Hidraulica

Estaciones de Bombeo Cloacales

Tipos de Bombas y sus elementos

Impulsores

Una de las partes mas importantes de las estaciones de bombeo es la Bomba.

Dependiendo del tipo de liquido a bombear (agua potable, petroleo, agua cruda, líquidos cloacales, Pluviales, líquidos abrasivos, etc.) y del tipo de instalación (con motobombas fuera del liquido, dentro del liquido o sumergibles, bombas de pozo profundo, axiales, etc.) seleccionaremos el modelo de bomba mas apropiada para la tarea, con el modelo de bomba, estaremos seleccionando también el tipo de impulsor que se utilizará que es algo fundamental!

Mas allá de hacer bien los cálculos(hoy en día, conexión a internet mediante, existen programas de cálculo Online que te ayudan a realizar estos cálculos, de la marca que quieras para el servicio que quieras) y asegurarnos de que el punto de funcionamiento (PF) o lo que es lo mismo decir, altura manométrica y caudal, son los correctos.
Si se selecciona el modelo mas adecuado, no solamente nos quedaremos tranquilos porque el sistema funcionará, nos quedaremos tranquilos sabiendo de que el equipo utilizado no requerirá "Atención Extra", o sea, "intervenciones imprevistas".
Desde el punto de vista del Servicio de mantenimiento, toda intervención imprevista sale mas cara que una intervención programada y "ni hablar" si estas intervenciones se repiten continuamente.

Esto sucede, especialmente en el bombeo de líquidos cloacales o residuales industriales, que poseen sólidos  y fibras de longitud considerable. Estos residuos se acumulan en las partes móviles expuestas (usualmente en el impulsor) produciendo atascamientos.

Consecuencia de los atascamientos

Reducción de la sección efectiva, aumento del par resistente debido al efecto de "freno" que producen, esto a su vez hace que el par motriz también aumente (efecto de acción y reacción) lo que hace que aumente la corriente consumida de trabajo llegando en momentos a superar al valor nominal del motor electrico, poniendolo en riesgo y haciendo que ACTUEN las protecciones de dicho motor y como consecuencia final, sacando de funcionamiento a la bomba y en ocaciones dejando sin servicio de bombeo a la estación (Consecuencia: generalmente daño Ambiental por contaminación y si el organismo regulador y de control estatal detecta esto, Multas correspondientes).

Por todo lo dicho anteriormente, vean como funcionan y se comportan los distintos tipos de impulsores en una prueba de ATASCAMIENTOS hecha en Laboratorios de Prueba, y noten la importancia de la selección del mismo en el siguiente video:

Obviamente, los mejores impulsores y modelos de bombas son mas caros, pero teniendo en cuenta el período de funcionamiento y el ahorro de energía, de lucro cesante y dolores de cabeza que estos equipos nos permiten evitar terminan siendo los mas apropiados.
Temas que a veces no se tienen en cuenta al momento de proyectar o ejecutar una Obra.

FUNCIONAMIENTO EN MODO AUTOMÁTICO

DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO

En una estación de bombeo existen varias maneras de hacer funcionar las  bombas instaladas.

Las más utilizadas son:

·         Modalidad bombas de base y punta

Que una bomba funcione como base, esto es, que dicha bomba sea la primera en arrancar y en caso de que no dé abasto, se hace arrancar otra.

Bomba de punta: se denomina de esta manera a la bomba que arranca únicamente cuando la bomba de Base no dé abasto, esto es en momentos de Pico en la curva del caudal de entrada al pozo de bombeo.

·         Modalidad Secuencial

Esta modalidad hace que las bombas vayan rotando en su funcionamiento de tal manera que el desgaste en las mismas sea lo más parejo posible.

Esto es indicado para cuando el caudal máximo que entra al pozo o cámara de bombeo no supera al caudal máximo de bombeo posible de una bomba.

