Tipos de bombas para el bombeo de agua potable
La función principal de una bomba es la de impartir energía hidráulica a un volumen de agua, originando de esta manera un flujo de corriente o movimiento. Las bombas se emplean para elevar el agua de su nivel de almacenamiento (en el subsuelo), hasta la superficie del terreno, o simplemente para mover un fluido a través de un conducto de un lugar a otro.
Las bombas se clasifican en dos grupos, de acuerdo a los principios mecánicos que se emplean en su funcionamiento:
Bombas de desplazamiento constante
De émbolo o de pistón
Rotatorias
Rotor helicoidal
Bombas de desplazamiento variable
Bombas centrífugas
De succión elevada
De turbina
De turbina sumergible
Bombas de chorro
Las bombas centrifugas, del grupo de las bombas de desplazamiento variable, son las más importantes, de hecho, se usan más que cualquier otro tipo de bomba. Los principios fundamentales de su funcionamiento datan de hace 300 años. Sin embargo, fue hasta el siglo XIX que se desarrolló tecnológicamente. La bomba centrifuga, es una máquina de alta velocidad capaz de descargar agua en grandes cantidades y con una alta eficiencia. Su funcionamiento se basa en la aplicación de una fuerza centrífuga al agua, en la cámara de bombeo.
Este tipo de bomba tiene las siguientes características:
Se adapta a diferentes sistemas de transmisión
Provocan un flujo suave y uniforme
Tienen bajo par de torsión de arranque y alta eficiencia
De acuerdo a su diseño, las bombas centrífugas pueden ser de succión elevada, de turbina vertical y sumergible. Las dos últimas son las más comunes en el equipamiento de pozos
Bombas verticales tipo turbina
Este tipo de bomba es una variante de las centrífugas. Pueden ser de paso sencillo o de paso múltiple y estar lubricadas por agua o por aceite. En el bombeo de agua potable se utilizan las bombas lubricadas por agua por su mayor limpieza en la operación. Sin embargo, en pozos donde se tiene mucha arena, no es posible usarlas debido a la agresión que la arena ofrece a las flechas de transmisión, a los estabilizadores y a los tazones de la bomba. Es por eso que en estos casos se emplea la bomba lubricada por aceite, sacrificando la pureza del agua y utilizando algún método de separación de aceite.
La eficiencia energética de este tipo de bombas está sujeta a la NOM-001-ENER-2014, Eficiencia energética de bombas verticales tipo turbina con motor externo eléctrico vertical.
Los motores que se emplean con mayor frecuencia para este tipo de bomba, vertical y de flecha hueca, se encuentran disponibles en potencias que oscilan de 15 a 350 caballos de fuerza.
Algunas de las características importantes de las bombas de turbina vertical son:
Trabaja con impulsores sumergibles
La profundidad usual de bombeo es mayor a 7.6 m (25 pies)
La carga usual de presión oscila entre 30.5 y 244 metros de agua
Su motor opera generalmente entre 1740 y 1785 r/min
Ventajas de la bomba de turbina vertical
Genera un flujo suave y uniforme
Puede bombear agua que contenga arena y limo
La presión en el sistema es uniforme y exenta de choques
Tiene bajo par de torsión de arranque
Es confiable, proporciona buen servicio
El motor no es susceptible al fallo de la corriente eléctrica
Desventajas de la bomba de turbina vertical
Para un buen funcionamiento se requiere que trabaje bajo cargas y velocidades de diseño
Requiere del suficiente alineamiento y de la verticalidad del pozo para su instalación y para su funcionamiento adecuado
Está sujeta a la abrasión por arena
Presenta un serio problema de mantenimiento cuando se bombea agua corrosiva
Bombas sumergibles
Consisten de una bomba centrífuga acoplada ajustadamente a un motor, que funciona sumergida en el agua. El motor se ubica por debajo de la toma de la bomba. Su empleo en la actualidad obedece al perfeccionamiento que se ha logrado de los motores, los cables eléctricos y de los sellos herméticos impermeables que operan dentro del agua.
La eficiencia energética de este tipo de bombas está sujeta a la NOM-010-ENER-2004, Eficiencia energética del conjunto motor bomba sumergible tipo pozo profundo.
Ventajas de las bombas sumergibles
Se pueden programar periodos largos de operación sin problemas de mantenimiento
Eje corto de la bomba al motor
La verticalidad y el alineamiento del pozo no son importantes. Se presentan menos problemas de mantenimiento debido al reducido desgaste de las partes móviles
Costos reducidos en la instalación y en la colocación
Bajo nivel de ruido durante su funcionamiento
Se pueden colocar a profundidades de hasta 150 m (presión superior a 14 kg/ cm2)
Desventajas de las bombas sumergibles
La reparación del motor o de la bomba requiere que se extraiga del pozo
Está sujeta a la abrasión por arena
Puede acarrear problemas eléctricos causados por los cables sumergidos del motor