Bomba de agua de alta presión: principio de funcionamiento, tipos, reglas de selección y operación

Los residentes de pueblos suburbanos, cuyos territorios no están conectados a las tuberías centrales de suministro de agua, resuelven el problema del suministro de agua mediante la instalación de sistemas autónomos. En la realización de esta tarea, la bomba de agua de alta presión juega un papel clave. Su función principal es estabilizar la presión en el sistema.

Le contaremos qué variedad de bombas de agua ofrece el mercado y según qué criterios elegir el equipo. Le presentaremos a los principales fabricantes del segmento. Con nosotros, usted conocerá las características de diseño de los equipos que subyacen a la división en tipos.

Para una mejor comprensión de la información, hemos complementado el texto con diagramas útiles, selecciones de fotos y guías en video.

Propósito y tipos de unidades

Independientemente de dónde se realice la toma de agua (de un cuerpo de agua cercano, un pozo especialmente construido, un pozo), el suministro automático de agua al terreno se puede realizar con una bomba común.

Pero para el funcionamiento normal de los electrodomésticos, la presión de agua en el sistema debe ser de al menos 2,5 atmósferas y no superar las 6 atmósferas. Y este parámetro solo se puede lograr mediante la instalación de un sistema de mantenimiento de presión constante. Para este fin se utilizan diversas opciones de bombas de alta presión para agua.

¿Cuándo se necesita una bomba de alta presión?

El dispositivo para aumentar y mantener la presión de agua en un sistema autónomo se utiliza cuando la presión es tan baja que no es posible usar el agua para el funcionamiento de los electrodomésticos.

La instalación de la bomba es permisible, pero no especialmente recomendada para estabilizar los parámetros de presión en el circuito del apartamento, si los residentes experimentan una escasez real de agua.

Este tipo de bombas de agua está diseñado para aumentar la presión en un sistema de fontanería individual si la potencia de la bomba de elevación de agua no es suficiente para garantizar una presión normal.

El uso del dispositivo será relevante si la presión en el sistema no supera 1–1,5 atmósferas. Este aparato de tamaño pequeño se puede instalar tanto en la tubería general como en la salida hacia un electrodoméstico individual. Por ejemplo, conectándolo a la tubería que suministra agua a un calentador o a una lavadora.

En el primer caso, será necesario adquirir un dispositivo potente con buenas características operativas; en el segundo, se puede optar por instalar una bomba automática pequeña y de baja potencia.

El funcionamiento del equipo puede realizarse mediante:

• Control manual – implica el funcionamiento continuo del dispositivo independientemente de si se está suministrando agua en ese momento, pero con la condición de que la desconexión del dispositivo se realice de forma manual forzada. Se utiliza en la instalación de «suelos radiantes», donde se requiere mantener la presión en los circuitos de calefacción en el nivel adecuado de forma constante.
• Modo automático – el encendido del dispositivo lo realiza el sistema automático, por ejemplo, al abrir el grifo. El funcionamiento es regulado por un sensor de flujo especial: en el momento de cerrar el grifo, la bomba se detiene.

La función principal del sistema de regulación es encender el equipo cuando la presión baja y apagarlo cuando alcanza el parámetro establecido. Ya que la disminución de la presión en la tubería y su aumento excesivo destruye las uniones de las tuberías y afecta negativamente el funcionamiento de los electrodomésticos.

Medidas alternativas para aumentar la presión

Sin embargo, la instalación de una bomba destinada a estimular la presión será completamente inútil si la fuente tiene un caudal bajo. Tampoco ayudará si el sistema se corta de vez en cuando. La solución óptima en tal situación sería el uso de una estación de bombeo autocebante.

La estación de bombeo se equipa con una categoría homónima de bombas, equipadas con inyectores o sin ellos. Además, se complementa con un acumulador hidráulico, destinado al almacenamiento de agua. Externamente se parece a un tanque común, pero en su interior tiene una membrana de goma con aire. El conjunto de equipos y dispositivos es controlado por un relé de presión de agua.

Durante el funcionamiento de la estación en un período de suministro ininterrumpido de agua, la bomba llena el tanque de almacenamiento con agua, que luego consume.

