¿Qué se debe hacer en una instalación sumergible?

por Armando Ulloa

Las bombas e instalaciones de bombeo son componentes esenciales y a la vez muy vulnerables en casi todos los sistemas de agua. En el campo, una instalación inadecuada de los sistemas de bombeo puede representar la pérdida completa del suministro de agua y la falla prematura del equipo. En esta ocasión, hablaremos de cuales son los criterios que se deben tomar en cuenta  durante la instalación de un equipo de bombeo sumergible industrial.

Una vez en el sitio, se debe primero comprobar que se tienen todos los elementos necesarios para llevar a cabo el proceso de instalación en su pozo, una vez que se haya verificado este proceso, puede entonces comenzar con la instalación de su equipo de bombeo.

  • Bomba
  • Motor
  • Cable sumergible de calibre adecuado
  • Arrancador ( monofásico o trifásico)
  • Caja de herramientas
  • Cinta aislante
  • Aparatos de medición eléctrica- megger, multímetro, amperímetro

AL DESEMBALAR EL EQUIPO

Al desembalar el equipo, tener cuidado de no rozar los cables del motor con objetos que puedan dañar su recubrimiento. Nunca usar los cables para tirar, levantar o mover el motor.  Se recomienda no llevar acoplados la bomba con el motor, de esta manera no corremos el riesgo de producir una flexión a la fecha del motor durante  su instalación en el pozo.

CONEXIONES ELÉCTRICAS.

La conexión del motor deberá ser realizada por un electricista o técnico certificado.

El motor esta provisto de sus cables de alimentación, los cuales se deberán empalmar con el cable sumergible. El empalme se realiza conectando el cable sumergible a las líneas del motor, es necesario que la unión sea hermética. Esta unión puede hacerse por medio de impregnación o encapsulación (disponible comercialmente), juegos de empalme termo-encogible o uniéndolos cuidadosamente con cinta aislante.

Es muy importante que el empalme o cable sumergible estén unidos herméticamente, para  comprobar esto, se hace necesario el uso un mega –ohmímetro (Megger) con salida de 500V DC.; se recomienda realizar mediciones de resistencia al aislamiento cada cierto tramo de tubería a medida que vamos bajando el conjunto bomba-motor hasta su posición final en el pozo. Antes de poner en marcha el equipo se debe hacer una ultima prueba de resistencia con el Megger.

Una vez que estemos seguros de que no hay fugas, es hora de conectar su arrancador. Los motores están predispuestos para arrancar en forma directa o con cualquier otro tipo de arrancador disponible en el mercado, únicamente se deben de tomar en cuenta las consideraciones  técnicas de ajuste y conexión que indica el manual AIM de Franklin Electric para cada tipo uso.

USO DE VÁLVULAS DE RETENCIÓN

Se recomienda usar siempre una o más válvulas de retención en instalaciones de bombas sumergibles. Si la bomba no tiene una válvula de retención montada, se debe instalar una válvula de retención de línea en la tubería de descarga a menos de 7.5 m de la bomba y debajo del nivel dinámico. Para instalaciones más profundas, se recomienda que las válvulas de retención de la línea sean instaladas con las recomendaciones del fabricante.

En el caso de instalaciones donde  se vaya a sustituir el equipo de bombeo, se recomienda revisar las condiciones de operación de las válvulas, ya que estas pueden presentar desgaste o fisuras que pueden comprometer el desempeño de su equipo de bombeo.

 

PUESTA EN MARCHA

Una vez instalado el equipo en el pozo deberá hacerse el control del correcto sentido de giro procediendo de la siguiente manera:

1) Cerrar 3/4 partes de la válvula de descarga a la salida.

2) Arrancar la bomba y realizar el registro de presión y caudal.

3) Si el amperaje del motor y los registros de presión y caudal son muy bajos en comparación al rendimiento esperado de la bomba, es muy probable que la bomba este girando al revés, entonces, se debe parar el equipo y realizar el cambio de 2 conductores eléctricos que alimentan al equipo. Esto cambiara el sentido de giro del motor y su bomba funcionara acorde a su curva.

