1. 1
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS
NOMBRE DEL ALUMNO
Bello Morales Francisco Jesus
De los Santos López Germain
González Aburto Herson
Guadalupe Torres Sergio
Hernández Santiago Toribio Adair
Rodríguez Vázquez Carlos Eduardo
Ruiz Trujillo Abraham
Villatoro Esteban Humberto Emanuel
NOMBRE DEL MAESTRO
I.E. Jesús Alberto Cruz Toy
MATERIA
Equipos mecánicos
ACTIVIDAD
Investigación de la unidad 1
COATZACOALCOS, VER a 28 de octubre de 2023
2. 2
Índice
Portada ............................................................................................................. 1
Introducción ...................................................................................................... 4
1. bombas.................................................................................................... 5
1.1 Introducción y clasificación general......................................................... 7
1.2 Bombas centrifugas. diseño, construcción, materiales y aplicaciones. ..11
1.3 Cálculos y selección de bombas centrifugas. curvas de operación,
eficiencia y energía................................................................................................ 16
1.4 bombas centrifugas. diseño, construcción materiales y aplicaciones.... 21
1.5 bombas centrifugas especiales, verticales y multietapas...................... 24
1.6 Selección de motores eléctricos para bombas...................................... 26
Conclusión...................................................................................................... 32
Bibliografía...................................................................................................... 33
3. 3
Índice de imágenes
Ilustración 1.bomba .......................................................................................... 5
Ilustración 2. Partes de la bomba ..................................................................... 6
Ilustración 3. Partes de bomba centrifuga......................................................... 7
Ilustración 4. Bomba periférica ......................................................................... 8
Ilustración 5. Bomba tipo diafragma ................................................................. 9
Ilustración 6.bomba volumétrica ....................................................................... 9
Ilustración 7.bomba reciprocantes .................................................................. 10
Ilustración 8.bomba rotatoria .......................................................................... 10
Ilustración 9.bomba centrifuga........................................................................ 12
Ilustración 10.bomba horizontales .................................................................. 12
Ilustración 11.bomba verticales....................................................................... 13
Ilustración 12.elementos de la bomba ............................................................ 14
Ilustración 13.aplicaciones.............................................................................. 15
Ilustración 14.parabola de la velocidad........................................................... 19
Ilustración 15.ejemplo de ejercicio de bombas centrifugas............................. 20
Ilustración 16.esquema................................................................................... 23
Ilustración 17. Bomba Centrifugas Multietapas Verticales .............................. 24
Ilustración 18.parte de bomba multietapas verticales .................................... 25
Ilustración 19.tabla de especificaciones.......................................................... 26
Ilustración 20.partes del motor........................................................................ 30
4. 4
Introducción
Las bombas son dispositivos mecánicos diseñados para transportar líquidos o
gases de un lugar a otro a través de la generación de un flujo continuo y direccionado
de fluido. Estas máquinas son fundamentales en una amplia gama de aplicaciones
industriales, comerciales y domésticas, desempeñando un papel esencial en la vida
cotidiana y en numerosos procesos industriales. Las bombas pueden variar en tamaño,
diseño y capacidad, y se utilizan en una gran diversidad de contextos, desde la
distribución de agua potable en nuestras casas, el suministro de combustible a
nuestros vehículos, hasta la manipulación de productos químicos en la industria, el
bombeo de aguas residuales y la circulación de fluidos en sistemas de refrigeración.
La tecnología de las bombas ha evolucionado significativamente a lo largo de la
historia, desde las antiguas bombas de pistón impulsadas por energía humana o
animal hasta las modernas bombas centrífugas y de desplazamiento positivo que
funcionan con motores eléctricos o motores de combustión interna. En esta
introducción, exploraremos las principales categorías de bombas, sus aplicaciones
más comunes y cómo desempeñan un papel esencial en la transferencia de fluidos en
una amplia variedad de industrias y entornos.
5. 5
1. BOMBAS
Las bombas son máquinas usadas para mover fluidos a través de tuberías,
mediante diferentes transformaciones de energía. Existen muchos tipos de bombas y
diferentes maneras de clasificarlas. La clasificación más difundida es la que reúne a
dos grupos principales de bombas: las bombas dinámicas y las bombas de
desplazamiento positivo.
En las bombas dinámicas la energía es continuamente suministrada al fluido el
cual incrementa su velocidad, luego esa velocidad es reducida en la voluta o difusor
de la bomba, produciendo un incremento de presión. La máxima exponente de este
tipo de bomba es la bomba centrífuga, cuyos diferentes diseños son usadas
extensivamente en la Industria Petrolera.