La instalación de una estación de bombeo autocebante también es eficaz cuando en el sótano de la casa la presión es normal, pero en los pisos superiores no hay ninguna.

El agua acumulada se podrá utilizar posteriormente independientemente de si hay agua en el sistema, lo que resulta especialmente relevante cuando hay cortes frecuentes en el suministro. Un inconveniente importante de estas instalaciones es lo voluminoso de la estructura debido a la presencia del hidrotanque y el ruido del equipo durante su funcionamiento.

En lugar del hidrotanque, se puede utilizar un depósito de almacenamiento común, en el que se acumulará agua durante el periodo de suministro con presión normal. Se puede instalar en una plataforma elevada o en el tejado de la casa, y durante los cortes usar la reserva.

Una de las opciones para solucionar el problema de falta de presión – es la instalación de un depósito de almacenamiento. Se coloca en el punto más alto posible, a menudo en un ático aislado.

Tipos y funcionamiento de las bombas de alta presión

Antes de decidir instalar un dispositivo de bombeo estimulante, se debe evaluar el estado de la tubería. No se descarta que la falta de presión se deba a tuberías obstruidas por sedimentos. Si la única manera de salir de la situación difícil es instalando un aparato, entonces vale la pena familiarizarse más a fondo con sus especificaciones técnicas.

El principio de funcionamiento de las bombas de alta presión, independientemente del tipo de órgano de trabajo y diseño, es el mismo. El dispositivo, durante el funcionamiento del conjunto de trabajo, crea un espacio de vacío dentro de la cavidad, mediante el cual se produce la succión de agua.

Mediante la creación de un espacio de vacío, el agua es «aspirada» desde la fuente hacia la cámara y luego, bajo la acción de alta presión, es empujada a través del tubo de salida.

En el mercado hay modelos de tipo universal, adecuados para agua de cualquier temperatura, y aquellos que solo se pueden usar en ambiente frío o solo en ambiente caliente.

Dependiendo del método de enfriamiento del motor en funcionamiento, los equipos son de dos tipos: con rotor seco y con rotor húmedo.

Unidades con rotor seco

Las modificaciones con rotor seco son difíciles de confundir con las análogas húmedas. Tienen una forma asimétrica con un claro predominio hacia la parte motriz del aparato. Esto se debe a que su motor está equipado con un dispositivo de enfriamiento de aspas, ya que no está bañado por agua durante el funcionamiento.

Debido a la forma asimétrica y al desplazamiento del eje hacia el motor, los modelos “secos” están equipados con accesorios en voladizo para una fijación adicional en la pared.

Los dispositivos de bombeo equipados con rotor seco son conocidos por su alto nivel de rendimiento y se utilizan cuando se necesita suministrar agua a grandes áreas.

Debido a que el motor en estos modelos está separado de la parte hidráulica en el extremo del eje mediante un retén, duran mucho más que los “húmedos”. Es cierto que el retén, así como el rodamiento, tiende a desgastarse y necesita un reemplazo periódico.

Por esta razón, los equipos equipados con rotor seco requieren un mantenimiento técnico más frecuente y una lubricación regular de las piezas en fricción. Otra desventaja – los dispositivos “secos” hacen ruido, por lo que se debe considerar cuidadosamente el lugar para su instalación.

Aparatos con rotor húmedo

Los equipos de flujo continuo implican un enfriamiento mediante el agua bombeada. El rotor del dispositivo está sumergido en el medio acuático y aislado del estator mediante un deflector resistente al agua.

Las unidades con rotor húmedo se caracterizan por un bajo nivel de ruido generado. Las bombas de circulación con rotor húmedo están diseñadas para sistemas de calefacción, pero a menudo se utilizan en sistemas de suministro de agua para calefacción de viviendas.

Los dispositivos de este tipo tienen una construcción modular, gracias a lo cual se desmontan fácilmente en sus componentes cuando es necesario reemplazar una pieza individual.

Los cojinetes de deslizamiento utilizados en el montaje de la estructura no requieren mantenimiento adicional. Sin embargo, las bombas “húmedas” tienen una vida útil más corta y son inferiores a los equipos “secos” en términos de presión generada. Existen limitaciones en cuanto a la dirección de instalación: solo se puede de manera horizontal.