4) Arrancar nuevamente el equipo, luego medir presión y caudal.

5) Verificar el amperaje del motor.

PROTECCIONES

En el motor sumergible y en el tablero se indica la corriente nominal del motor que no debe sobrepasarse. La corriente nominal del equipo está indicada en los datos existentes en el motor, ya sea en su placa o con la información en el manual AIM.

Debe proveerse una protección de disparo rápido que proteja el motor contra los daños derivados por caídas de tensión, falta de fase y sobrecarga o bomba bloqueada. El SubMonitor, es un dispositivo desarrollado por Franklin Electric para proteger contra los problemas antes mencionados.

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

Si bien no existe una protección total contra el impacto directo de un rayo, igualmente se puede proteger cuando el mismo cae en una zona aledaña.

El dispositivo de sobretensión debe estar colocado sobre el lado de la alimentación del arrancador y conectado entre tensión y tierra.  Es indispensable aterrizar  físicamente el motor sumergible en la instalación.

RENDIMIENTO DEL POZO VS OPERACIÓN DE SU EQUIPO DE BOMBEO

Cada pozo tiene una capacidad específica  relacionada con la producción de agua, que consiste en el volumen de agua por cada metro de descenso del nivel de agua bombeada.

Esta capacidad de producción permite explotar el pozo con el fin de obtener el menor descenso medio del nivel de agua que sea posible cuando la bomba esta funcionando en su punto de máxima capacidad de  extracción de gasto.  Por tanto, es de suma importancia que la bomba seleccionada para su pozo no exceda esta capacidad de producción propia del pozo.

A continuación se mencionan algunos efectos adversos que se derivan del  descenso de nivel en el pozo:

  • Entrada de aire en su bomba- cavitación
  • Oxidación prematura
  • Obstrucción de la bomba
  • Arrastre de sedimento
  • Bajo enfriamiento del motor
  • Bajo amperaje- sobrecalentamiento constante
  • Problemas mecánicos en el motor

OTROS ELEMENTOS EN LA INSTALACIÓN

Se debe evaluar  que su instalación de bombeo tenga presente en la mayoría de los casos, accesorios de control y monitoreo. Ello incluye caudalimetros, calibradores de presión, válvulas de desagüe, check horizontal, manómetros, sello sanitario en la base del pozo, entre otros.

Otro aspecto que incide en el desempeño y durabilidad de su equipo de bombeo es la colación de su bomba en tubería ciega y no ranurada, esto permite un mejor enfriamiento a lo largo del motor, si no es posible cumplir con esta condición, se hace necesario encamisar el equipo como indica el manual AIM de Franklin Electric.

Franklin Electric esta comprometido con usted a brindarle productos de calidad superior, sin embargo, la mayoría de fallas prematuras en los sistemas de bombeo sumergible se derivan de malos hábitos de instalación. Por favor no dude en ponerse en contacto con nuestros ingenieros de servicio de campo, ellos podrán asistirle sobre cualquier duda al respecto de nuestros productos y su correcta manera de instalarlos.

Información para calcular el costo eléctrico de una bomba sumergible

Este artículo le ayudará a entender mejor  el poder eléctrico en términos de cómo calcular el costo de operación de una bomba sumergible. Como parte de esto, examinaremos la relación de fase entre el voltaje y la corriente, también conocido como factor de potencia.

Primero, una revisión rápida del voltaje y la corriente:

El voltaje es presión eléctrica simple, y es medida en volts (V).
La medida equivalente en un sistema de agua, es la presión.

La corriente, que es medida en amperes (A), es flujo eléctrico.
1 A es definido como 6.2 X 1018 electrones (que es 6.2 seguido por 18 ceros) fluyendo en determinado punto por segundo.

