Funcionamiento e instalación correcta de bombas en los sistema de riego

El contenido de este artículo de nuestra sección de Agrotecnia, fue elaborado con información proveniente de www.hortalizas.com y www.koslan.cl, el cual fue revisado y reeditado por Portalfruticola.com

¿Qué tan importante es saber cómo funciona la bomba que conectamos en nuestros sistemas de bombeo? ¿Cuánto nos cuesta el no saber esto y no entender de forma adecuada lo que se puede hacer para disminuir el consumo de energía eléctrica? ¿Qué efectos tiene el encender y apagar la bomba, sin el control de la aceleración y desaceleración de la misma?

El empleo de bombas en todos los sistemas de riego es imprescindible y las bombas eléctricas están ganando mucho terreno. Sin embargo, puede ser común el encontrar bombas eléctricas con un funcionamiento deficiente, además de no estar instaladas de forma adecuada ni tener el cuidado necesario para disminuir el consumo eléctrico.

En la actualidad existen muy pocas compañías especializadas en el control de bombas de una manera correcta, así como la corrección del factor de potencia en cada uno de los sistemas de bombeo.

Foto: www.gea.com

A continuación explicaremos algunos estos aspectos relacionados a los principios que rigen el sistema de bombeo principal de las bombas eléctricas.

Factor de Potencia (FP) y potencia en las bombas

Todas las máquinas eléctricas — en específico los motores que se emplean en los sistemas de bombeo — tienen marcado en su placa la potencia de salida con unidades de caballos de potencia (HP). Esta potencia es una potencia real, que realiza el trabajo útil. En esta potencia debemos centrar el consumo de energía para el sistema de bombeo.

Pero también existe una potencia que se llama potencia reactiva, que es la que se genera por el empleo de bobinas eléctricas dentro de las bombas. Debemos tratar de hacer mínima esta potencia reactiva, a través del empleo de otros elementos que compensan el consumo de potencia reactiva dentro de la bomba.

El llamado triángulo de potencias, donde P es la potencia real, Q es la potencia reactiva y S la potencia compleja. Del gráfico se puede deducir que, si el valor de la magnitud de Q es menor, tendiendo a cero, sólo se tendría potencia real, que es la que realiza trabajo útil. La forma de compensar la potencia reactiva dentro de la bomba es poner un banco de capacitores, cuya función es disminuir el efecto de la potencia reactiva en la bomba.

El costo de la energía que cobran las compañías de energía eléctrica toma en cuenta el FP que tenemos, y si definimos el factor de potencia como FP=cos(ø), se puede determinar que si la magnitud de la potencia reactiva tiende a cero, FP es unitario. La acción de los capacitores es realizar una corrección del factor de potencia modificando la magnitud de la potencia reactiva, por lo que en las cargas inductivas es necesario tener efectos capacitivos para su corrección.

Este factor de potencia puede verse como un indicador de potencia aparente cuando se aleja de la unidad. Muchas bombas marcan factores de potencia cercanos a 0.95, pero esto es verdad sólo cuando están trabajando en el punto de operación correspondiente a los datos de placa. Tenemos que recordar que en nuestros recibos de cobro de energía eléctrica se encuentra una penalización por bajo factor de potencia. Ésta se aplica cuando se tienen factores de potencia lejanos a la unidad, lo cual se puede corregir con el empleo de capacitores.

Triángulo de potencias y análisis para corrección de factor de potencia.

Foto: gemini.udistrital.edu.co

Un bajo factor de potencia tiene las siguientes consecuencias:

• Incremento de las pérdidas por el efecto joule.
• Aumento de la caída de tensión.
• Incremento en la facturación eléctrica.
• Sobrecarga de los generadores, transformadores y líneas de distribución.
• Aumenta el costo de suministrar la potencia activa a la compañía de energía eléctrica.