En las bombas de desplazamiento positivo la energía es periódicamente
suministrada al fluido por la aplicación de una fuerza directa sobre un volumen de
líquido, el cual incrementa su presión al valor requerido para moverse en la tubería de
descarga. Las bombas de desplazamiento positivo más usadas en la Industria
Petrolera son las bombas reciprocantes y las bombas de tornillos.
Ilustración 1.bomba
6. 6
La bomba se compone de, motor, acoplamiento, carcaza y rodete. La
característica principal es un caudal uniforme, el caudal disminuye cuando aumenta la
altura a bombear, siguiendo una curva característica de cada bomba. La potencia
absorbida aumenta con el peso específico del líquido. Las bombas son:
1.- Dispositivo mecánico para desplazar o elevar agua u otros fluidos, o bien
para aplicar presión a los fluidos.
2.- Equipo o dispositivo que recibiendo energía mecánica de rotación, la cede
en forma de presión al líquido bombeado mediante el giro de un rodete o rueda de
álabes.
3.- Dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir líquidos y gases.
Cuando gira el rodete, comunica al líquido una energía dando lugar a una velocidad
y una presión que se añade a la que tiene el fluido en el orificio de entrada.
Ilustración 2. Partes de la bomba
7. 7
1.1 Introducción y clasificación general
Las bombas se clasifican en dos grupos principales atendiendo al principio de
funcionamiento en el que se basan: Dinámicas (Centrífugas, Periféricas y Especiales)
y de Desplazamiento Positivo (Reciprocantes y Rotatorias).
Bombas Dinámicas
Centrifugas
Es una máquina que sirve para transportar líquidos y cosiste de una pieza
rotatoria llamada impulsor dispuesto dentro de una carcasa, el cual imparte energía al
fluido por la fuerza centrífuga. Esta máquina consta dedos elementos principales: Un
elemento giratorio incluyendo un impulsor y una flecha y un elemento estacionario
compuesto por una carcasa, estoperol y chumaceras. Una bomba centrífuga
transforma la energía mecánica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energía
cinética y potencial requeridas. Aunque la fuerza centrífuga producida depende tanto
de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del líquido, la energía
que se aplica por unidad de masa del líquido es independiente de la densidad del
líquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a
cierta velocidad y que maneje un volumen definido de
líquido, la energía que se aplica y transfiere al líquido,
(en pie-lb/lb de líquido) es la misma para cualquier
líquido sin que importe su densidad. Por tanto, la carga
o energía de la bomba en pielb/lb se debe expresar en
pies o en metros y es por eso por lo que se denomina
genéricamente como "altura". Las bombas centrifugas
(turbobombas) se dividen en tres clases: de flujo radial,
flujo mixto y flujo axial. Ilustración 3. Partes de bomba
centrifuga
8. 8
Periféricas
Son también conocidas como bombas tipo turbina, de vértice y regenerativas,
en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los alabes a velocidades
muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor. El líquido va recibiendo
impulsos de energía No se debe confundir a las bombas tipo difusor de pozo profundo,
llamadas frecuentemente bombas turbinas, aunque no se asemeja en nada a la bomba
periférica. La verdadera bomba turbina es la usada en centrales hidroeléctricas tipo
embalse llamadas también de Acumulación y Bombeo, donde la bomba consume
potencia; en determinado momento, puede actuar también como turbina para entregar
potencia.
Especiales
Son aquellas que manejan líquidos muy abrasivos y corrosivos. las más
comunes son la de tipo diafragma y no es más, que una bomba que posee una
membrana la cual combina la acción recíproca de un diafragma de teflón o caucho y
de válvulas que abren y cierran de acuerdo al movimiento del diafragma. A veces a
este tipo de bomba también se llama bomba de membrana.
Ilustración 4. Bomba periférica
9. 9
Bombas de desplazamiento positivo o volumétricas
Estas bombas guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria,
el cual siempre está contenido entre el elemento impulsor, que puede ser un embolo,
un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro. “El
movimiento del desplazamiento positivo” consiste en el movimiento de un fluido
causado por la disminución del volumen de una cámara. Por consiguiente, en una
máquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de energía
no tiene necesariamente movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener
movimiento rotatorio (rotor).
En ellas se cede energía de presión al fluido mediante volúmenes confinados.
Se produce un llenado y vaciado periódico de una serie de cámaras, produciéndose el
trasiego de cantidades discretas de fluido desde la aspiración hasta la impulsión.
Pueden a su vez subdividirse en alternativas y rotativas. Dentro del primer grupo se
encuentran las bombas de pistones y émbolos; al segundo pertenecen las bombas de
engranajes, tornillo, lóbulos, paletas, etc.