La potencia eléctrica es una combinación de voltaje y corriente

Retomando la analogía de los sistemas de agua, 1A,una bomba de 1 kilowatt (kW) proporciona más poder que una de .55 kW.
Dicho de otra manera, una bomba de 1kW proporcionará una combinación más alta de presión y flujo que una bomba de .55 kW.
El poder eléctrico funciona de la misma manera, y también está expresado en watts (W) o kW (kW).
La gran diferencia entre potencia eléctrica versus un sistema de agua, es que la electricidad es proporcionada como corriente alterna, llamada generalmente AC. Esto significa que el voltaje y la corriente están en constante cambio o “alteración”, como vemos en las curvas de electricidad. La potencia eléctrica se alterna en 50 Hertz o en 60 Hertz (50 o 60 ciclos por segundo). Las curvas del voltaje y la corriente no se alínean necesariamente,  esto significa que los picos y los puntos de cruce cero no suceden al mismo tiempo, y están “fuera de fase”.  Esta relación de fase entre el voltaje y la corriente se llama Factor de Potencia. Entre más bajo sea el  factor de potencia, más alto sería el rango de voltaje y corriente fuera de fase.

En este primer ejemplo, el factor de potencia es relativamente alto, y se puede ver que el voltaje y la corriente están muy cerca de estar “en fase”.

El segundo diagrama muestra el caso de un factor de potencia relativamente bajo, en el que el voltaje y la corriente están significativamente fuera de fase una de otra.

El factor de potencia es siempre un número entre 0 y 1, y a veces está expresado en porcentaje y no es dimensionado, esto significa, que no tiene unidades. La razón de esta discusión es que la potencia en un circuito eléctrico AC depende no sólo del voltaje suministrado y de la corriente consumida, sino también en el factor de potencia de ese circuito.

Ahora veamos un ejemplo real. Las siguientes características son de la etiqueta de un motor eléctrico de 220 volts, 1, 1kW:

Poder eléctrico monofásico, en un circuito AC, se calcula de la siguiente manera:

Poder eléctrico = Voltaje * Corriente * Factor de Potencia

Voltaje = 220V
Amps = 9.7 A
Factor de Potencia = 0.79

El cálculo para la potencia eléctrica trifásica en un circuito es ligeramente diferente:

Potencia eléctrica = 1.732 * Voltaje * Corriente * Factor de Potencia

Calculando los costos:

Un punto clave es que la potencia es “lo que se paga”. No se paga por el voltaje ni la corriente, sino por la combinación de los dos. Entonces, como se traduce esto a dinero y costo?
Todos pagamos por potencia eléctrica en términos de kilowatt-horas. Un kilowatt-hora es simplemente un kilowatt por una hora.

Para calcular el costo mensual, necesitamos saber 3 cosas:

  1. El consumo de potencia del equipo en kilowatts
  2. Cuántas horas al día o al mes opera el equipo
  3. El costo de la potencia en kilowatt-hora

Costo Mensual = Potencia * horas de operación al mes * costo por kilowatt-hora

De nuevo, veamos un ejemplo:

  1. Consumo de potencia – Regresando a nuestro ejemplo anterior, un motor monofásico de 1.1 kW consume 1.69 kilowatts.
  2. Horas por mes – En nuestro ejemplo, asumamos que el motor/bomba está prendido un promedio de 2 horas por día. Eso significa que estaría prendido 60 horas por mes, en promedio.
  3. Costo de la potencia – De acuerdo a las compañías suministradoras de electricidad, el costo promedio de electricidad doméstica en el 2011 era de 12 centavos el kilowatt-hora (en Alemania).

Costo Mensual = 1.69 kW * 60 horas por mes * 0.12 €/kW
= 12.17 €

Esto es una manera rápida de calcular cuánto cuesta operar  una bomba sumergible. Así que, si usted desea saber los costos operativos de un sistema de agua, esto le puede ayudar para calcular.
La potencia y la corriente pueden ser mezclados fácilmente: Aunque la corriente sea sólo un componente de la potencia eléctrica tanto como flujo (l/s) es sólo un componente en el rendimiento de un sistema de agua.