser colocada a cualquier altura que se desee arriba de cualquier nivel de inundación. Las desventaas mecánicas son las siguientes" &5' %osibilidad de pegarse cuando la bomba centrifuga está inactiva, &6' posibilidad de daarse con obetos flotantes si la bomba centrifuga está instalada en una zana abierta o una instalación similar, &7' problemas para sacar y desarmar la bomba
centrifuga para inspección y reparacion, no importa que tan pequeas sean y &9' el tiempo de vida relativamente corto de los coinetes de la bomba centrifuga a no ser que el agua y el diseo de los coinetes sea el ideal para la bomba centrifuga. La bomba centrifuga vertical de foso lleno es la meor bomba centrifuga disponible para ciertas aplicaciones, no es la bomba centrifuga ideal pero si es la más económica para otras instalaciones, una mala selección para otras instalaciones e, inclusive, (asta indeseable para otras instalaciones. )rreglos tíicos de bombas centrifugas verticales
4na bomba centrifuga es tan sólo una de las partes de un sistema de bombeo. El diseo (idráulico del sistema fuera de la bomba centrifuga necesariamente afectará la economía total de la instalación del sistema de bombeo y puede fácilmente tener un efecto inadeuado sobre el funcionamiento de la mi sma bomba. Las bombas centrifugas verticales tienen una especial susceptibilidad a este fenómeno porque el pequeo espacio de suelo ocupado por cada bomba centrifuga brinda la posibilidad de reducir el tamao de la estación situando las bombas centrifugas más cerca entre sí. +l reducir el tamao, el arreglo de la succión podría impedir el fluo apropiado del agua a la entrada de la succión de la bomba. omo son muc(os los factores que afectan en el cálculo del diseo de un pozo de succión y la localización de una boca acampanada para la bomba centrifuga y no se pueden aplicar con e$actitud reglas o relaciones sencillas, no se incluyen en este estudio. El tamao físico de las bombas centrifugas &ya sean bombas centrifugas de (élice o bombas centrifugas de voluta' afecta muy poco el cálculo del diseo del pozo de succión, la localización de la boca acampanada de la bomba centrifuga o de la distancia entre bombas centrifugas. Las bombas centrifugas están frecuentemente controladas por factores que gobiernan el fluo apropiado del agua a la boca acampanada de la bomba. onsideremos el caso ideal de una estación de varias unidades con bombas centrifugas verticales de voluta de foso seco longitudinales. omo (abíamos dic(o, siendo este el caso ideal, las bombas centrifugas deben estar situadas a todo lo largo de la entrada de succión. !e esta forma, se proporciona un fluo sin limitaciones en el lado de la succión de todas las bombas centrifugas. Las estaciones que usan esta configuración para un grupo de bombas centrifugas verticales de voluta con frecuencia tienen las bocas acampanadas y codos de succión formados precisamente en la subestructura de concreto. cuando se instalan bombas centrifugas de foso lleno con bocas de campana verticales, es necesario proporcionar un espacio libre adecuado en la pared posterior y entre las bombas centrifugas. La estación de varias unidades con bombas centrifugas verticales de voluta de foso lleno al e$tremo del conducto es un caso frecuente en la que la succión se encuentra situada al e$tremo de un conducto con un anc(o que es menor que la longitud del pozo de succión. Sin una sección floreada con paredes divisorias para guiar la distribución del agua que entra a las distintas unidades, el fluo podría alterarse demasiado y resultaría afectada negativamente la operación de las bombas centrifugas. 4n sistema de bomba centrifuga vertical de (élice que es con frecuencia molesto &los arreglos de las bombas centrifugas verticales de voluta con bocas acampanadas de succión', suele presentar varias unidades de bombas