Ilustración 5. Bomba tipo diafragma
Ilustración 6.bomba volumétrica
10. 10
Reciprocantes
Llamadas también de émbolo alternativo, en estas máquinas, el elemento que
proporciona la energía al fluido lo hace en forma lineal y alternativa. La característica
de funcionamiento es sencilla. En estas que existe uno o varios compartimentos fijos,
pero de volumen variable, por la acción de un émbolo o de una membrana. En estas
máquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga
se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de
este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones
o la bomba pistones de accionamiento axial.
Rotatoria
Llamadas también rotoestáticas, debido a que son
máquinas de desplazamiento positivo, provistas de
movimiento rotatorio, y son diferentes a las rotodinámicas.
Estas bombas tienen muchas aplicaciones según el
elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma
constante, puede manejar líquidos que contengan aire o
vapor. Su principal aplicación es la de manejar líquidos
altamente viscosos, lo que ninguna otra bomba puede
realizar y hasta puede carecer de válvula de admisión de carga. En ellas, una masa
Ilustración 7.bomba reciprocantes
Ilustración 8.bomba
rotatoria
11. 11
fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona
de entrada (de baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina.
1.2 Bombas centrifugas. diseño, construcción, materiales y
aplicaciones.
La bomba centrífuga, también denominada bomba rotodinámica, es
actualmente la máquina más utilizada para bombear líquidos en general. Las bombas
centrífugas son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulica que transforma la
energía mecánica de un impulsor en energía cinética o de presión de un fluido. El
fluido entra por el centro del rodete o impulsor, que dispone de unos álabes para
conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior,
donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba. Debido a la geometría del
cuerpo, el fluido es conducido hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente impulsor.
Son máquinas basadas en la Ecuación de Euler.
Algunas ventajas de estas bombas centrífugas son:
- No tienen órganos articulados y los mecanismos de acoplamiento son muy
sencillos.
- Para una operación definida, el gasto es constante y no se requiere
dispositivo regulador.
- Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias.
- El peso es muy pequeño y dimensiones reducidas.
- El mantenimiento y pieza de recambio reducidos.
- Coste ajustado.
- La incorporación de variadores de velocidad permite mayor eficiencia.
- Los sistemas de bombeo completos son suministrados según las
necesidades.
Las bombas centrífugas se pueden clasificar según distintos parámetros:
12. 12
Por la dirección del flujo. Según la dirección en la que el fluido atraviese
la bomba centrífuga, pueden ser:
Radial: En este caso el flujo circula de forma paralela al eje de rotación. Son
bombas muy eficientes y versátiles y son las bombas centrífugas más comunes.
Axial: En este caso el flujo circula de forma paralela al eje de rotación. Son
bombas muy eficientes a la hora de elevar grandes caudales a poca altura.
Mixto: Combina las bombas axiales con las bombas radiales.
Por la posición del eje de rotación:
Horizontales El eje de rotación se encuentra en posición horizontal.
Ilustración 9.bomba centrifuga
Ilustración 10.bomba horizontales
13. 13
Verticales El eje de rotación se encuentra en posición vertical.
Inclinados El eje de rotación está inclinado
Los elementos constructivos que conforman una bomba centrífuga son:
Carcasa: Parte que protege a todos los mecanismos internos que permiten el
accionar de la bomba. Son elaboradas con variados materiales según su finalidad,
como es en base a hierro fundido si se usará par bombear agua potable, o de acero
inoxidable o de bronce si se pretende bombear un líquido que es muy corrosivo
Entrada y Salida: conductos por donde circula el agua. El de entrada se conoce
como tubería de aspiración y el de salida como tubería de impulsión.
Impulsor o rodete. Dispositivos usados para impulsar el agua contenida en la
carcasa. Están formados por una serie de álabes de diversas formas que giran dentro
de una carcasa circular. El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte móvil de
la bomba.
Ilustración 11.bomba verticales
14. 14
Difusor: el difusor junto con el rodete, están encerrados en una cámara,
llamada carcasa o cuerpo de bomba. El difusor está formado por unos álabes fijos
divergentes, que al incrementarse la sección de la carcasa, la velocidad del agua irá
disminuyendo lo que contribuye a transformar la energía cinética en energía de
presión, mejorando el rendimiento de la bomba.
Eje: Elemento que sostiene el impulsor para que gire sobre este con la fuerza
del motor. Según la posición del eje en bombas de eje horizontal y bombas de eje
vertical.
Cojinetes o rodamientos: Piezas que sostienen adecuadamente el eje del
impulsor
Motor: componente fundamental de la bomba centrífuga que permite mover el
eje y a su vez el impulsor para conseguir el movimiento del agua. Según su potencia,
podrá movilizar más agua en menos tiempo.
