Tipos, usos y diseño de bombas sumergibles industriales

Como es sabido, el mantenimiento de una bomba y la falla del sello mecánico o desgaste prematuro de sus componentes debido a una mala elección, requiere retirar el equipo de servicio y un alto costo por reparación. Es por eso que al momento de seleccionar una bomba sumergible es importante entender su funcionalidad, con el fin de asegurar una larga vida útil con mínimas intervenciones.

 

 

Existen tres familias principales de bombas sumergibles:

1. Bombas de desagüe (manejo de agua con algo de sólidos, sedimentación, partículas pequeñas <1mm).
2. Bombas loderas (manejo de lodos, grandes cantidades de sedimentos, y sólidos grandes hasta 15mm).
3. Bombas cloacales (manejo de fluidos cloacales, sólidos blandos grandes, papel, artículos domésticos).

Para la selección del tipo de bomba adecuada es fundamental, además, tener conocimiento del líquido que se requiere mover. Una aplicación puede contener distintos tipos de sólidos en suspensión, cada uno con un impacto muy diferente en la vida útil de la  bomba. Estos sólidos podemos clasificarlos en tres categorías:

• Sólidos finos, muy abrasivos. Tales como arena, arcilla o lama, son frecuentes en aplicaciones como desagüe de mina u obras civiles. Si bien el tamaño de partícula suele ser pequeño, tienden a ser muy abrasivos. Se recomienda la utilización de bombas de desagüe con impulsores extremadamente duros.

• Lodos concentrados, abrasivos. Durante el vaciado de sumidero o fondo de laguna se pueden encontrar lodos sedimentados de alta densidad. Estos no solo son viscosos, sino que muchas veces son también abrasivos.  Se sugiere la utilización de bombas loderas de baja velocidad con impulsor semiabierto de material extremadamente duro.

• Sólidos grandes, blandos, cloacales. Los fluidos cloacales, a diferencia de lo que normalmente puede creerse, son los más fáciles de remover con una bomba sumergible. Si bien son de tamaño grande, se los percibe como relativamente blandos y no presentan gran desafío en cuanto a abrasión o ataque químico. Para fluidos cloacales se pueden utilizar bombas de fundición de hierro tipo cloacal.

 

Instalación de Audex AS para desagüe de mina subterránea

 

Las bombas de desagüe principalmente están diseñadas para descargar agua que contengan poca cantidad de sólidos con pequeñas partículas, a relativamente altas presiones de descarga.  Estas bombas no son las más aptas para el movimiento de lodos concentrados ni fluidos con grandes sólidos en suspensión. Normalmente son empleadas para desagüe de obras de construcción, minas subterráneas y a cielo abierto, y aplicaciones de sumidero donde existe una sedimentación y control del lodo previo. El uso de este tipo de bomba en el movimiento de lodos genera un alto desgaste con intervenciones frecuentes y hace que el equipo opere de forma ineficiente. El material de construcción más común en este tipo de bombas es el aluminio, ya que es muy liviano y permite el movimiento del equipo de un lugar a otro. Para aquellas aplicaciones de desagüe con presencia de fluidos corrosivos, la bomba se construye en fundición de hierro o inoxidable. Estos equipos son más pesados, pero robustos y resistentes químicamente. En cuanto a la velocidad de operación, típicamente trabajan a 2900 RPM, pudiendo generar altas presiones de descarga.

 

 

Las bombas loderas normalmente son empleadas para limpieza de fosas o sumideros con evacuación de sedimentación acumulada, en lagunas u obras de construcción. En instalaciones donde la cantidad de lodo excede al mecanismo de separación o sedimentación, es necesario utilizar este tipo de bombas para evacuar el fluido. Muchas veces se instalan en aplicaciones donde existe la posibilidad de un derrame y cambio de consistencia del fluido, brindando tranquilidad al usuario de que, ante un incremento abrupto de cantidad de sólidos en suspensión, el equipo mantenga la capacidad de bombeo necesaria.

En cuanto a su construcción, son similares a las de desagüe, pero con dos diferencias importantes:

1. Cuentan con impulsor semiabierto (a diferencia de las de desagüe cuyo impulsor es de tipo cerrado) con capacidad de bombear fluidos con altas concentraciones de sólidos y lodos.
2. Tienen incorporado un agitador antes del ingreso del fluido a la bomba. Esto permite que, cuando el equipo es instalado en el fondo de una fosa o pileta, el líquido pueda ingresar a la bomba para su remoción.
Los materiales de construcción de estos equipos suelen ser fundición de hierro, con piezas de desgaste en aleación especial de extrema dureza (impulsor, agitador y placa de desgaste). Generalmente, operan a 1450 RPM. Se trata de una velocidad relativamente baja que permite reducir los efectos de la abrasión del fluido.

Las bombas cloacales son las más comúnmente encontradas en aplicaciones industriales, gracias a su capacidad de manejo de fluidos con grandes sólidos en suspensión. Sin embargo, su construcción en fundición de hierro y diseño con impulsor abierto hace que no sean las bombas más eficientes para desagüe, ni las más duraderas para movimiento de lodos. Generalmente, suelen utilizarse en aplicaciones municipales, asociadas con aguas cloacales.

Algunos de los materiales comúnmente utilizados en bombas sumergibles son los siguientes:
• Fundición de hierro: es el material más común. Proporciona una buena resistencia mecánica y a la abrasión, aunque es limitado en resistencia química.
• Aleación de alto cromo: material extremadamente duro con excelente resistencia mecánica y a la abrasión.
• Acero inoxidable: cuenta con una excelente resistencia química, pero mediana resistencia mecánica y a la abrasión.
• Poliuretano/caucho: se caracteriza por una excelente resistencia a la abrasión para fluidos con partículas pequeñas. Limitada resistencia mecánica para altas presiones o velocidades.

En toda bomba sumergible es altamente recomendable instalar un protector en el tablero de comando.  Los protectores detectan la presencia de agua en la cámara de sellado, dando aviso al usuario antes de una falla catastrófica. La ausencia de un protector puede generar el ingreso del líquido bombeado al motor generando una reparación costosa (en algunos casos alcanzando el 60% del valor de la bomba).

Finalmente, las marcas comunes de bombas sumergibles en el mercado argentino son variadas y cada una tiende a tener su área de especialidad:
AUDEX – Bombas de desagüe y bombas loderas – enfocado en la industria minera, construcción e industria en general
GRINDEX – Bombas de desagüe y bombas loderas – enfocado en la industria minera.
GRUNDFOS –Bombas cloacales y de desagüe para municipalidades y obras públicas.
WILO – Bombas cloacales para municipalidades y obras públicas
XYLEM – Bombas cloacales para municipalidades y obras públicas.  También comercializa bombas de desagüe y loderas grandes.