centrifugas verticales de (elice con su abastecimiento de succión situado en un e$tremo del pozo. + menos que el anc(o del pozo de succión posea la suficiente área y a a menos que la ubicación de las bocas acampanadas permitan buen fluo, la demanda de las primeras bombas centrifugas de la línea alterará el fluo para las bombas centrifugas más aleadas. on muc(a frecuencia las instalaciones de este arreglo generalmente necesitan paredes de tabiques de desviación a fin de poder corregir la distribución. +lgunas estaciones se (acen con paredes que forman pozos individuales para cada bomba centrifuga y un canal que sirve para alimentar esos pozos que corre a lo largo de la estación. on los aos se (an desarrollado, a partir de ciertos cálculos, a lo largo de la estación, las dimensiones de los canales de entrada y accesos. Si se puede colocar una entrada dará muy buenos resultados. Las dimensiones que debe tener el anc(o del canal y las distancias deben darse en términos del diámetro de las bocas acampanadas de succión. 3tro eemplo de buen diseo de canal y pozo para bombas centrifugas verticales de turbina, que también debe indicar los espacios libres entre las bocas acampanadas de succión y el fondo del pozo entre la bomba, la pared posterior del pozo y las paredes divisorias. Si se están considerando líneas largas de descarga, se necesitan válvulas en la tubería. 1ormalmente, se debe usar tanto una válvula de compuerta como una de retención. La válvula de retención acciona para evitar el fluo inverso, mientras que la válvula de compuerta funciona cuando la bomba centrifuga está fuera de servicio durante un largo periodo de tiempo. En ciertas instalaciones, no se coloca la válvula de compuerta y por ello se colocan tablones de cierre o válvulas de esclusas. 4na válvula de cono que trabaa simultáneamente tanto como una válvula de retención, como una compuerta aparece en otras instalaciones. El elevado costo este tipo de válvula, sin embargo, generalmente limita su uso a instalaciones que necesitan un fluo que se inicia y suspende gradualmente para evitar el golpe de ariete. Son pocas las instalaciones con líneas largas de descarga para bombas centrifugas aisladas, no tienen más válvulas que una de c(arnela en el e$tremo de descarga. Si la bomba centrifuga está parada, el agua en la línea de descarga fluye de regreso a través de la bomba centrifuga (asta que la tubería queda vacía. Si el diseo de una instalación o la falla de una válvula de retención o de c(arnela que no cierren permite el fluo inverso de agua a través de la bomba, la bomba centrifuga act0a como una turbina (idráulica. El torque desarrollado por la bomba centrifuga como turbina causará la rotación inversa de los impulsores de rotación libre como de los motores eléctricos. %or lo general no es suficiente para provocar la rotación insuficiente en máquinas de combustión interna. En los motores la velocidad inversa que se alcanzará dependerá tanto de la carga neta como de la velocidad de descontrol de la bomba centrifuga menor que la carga estática debido a las pérdidas por fricción. La velocidad de fuga depende de la velocidad de fuga más altas &medidas como porcentae de la velocidad normal'. La velocidad inversa que se obtiene en una instalación
real es frecuentemente inferior a la velocidad segura de operación de sus partes componentes y no se necesita usar un diseo especial. Si se utiliza una descarga de sifón se elimina la necesidad de colocar válvulas en la línea de descarga. El punto más alto del sifón debe estar colocado por encima del nivel más alto del agua en la descarga con el fin de romper el sifón y no permitir el fluo inverso del agua cuando una bomba centrifuga que opera con una descarga de sifón se arranca, el procedimiento usual es dear escapar el aire del sistema con alg0n dispositivo cebador (asta que la bomba centrifuga queda cebada. Entonces puede arrancarse la bomba centrifuga para ayudar a llenar el sifón. La cone$ión al punto alto del sifón también está provista con una abertura que tienen válvula para que se pueda admitir aire y romper el sifón cuando se desea parar la unidad. -ambién es posible controlar la admisión de aire automáticamente, de modo que la válvula funciona si se para la unidad por alguna razón. +unque los sifones de ramas cortas son relativamente sencillos y libres de molestias tanto de diseo como de operación, se debe tener más cuidado si tienen ramas largas. +lgunos sifones operan correctamente con ramas que e$ceden =mts, pero éstos están principalmente limitados a sistemas de circulación en instalaciones de plantas eléctricas. El uso de una descarga de sifón es conveniente en instalaciones de drenae para bombear sobre un dique porque proporciona menor carga de la que se tendría si el agua se descarga arriba del dique