Panel de control: dispositivo que permite el accionamiento de la bomba.
Ilustración 12.elementos de la bomba
15. 15
Para hacer funcionar una bomba centrífuga existen los siguientes pasos:
primero, el fluido entra por el centro del rodete o impulsor de la máquina. Éste dispone
de una paleta curva, denominada álabe, que sirve para conducir el fluido. Después,
debido a la fuerza centrífuga que produce la bomba, el fluido es impulsado hacia el
exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba. Finalmente, gracias
a la estructura de la maquinaria, el fluido es conducido hacia las tuberías de salida o
hacia el siguiente rodete.
Entre otras de las aplicaciones de una bomba centrifuga se incluyen:
suministros municipales de agua y drenaje, suministro de agua de locomotoras,
lubricación y enfriamiento de equipos de mecanizado, blanqueo y transferencia de tinte
de la industria textil, bombeo de leche y bebidas y refinación de azúcar en la industria
alimentaria.
Ilustración 13.aplicaciones
16. 16
1.3 Cálculos y selección de bombas centrifugas. curvas de
operación, eficiencia y energía.
Las bombas centrífugas son equipos omnipresentes en la vida diaria, y conocer
la ingeniería de su funcionamiento proporciona interesantes oportunidades para la
mejora de los procesos. En muchos artículos hemos incluido recopilaciones diversas
que ayudan a entender estas máquinas (Ver Calculadores y utilidades de fluidos,
Calculadores gratuitos para diseños con bombas, Calculadores gratuitos de eficiencia
energética en bombas y Artículos sobre transporte de fluidos).
1) Punto de mejor eficiencia (BEP) Una bomba no convierte completamente la
energía cinética a energía de presión. Alguna energía es siempre perdida interna y
externamente en la bomba.
Pérdidas internas:
• Pérdidas hidráulicas – Fricción del disco en el impulsor, pérdidas debidas al
rápido cambio en dirección y velocidades a través de la bomba.
• Pérdidas volumétricas – recirculación interna en anillas y cojinetes
desgastados.
Pérdidas externas
• Pérdidas mecánicas – fricción en sellos y rodamientos. La eficiencia de la
bomba en el punto de diseño es normalmente máxima y se llama el Punto de Mejor
Eficiencia (Best Effciency Point – BEP). Es posible operar la bomba a otros puntos
distintos que el BEP, pero la eficiencia de la bomba siempre será más baja que en BEP.
2) Cálculo de la potencia de una bomba La potencia hidráulica ideal de una
bomba hidráulica depende del caudal, de la densidad del líquido y de la altura
diferencial.
La elevación estática de una altura a otra, puede calcularse:
17. 17
Ph = q ρ h / (3,6 10^6)
Donde:
• Ph = Potencia eléctrica (kW)
• q = Capacidad de caudal (m3 /h)
• ρ = Densidad del fluido (kg/m3 )
• g = Gravedad (9,81 m/s2 )
• h = Altura diferencial (m)
Potencia de la bomba en el eje
La potencia del eje requerida para ser transferida desde el motor al eje de la
bomba – depende de la eficiencia de la bomba y puede calcularse como:
Ps = Ph /η
Donde:
• Ps = Potencia del eje (kW)
• η = Eficiencia de la bomba.
Energía ganada por un fluido
La potencia ganada por el fluido de una bomba o ventilador puede ser
expresado como:
P = m w
Donde:
• P = Potencia
• m = Caudal másico
• w = Trabajo específico
18. 18
Trabajo específico
El trabajo específico – w – puede expresarse como:
w = g h
Donde:
• h = Altura
• g = Aceleración de la gravedad
Caudal másico
El caudal másico – m – puede expresarse:
m = ρ Q
Donde:
• ρ = Densidad
• Q = Caudal volumétrico
La potencia ganada por el fluido de una bomba o ventilador puede expresarse
como:
γ = ρ g
Donde:
γ = Peso específico
La ecuación de la potencia puede modificarse de forma que la potencia ganada
por el fluido de una bomba o ventilador puede expresarse como:
P = γ Q h
Ya que la altura puede expresarse como
h = (p2 – p1) / γ
19. 19
En consecuencia,
P = Q (p2 – p1)
Donde:
• P = Potencia
• m = Caudal másico
• w = Trabajo específico
Cálculos de par y velocidad en bombas centrífugas
La característica teórica de una bomba centrífuga es una parábola que
comienza en el origen y es proporcional al cuadrado de la velocidad. El par puede
expresarse como:
T = k n^2
Donde:
• T = Par (Nm, lbf ft)
• K = Constante
• n = Velocidad de la bomba (rpm)
• P = Potencia (kW)
Ilustración 14.parabola de la velocidad
20. 20
Ejemplo de calculo de una bomba centrifuga
Ilustración 15.ejemplo de ejercicio de bombas centrifugas
21. 21
1.4 bombas centrifugas. diseño, construcción materiales y
aplicaciones.