Una desventaja significativa de las bombas de este tipo es su vulnerabilidad al trabajar con agua sucia, cuyas inclusiones extrañas pueden dañar el dispositivo.

División según el método de creación de la cámara de vacío

El mecanismo de funcionamiento de este tipo de dispositivos se basa en el principio de desplazamiento. El proceso de bombeo se realiza mediante la variación del tamaño de la cámara de trabajo. La magnitud del vacío generado depende directamente del grado de hermeticidad de la cámara de trabajo.

La magnitud del vacío puede ajustarse. De esta manera, la presión en puntos específicos del sistema puede aumentar o, por el contrario, disminuir.

Las bombas de vacío en la mayoría de las configuraciones tienen forma de cilindro, dentro del cual se encuentra un eje equipado con un impulsor o rodete.

El eje es la herramienta de trabajo principal del mecanismo. El impulsor equipado con álabes realiza movimientos rotatorios. Bajo la acción de los álabes que se mueven en círculo, se captura el líquido que se encuentra en la cámara de trabajo. A medida que gira, se genera una fuerza centrífuga. Esta misma fuerza da lugar a la formación de un anillo líquido. El espacio vacío que se forma dentro del anillo es el vacío.

Dependiendo de los métodos mediante los cuales se crea la cámara de vacío, las bombas de alta presión para agua pueden ser centrífugas, vibratorias y de vórtice.

Dispositivos de tipo centrífugo

Las bombas centrífugas de bombeo son el tipo más común de dispositivos de bombeo capaces de proporcionar alta presión en el sistema. Mueven el agua mediante la rotación de un impulsor fijado dentro de una carcasa en espiral. El impulsor consta de dos discos unidos entre los cuales se fijan álabes en dirección opuesta al flujo del líquido entrante.

Las estaciones centrífugas están equipadas con hidrotanques que proporcionan una reserva de agua en caso de escasez y fluctuaciones de presión, y dispositivos de control automático.

Durante la rotación se genera una fuerza centrífuga que impulsa la expulsión de los flujos de agua desde el centro de la cámara, lanzándolos hacia las zonas periféricas. Debido a esto, el nivel de presión en el centro del impulsor giratorio disminuye y el agua comienza a ingresar al interior de la carcasa.

Los dispositivos centrífugos en la mayoría de las versiones están equipados con acumuladores hidráulicos. Se conectan a las tuberías de presión mediante boquillas de diferentes diámetros.

Si el volumen del hidrotanque de la estación de bombeo es insuficiente, esta puede utilizarse como unidad que suministra agua a un tanque de almacenamiento.

El equipo de tipo centrífugo es capaz de proporcionar un suministro ininterrumpido de agua a alta presión. La única condición de funcionamiento es que, al arrancar la unidad, es necesario llenar la carcasa de agua. La variedad centrífuga tiene limitaciones: no pueden bombear agua desde profundidades superiores a 8 m, pero como complemento en un sistema de aumento de presión con varias bombas y acumuladores son bastante adecuadas.

Bombas electromagnéticas vibratorias

El principio de funcionamiento de las bombas vibratorias se basa en la capacidad del imán, mediante la acción de la corriente alterna, de atraer alternativamente hacia sí y luego soltar el tándem armadura-émbolo. Al cambiar la polaridad, la armadura realiza movimientos alternos. En el transcurso de un segundo, la posición de la armadura puede cambiar varias decenas de veces.

Gracias a la ausencia de piezas giratorias en los dispositivos electromagnéticos de tipo vibratorio, se consideran los más fiables y duraderos.

Como resultado de las oscilaciones vibratorias, el agua primero es aspirada hacia la cámara de trabajo y luego es expulsada a través de la válvula hacia el tubo de presión. La unidad vibratoria puede funcionar junto con una bomba centrífuga o acumular un suministro de agua en un depósito de almacenamiento.

Modelos de bombas de vórtice

En la cavidad del cuerpo de tales unidades se encuentra un disco plano equipado con álabes fijados radialmente. La rotación de la rueda con álabes periféricos crea el vacío.

Bajo la acción de la rotación del disco, el líquido entra en una cavidad especialmente dispuesta del cuerpo y luego, después de pasar a través de la cámara, es expulsado hacia afuera.