Como variación de esta última modalidad, se tiene el caso de que el caudal de bombeo sea desarrollado por dos o más bombas que funcionen al mismo tiempo y una bomba de reserva (pueden ser más de una como reserva) y se vaya secuenciando o rotando las bombas que funcionan al mismo tiempo. Por ejemplo, si tenemos cuatro bombas y funcionan tres al mismo tiempo, se va rotando la bomba que quedará de reserva, o sea, en el primer ciclo de bombeo funcionaran las bombas 1,2 y 3 y “descansa” o queda fuera de funcionamiento la Nº4; en el siguiente ciclo funcionaran las bombas 2,3 y cuatro y la que no funcionará será la Nº1 y así sucesivamente.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA PROPUESTO

La modalidad adoptada en esta oportunidad es la de encender Secuencialmente cada una de las bombas, esto se logra mediante el uso de un sistema electrónico de automatización. Lo más utilizado es que este proceso lo realice un PLC o Controlador lógico Programable ya que tiene otras ventajas además de facilitar un control lógico y simple en el arranque secuencial de bombas, como ser, comunicación y mando a distancia.

Para lograr esto, El PLC deberá ser cableado como lo indica la siguiente figura:

Por cada bomba que se instale, se necesitarán las siguientes señales de entrada al PLC:

-Falla en bomba

-Bomba en modo AUTOMATICO

-Bomba en Marcha

en total serán dos entradas de las señales de nivel de arranque y nivel de parada, más las otras señales de entrada de estado para cada bomba.

Además de los documentos enviados, se deberá Ver el pliego de ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA ESTACIONES DE BOMBEO, leer detalladamente el capítulo 6, Ahí está todo lo que no hay que Obviar y se pide que se agreguen en los tableros.

La programación del PLC, debe cumplir con las siguientes pautas:

-El PLC hará funcionar las bombas en Forma Secuencial. Primero arrancará la bomba 1 y al vaciar quedará todo listo como para que en el próximo arranque, funcione la Bomba Nº2 y así sucesivamente si hubiere más bombas.

-Si una de las bombas sale de funcionamiento debido a la actuación de su protección correspondiente o si esta bomba se coloca, mediante su llave selectora, en modo Manual o en modo NEUTRO. El PLC debe "Buscar" y hacer arrancar la bomba siguiente en el orden, que se encuentre operativa y que esté conectada en modo AUTOMATICO.

-Además del cuentahoras electromecánico que debe ir instalado en el panel frontal del gabinete, el PLC deberá llevar las horas de funcionamiento de los equipos.

-Las entradas del PLC corresponderán a las siguientes señales:

·         Caso de una estación de Bombeo con Dos bombas instaladas

I1= Nivel mínimo del pozo de bombeo

I2= Nivel Máximo del pozo de bombeo

I3= Bomba 1 en MODO AUTOMATICO 

I4= Bomba 2 en MODO AUTOMATICO 

I5= Falla Bomba1

I6= Falla Bomba2

I7= Bomba 1 Marcha

I8= Bomba 2 Marcha 

Caso de una estación de Bombeo con Tres bombas instaladas

 I1=Nivel mínimo del pozo de bombeo

I2=Nivel Máximo del pozo de bombeo

I3= Bomba 1 en MODO AUTOMATICO 

I4= Bomba 2 en MODO AUTOMATICO 

I5= Bomba 3 en MODO AUTOMATICO 

I6= Falla Bomba1

I7= Falla Bomba2 

I8= Falla Bomba3

I9=Bomba 1 en Marcha

I10=Bomba 2 en Marcha

I11=Bomba 3 en Marcha

El PLC seleccionado deberá poseer puerto de conexión ETHERNET y el protocolo es MODBUS - TCP

Corrección del factor de Potencia, individual para cada bomba, o sea, cuando entra una bomba, se conecta su capacitor correspondiente.

tiene que tener descargadores de rayos GASEOSOS no los que son a Varistor y rele de falta de fase , secuencia y sobre-sub tensión aguas arriba de los arranques de las bombas.

Las bombas de porte medio o las de Gran Porte que se instalen, tienen su relé de Protección Integral (Ejemplo: MINI CAS 2 en bombas marca FLYGT) que tiene que ir conectado al cableado específico de la bomba sumergible, estos cables son de señales y extras a los de potencia. El cable de Puesta a tierra de la bomba, tiene que llegar hasta el tablero, para poder medir desde el tablero cualquier cortocircuito a carcaza que pueda tener a futuro el motor de la bomba.