Las bombas centrífugas son el tipo de bomba más utilizada en las industrias,
comúnmente se aplica para la transferencia de cualquier tipo de fluido, incluidos los
que tienen una alta densidad o fragmentos sólidos que pueden bloquear otros tipos de
bombas. Su rango de caudal volumétrico puede variar desde varias decenas de ml/h
hasta 100,000 m3/h, mientras que la presión puede ser normal hasta casi 20 MPa.
También pueden manejar un amplio rango de temperaturas del líquido que puede ser
tan baja como -200 °C hasta 800 °C, de acuerdo con el diseño y los materiales de los
que se conforman las bombas.
El fluido que se transfiere puede ser agua (limpia o residual), aceite, ácido o
álcali, suspensión o metal líquido, entre muchos otros. Por lo tanto, las bombas
centrífugas se utilizan en numerosas industrias, entre las que destacan las siguientes:
INDUSTRIAS DE PETRÓLEO Y GAS O QUÍMICA
En México y varios países del mundo, la industria petrolera es una de las
principales para la economía. La conversión de petróleo crudo en productos requiere
un proceso complejo para extraer todos los subproductos utilizados en la industria, no
solamente la gasolina. Las bombas juegan un papel importante en la transferencia de
estos líquidos, proporcionando la presión y el caudal necesarios para las reacciones
químicas, la extracción del crudo y su transporte de un punto a otro.
Algunas veces, las bombas se usan para ajustar la temperatura en ciertas
partes del sistema mediante la fricción de los fluidos y permiten ahorrar en otros
recursos energéticos. También son utilizadas en las industrias del gas y químicas, ya
que se componentes de materiales que son muy resistentes a la corrosión, como el
acero inoxidable y algunas resinas.
AGRICULTURA
22. 22
Las bombas de agua centrífugas se utilizan en la mayoría de la maquinaria de
riego. Las bombas agrícolas representan la mitad de la cantidad total de bombas
centrífugas que se utilizan actualmente y además del riego son aplicadas en la
fumigación de productos químicos líquidos. Si diseño y al ser totalmente herméticas
permiten una gran durabilidad y resistencia en los exteriores.
INDUSTRIAS DE LA MINERÍA Y LA METALURGIA
Las características de este tipo de bombas permiten que sean uno de los
equipos más utilizados para drenar y enfriar los suministros de agua que son
bombeados en las minas o hacia las industrias metalúrgicas. En el caso de la minería,
también permiten la extracción del agua que inclusive cuente con pequeños residuos
sólidos que pueden afectar el funcionamiento de otras bombas.
GENERACIÓN DE ENERGÍA
Las bombas centrífugas son utilizadas en las centrales nucleares y otros
plantas para la generación de energía eléctrica. Esto se debe a que requieren grandes
cantidades de bombas primarias y secundarias, mientras que las centrales térmicas
también requieren de bombas de alimentación de calderas, de condensado, de circuito
cerrado y bombas de cenizas. La mayoría de estas aplicaciones pueden ser cubiertas
por los diferentes modelos centrífugos gracias a su gran capacidad y diferentes
materiales que utilizan.
APLICACIONES MILITARES
Este tipo de bombas se pueden encontrar en una variedad de tamaños y formas,
los más pequeños se pueden aplicar en la industria militar para el ajuste de las alas y
timones de los aviones, el giro de la torreta en barcos y tanques, el ascenso y descenso
de submarinos. Todas estas funciones requieren de un adecuado flujo de agua, aire u
otros fluidos hidráulicos que pueden tener diferentes densidades o inclusive residuos
solidos que no son detenidos por los filtros.
OTRAS APLICACIONES
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Entre otras de las aplicaciones de una bomba centrifuga se incluyen:
suministros municipales de agua y drenaje, suministro de agua de locomotoras,
lubricación y enfriamiento de equipos de mecanizado, blanqueo y transferencia de tinte
de la industria textil, bombeo de leche y bebidas y refinación de azúcar en la industria
alimentaria.
Las bombas centrífugas se pueden clasificar según el número de impulsores en
la bomba, las principales son:
Una bomba de una etapa, con un solo impulsor, se usa comúnmente para alto
flujo y altura dinámica total baja a moderada.