"Corregir" significa actuar para incrementar el factor de potencia en una sección específica de la instalación. Proporcionando local mente la potencia reactiva necesaria para reducir a igual la potencia real requerida, el valor de la corriente y por tanto de la potencia que transita en la red (ABB), ventajas de realizar esta corrección:

• Mejora la regulación de tensión.
• Reduce penalizaciones.
• Menor costo de energía eléctrica.
• Aumento de la vida útil de las instalaciones.
• Aumento en la capacidad del sistema.
• Aumento de la disponibilidad de potencia de transformadores, líneas y generadores.

Golpe de ariete

Este efecto aparece cuando se cierra de forma drástica un sistema de bombeo. Esto es lo que aparece en sistemas de encendido y apagado de sistemas de riego con bombeo eléctrico.

Básicamente es porque el fluido tiene propiedades elásticas. Esto genera que las partículas que se detienen sean empujadas por las partículas que se encuentran atrás, causando un incremento de presión que dilata la tubería y comprime el volumen del líquido causando daños permanentes en la tubería de riego, por lo que la mejor alternativa es tener un sistema que pueda controlar la aceleración y desaceleración de la bomba. El golpe de ariete se puede solucionar con un controlador de estado sólido para el sistema de riego, el cual permite poder acelerar y desacelerar la bomba de forma programada.

Recordemos que el daño a la tubería es un daño físico y permanente que puede tener costos económicos significativos, y puede deteriorar nuestro sistema de riego. Una tubería en mal estado degrada la calidad de los productos en una manera considerable.

¿Cómo se instala una bomba de superficie?

La primera recomendación es que la instalación de la bomba la haga un técnico calificado, ya que muchos problemas posteriores del sistema son consecuencia de una instalación no apropiada

1.- La bomba debe ser montada sobre bases, para evitar movimientos y vibraciones.
2.- La instalación de la bomba se debe realizar en lugares cerrados o protegido de la intemperie. No es bueno que esté expuesta permanentemente al sol, ya que se puede activar el protector térmico (en el caso de las bombas monofásicas).
3.- Proteja la bomba de inundaciones, ya que el motor blindado no es un motor sumergible.
4.- Proteja la bomba de bajas temperaturas y heladas, para lo cual deberá vaciar totalmente el cuerpo de la bomba y cañerías evitando que éstas se quiebren por congelamiento del agua en su interior. (En caso que las temperaturas bajen de 0o C y no esté en funcionamiento la bomba).
5.- Si el agua está a un nivel más bajo que el lugar donde se instaló la bomba, debe colocarse una válvula de pie. Esta válvula no debe tocar el fondo del pozo o noria, debe quedar al menos a 40 cms del fondo.
6.- Si se va a succionar desde profundidades mayores a 5 mt., el diámetro de la cañería y el de la válvula de pie debe ser igual al diámetro de entrada de succión de la bomba (centrífuga o periférica).
7.- Se debe evitar la entrada de aire por la parte de aspiración, de lo contrario la bomba se daña.
8.- El peso de las cañerías nunca debe ser soportado por la bomba, tanto en la entrada de aspiración como en la salida de la bomba. (Debe ser soportado por abrazaderas ancladas al terreno).
9.- Para alturas de descarga superior a 10 mts. se debe colocar una válvula de retención de salida.
10.- Tenga presente que antes de poner en funcionamiento la bomba, es necesario cebarla. Si la bomba es autocebante, basta con llenar el cuerpo de la bomba. Nunca se debe hacer funcionar la bomba en seco, ya que se daña el sello mecánico.
11.- La instalación eléctrica debe hacerse con conductores de diámetro adecuado, lo que depende de la potencia del motor y de la distancia en que se encuentra el transformador. Nunca debe usarse conductores de menos de 1,5 mm de diámetro.
12.- Las bombas monofásicas de menos de 2 Hp, tienen protector térmico incorporado.

Fuente: www.hortalizas.com, www.koslan.cl