Una bomba de etapas múltiples tiene dos o más impulsores que trabajan en
serie para lograr una mayor altura dinámica total.
Todas estas diferentes aplicaciones y escenarios requieren diferentes bombas,
lo que significa que los proveedores deben realizar muchos diseños para sus clientes.
La mayoría de estas bombas se pueden diseñar rápidamente y ajustar a las
necesidades específicas de cada industria. Un software integrado de diseño de
turbomáquinas se utiliza para ajustar el funcionamiento.
Ilustración 16.bomba esquematica
24. 24
1.5 bombas centrifugas especiales, verticales y multietapas
Las Bombas Centrifugas Multietapas Verticales, son ampliamente reconocidas
a nivel mundial por su calidad en materiales y eficiente diseño. Tienen aplicaciones
donde se desea obtener alta presión en el manejo de agua limpia. Se manejan varios
materiales de construcción todo dependiendo el tipo de aplicación donde se vaya a
utilizar.
Sin embargo, son empleadas para presurización comercial e industrial, en
equipos de ósmosis inversa, grandes sistemas de filtración, sistemas de enfriamiento,
intercambiadores de calor, riego a grandes distancias, entre otros.
Por eso las bombas centrífugas verticales son cada vez más demandadas, y se
emplean en numerosos sectores. Debido a su alta eficiencia y a sus diversas
aplicaciones dentro del sector del agua. Ofrecen una amplia gama de opciones que
facilitan indiscutiblemente el trabajo.
Las bombas verticales multietapas son ampliamente utilizadas para transferir
aquellos líquidos que son de baja viscosidad, no inflamables y no explosivos, que no
Ilustración 17. Bomba Centrifugas Multietapas
Verticales
25. 25
contienen partículas sólidas o fibras. Se caracterizan por su estructura compacta,
una alta eficiencia y un mantenimiento simple.
Además, la alta eficiencia se traduce en un ahorro de energía, y los materiales
de alta calidad garantizan una larga vida útil.
Usos de las bombas centrifugas multietapas verticales
- Abastecimiento de agua: suministro de agua y drenaje para edificios altos,
filtración y transferencia de agua en obras hidráulicas.
- Industrial: sistemas de carga y limpieza, suministro de agua de caldera,
circulación de agua refrigerante, sistemas de tratamiento de agua, sistemas
auxiliares.
- Sistemas de Tratamiento de agua: sistemas de ultra-filtración, sistemas de
ósmosis, sistemas de destilación, separadores, piletas de natación.
- Irrigación agrícola: irrigación por aspersión, irrigación por gota.
- Empresas refresqueras y alimentos.
- Equipos y Sistemas contra incendios.
- Centrales de calefacción y/o térmicas.
Ilustración 18.parte de
bomba multietapas verticales
Ilustración 19.parte de
bomba multietapas verticales
Ilustración 20.parte de
bomba multietapas verticales
26. 26
1.6 Selección de motores eléctricos para bombas
Siempre que se seleccionen correctamente los motores eléctricos, funcionarán
bien. Hay que tener en cuenta para qué se han creado ciertos tipos de motores, ya
que algunos han sido diseñados para ciertas funciones específicas. También existen
motores que se pueden utilizar para funciones en general, pero hay ciertas tareas que
requieren un motor eléctrico con características mecánicas y eléctricas muy
particulares.
Algo importante que debemos entender cuando estamos relacionados con un
motor eléctrico industrial es que cualquier motor eléctrico funciona perfectamente bien
siempre que se seleccione adecuadamente. Si seleccionamos mal un motor, aunque
sea nuevo, puede fallar.
Por qué debemos prestar atención al seleccionar un motor eléctrico industrial
Seleccionar correctamente un motor eléctrico industrial puede proporcionar
varios beneficios, entre ellos:
Ilustración 26.tabla de especificaciones
27. 27
- Mayor eficiencia energética: Si se selecciona correctamente un motor
eléctrico con la eficiencia adecuada, se puede reducir significativamente el
consumo de energía, lo que se traduce en un ahorro de costos a largo plazo.
- Mayor vida útil del motor: Al seleccionar un motor eléctrico adecuado para la
aplicación específica, se puede reducir el desgaste del motor y prolongar su
vida útil.
- Mayor seguridad: Seleccionar el tipo correcto de motor eléctrico para una
aplicación específica puede mejorar la seguridad en el lugar de trabajo al
reducir el riesgo de fallas y accidentes.
- Reducción de costos: La selección adecuada de un motor eléctrico puede
ayudar a reducir los costos de mantenimiento y reparación, así como los
costos de energía a largo plazo.
- Mejora del rendimiento: Al seleccionar un motor eléctrico adecuado para la
aplicación específica, se puede mejorar el rendimiento general del sistema,
lo que puede aumentar la productividad y la eficiencia.
Datos para considerar para seleccionar un motor eléctrico
Para seleccionar o conocer bien un motor, normalmente se tienen en cuenta los
datos característicos que se encuentran en la placa que normalmente viene en los
motores. Al dimensionar un motor eléctrico industrial, es importante considerar los
siguientes datos básicos:
• Potencia: La potencia necesaria para la aplicación específica del motor, que
se mide en caballos de fuerza (HP) o kilovatios (kW).
• Encerramiento: El tipo de encerramiento necesario para la aplicación
específica del motor, que puede ser abierto, cerrado o a prueba de
explosiones.
• En la placa del motor además de mostrar la potencia en hp (kilovatios).
También se detalla el tipo de encerramiento, lo que se refiere al tipo de
construcción en los motores eléctricos industriales. Como hemos dicho,
existen tres tipos de encerramiento: motores abiertos, motores cerrados y
28. 28
motores a prueba de explosión. Uno de los datos básicos que se necesitan
saber al seleccionar un motor es en qué área va a trabajar el motor.
El ambiente donde funcionará el motor eléctrico define el tipo de encerramiento,
y por lógica, el tipo de encerramiento está relacionado con el precio. Un motor abierto
y un motor cerrado tienen una diferencia de precio, mientras que un motor más caro
es un motor a prueba de explosión, ya que tiene características para trabajar en áreas
clasificadas como peligrosas o explosivas. Por lo tanto, al seleccionar un motor, se
debe conocer en qué área se va a trabajar.
- Tamaño del armazón: El tamaño del armazón del motor que se necesita para
la aplicación específica.
- El tamaño del armazón está relacionado con la potencia, ya que a mayor
tamaño, mayor potencia en el motor. Esto depende de las condiciones donde va a
trabajar el motor, como la altura, la temperatura ambiente o la diferencia en la
frecuencia de voltaje. Para seleccionar bien un motor, se deben tener en cuenta todas
estas condiciones en el ambiente de trabajo.
- Eficiencia: El nivel de eficiencia requerido para la aplicación específica del
motor, que se mide en porcentaje.
El nivel de eficiencia de un motor eléctrico es un punto muy importante al
seleccionar motores industriales. Los fabricantes de motores actualmente están
diseñando y fabricando motores de la mayor eficiencia posible. En esta zona,
Norteamérica (México, Estados Unidos y Canadá), el nivel de eficiencia que se maneja
es la más alta, que es la eficiencia NEMA Premium. Con la eficiencia NEMA Premium,
estamos hablando de motores más ahorradores de energía.
- Velocidad de rotación: La velocidad de rotación necesaria para la aplicación
específica del motor, que se mide en revoluciones por minuto (RPM).
29. 29
La velocidad de revoluciones por minuto o el número de polos es otro dato a
tener en cuenta, dependiendo de qué velocidad requiere la actividad en la que va a
trabajar el motor.
- Frecuencia y número de fases: La frecuencia y el número de fases de la
alimentación eléctrica que se utilizará para alimentar el motor. Para la
frecuencia y número de fases, se utilizan dos frecuencias, 50Hz y 60Hz. Esto
ya se incluye por defecto y no es necesario solicitarlo como algo especial.
- Voltaje: El voltaje necesario para la aplicación específica del motor.
El voltaje es algo que se tiene que solicitar y especificar bien, ya que hay
regiones en el mismo país donde se pueden usar diferentes voltajes. Los fabricantes
de motores pueden fabricar unidades de acuerdo a la necesidad o al área donde se
requiera un voltaje diferente, incluso motores de bajo voltaje o voltajes que sean hasta
los 565 voltios.
- Clase de aislamiento: La clase de aislamiento necesaria para la aplicación
específica del motor, que se mide en grados Celsius.
Otro punto importante al seleccionar motores eléctricos industriales es la clase
de aislamiento. Cuando hablamos del aislamiento en los motores eléctricos, nos
referimos a la protección que tienen las bobinas y que está hecha de cobre. El
aislamiento sirve para garantizar la buena operación del motor, y se trata básicamente
de los baños de barniz que tienen las bobinas. Revisa aquí las fallas por aislamiento
en motores eléctricos: cómo medirlo y solucionarlo.
Es muy importante tener en cuenta que existen dos factores que afectan
directamente la vida operacional de un motor: la temperatura y la vibración. La clase
de aislamiento está relacionada con los datos de la temperatura interna del motor, ya
que el aislamiento está limitado a una cierta temperatura.
- Factor de potencia: El factor de potencia requerido para la aplicación
específica del motor, que se mide en porcentaje.
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El factor de potencia en el motor eléctrico se especifica en la placa de datos.
Normalmente, viene representado con un número como 1.00, 1.15, 1.25 hasta 1.35.
Esto significa que el motor está diseñado y capacitado para trabajar según lo que indica
la placa. Por ejemplo, si el motor tiene 1.15, que es lo más estándar, entonces quiere
decir que el motor está diseñado para trabajar hasta un 15% por encima de su potencia
nominal. Si tenemos un motor de 100 hp y tenemos un factor de servicio de 1.15, en
teoría, podemos considerar que ese motor puede trabajar hasta con 115 hp de
potencia.
- Corriente: La corriente necesaria para la aplicación específica del motor, que
se mide en amperios.
Otro dato importante al elegir motores eléctricos es la corriente en amperios. El
rodamiento que lleva toda la carga y hace todo el trabajo es el rodamiento de la parte
delantera. En un motor horizontal, el rodamiento de la parte trasera es un rodamiento
de guía que no hace trabajo alguno. En los motores verticales, los rodamientos que
llevan toda la carga son los de la parte superior, mientras que la parte inferior actúa
como guía.
- Tipo de rodamiento: El tipo de rodamiento necesario para la aplicación
específica del motor.
- Tipo de lubricación: El tipo de lubricación necesario para la aplicación
específica del motor.
La lubricación en motores eléctricos es
fundamental para su buen funcionamiento y para
alargar su vida útil. Algunos de los beneficios de
la lubricación adecuada en motores eléctricos
son:
- Reducción de la fricción: la lubricación
adecuada reduce la fricción entre las
Ilustración 27.partes del motor
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piezas del motor, lo que disminuye el desgaste y reduce la posibilidad de
que se generen averías en el motor.
- Protección contra la corrosión: la lubricación protege el motor eléctrico contra
la corrosión y el óxido, lo que puede dañar las piezas del motor y disminuir
su eficiencia.
- Disminución de la temperatura: la lubricación adecuada reduce la
temperatura del motor eléctrico, lo que disminuye la posibilidad de que se
produzcan averías relacionadas con el sobrecalentamiento.
- Aumento de la eficiencia energética: la lubricación adecuada disminuye la
fricción y la temperatura, lo que aumenta la eficiencia energética del motor
eléctrico, lo que se traduce en ahorros en los costos de energía eléctrica.
Para poder identificar los motores, es necesario conocer el número de modelo
y el número de serie, de esta manera, se puede saber cuándo y dónde se fabricó el
motor.
- Los diagramas de conexiones son otro de los datos que se encuentran en la
placa de los motores eléctricos.
- Es muy importante mantener en buen estado las placas de los motores, ya
que estas nos permiten identificar fácilmente las características internas del
motor.
- Planificar la selección de motores eléctricos
La selección de motores eléctricos industriales es un proceso crítico que
requiere una planificación cuidadosa para asegurar que se elija el motor adecuado
para cada aplicación. Si se selecciona un motor incorrecto, esto puede resultar en
costos adicionales y problemas de rendimiento a largo plazo. Por lo tanto, es
fundamental que se realice una selección adecuada de motores eléctricos en la
industria. Una de las consideraciones más importantes que hemos visto en la selección
de un motor eléctrico es la aplicación para la que se va a utilizar. Recuerda que el tipo
de aplicación y los requisitos de funcionamiento pueden influir en la selección del tipo
de motor, la velocidad, el tamaño y otros aspectos importantes.
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CONCLUSIÓN
Las bombas son dispositivos diseñados para generar una explosión controlada
con el propósito de realizar diversas tareas, desde aplicaciones militares hasta
industriales y de construcción. En el contexto militar, las bombas se han utilizado a lo
largo de la historia como herramientas de destrucción y como elementos estratégicos
en conflictos armados. Sin embargo, su uso también ha llevado a consecuencias
devastadoras en términos de pérdidas humanas y daños a la infraestructura.
En la industria y la construcción, las bombas se utilizan para una variedad de
propósitos, como la extracción de agua, la perforación de pozos, la demolición de
estructuras y la generación de energía. Su eficacia y versatilidad las hacen
herramientas esenciales en estos campos, pero es fundamental tener en cuenta
medidas de seguridad y regulaciones para evitar accidentes y minimizar el impacto
ambiental.
En resumen, las bombas son dispositivos con aplicaciones diversas que pueden
tener consecuencias tanto positivas como negativas, dependiendo de su uso y
contexto. Su desarrollo y utilización deben ser regulados y controlados para garantizar
la seguridad y minimizar los riesgos asociados con su empleo.
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