Los dispositivos de vórtice se caracterizan por una alta fuerza de succión. No temen la presencia de burbujas de aire en el agua. Pero son vulnerables a la presencia de partículas suspendidas en el líquido y, por lo tanto, tienen un campo de aplicación limitado. Dado que los dispositivos de vórtice se estropean rápidamente al bombear aguas sucias, no se recomienda usarlos en la construcción de pozos arenosos ni en pozos excavados.

Principales fabricantes y modelos populares

Entre las marcas mundiales probadas que gozan de mayor popularidad, cabe destacar:

• «Grundfos» – la empresa danesa apuesta por bombas con sistema de trabajo de circulación, que se caracterizan por sus pequeños volúmenes.
• «CatPums» – la característica del equipo producido bajo esta marca es la baja pulsación de los mecanismos a una presión máxima alta.
• «Wilo» – el consorcio alemán se especializa en la producción de estaciones de bombeo de tamaño pequeño, equipadas con acumuladores hidráulicos incorporados.
• «Sprut» – la característica de las bombas de aumento de presión de esta marca es el requisito de pureza y temperatura del agua.

Los fabricantes mencionados anteriormente fabrican sus productos según una tecnología probada que garantiza la fiabilidad del equipo de bombeo. Cuentan con protección contra sobrecargas, ciclicidad y «marcha en seco».

El rango de precios de los modelos de bombas de baja potencia varía entre 30-50 u.m. Los modelos más productivos, equipados con sistema de automatización, se pueden adquirir por alrededor de 70-100 u.m. Las estaciones de bombeo costarán entre 80-150 u.m.

Las unidades compactas y de poco peso son convenientes tanto para la instalación de suministro de agua individual como para su uso en un apartamento.

Entre los modelos de gama media, los siguientes han demostrado un buen rendimiento:

• «Sprut 15WBX-8» – construcción simple con rotor seco, tiene un caudal de 480 l/hora con un consumo de potencia de 90 W. Este dispositivo ligero y compacto se instala directamente sobre la tubería.
• «Euroaqua 15WB-10» – unidad eléctrica de vórtice que maneja fácilmente líquidos que contienen aire o gas.
• «Cristal 15GRS-10» – modelo conocido por su bajo consumo de energía y alta eficiencia, y es capaz de calentar el flujo de agua hasta 65 grados.

No vale la pena ahorrar comprando imitaciones chinas. Los técnicos no se encargan de repararlas. Los fabricantes deshonestos las ensamblan de tal manera que la rotura de un componente individual lleva inmediatamente a la necesidad de reemplazar toda la unidad.

Particularidades de la selección del equipo

Al elegir una bomba para garantizar la presión, se deben considerar varios parámetros.

Determinación del rendimiento de la unidad

Este parámetro depende de la tarea asignada a la bomba y del caudal de agua necesario. Al calcular el consumo total de agua, se consideran las necesidades domésticas y sanitarias, basándose en los valores totales de consumo máximo de agua de todos los puntos de consumo en funcionamiento durante una unidad de tiempo.

Para determinar la relación entre rendimiento y altura del dispositivo, ayuda el gráfico que la mayoría de los fabricantes incluyen en las instrucciones de las bombas.

La capacidad de las bombas de gama media es suficiente para aumentar la presión al menos 1-1,5 atmósferas. Si esto no es suficiente, el sistema se complementa con bombas de aumento de presión o reguladores de presión estabilizadores.

Una opción económica para aumentar la presión – instalar un regulador en el punto de entrada del sistema a la casa o apartamento. El dispositivo estabiliza automáticamente la presión en el circuito.

Al elegir la unidad, se debe tener en cuenta que el rendimiento del dispositivo de bombeo no supere la productividad del pozo. De lo contrario, al vaciar rápidamente la fuente y no reponerla a tiempo, el equipo simplemente funcionará 'en seco', lo que puede provocar su avería.

Presión recomendada del dispositivo

Este parámetro define el valor de la altura en metros que la unidad puede elevar el agua. Al determinar la altura requerida, se debe considerar la distancia horizontal de suministro de agua y las pérdidas de presión estándar durante su transporte por la tubería.

Si este parámetro se calcula mediante una fórmula simplificada, su valor se toma igual a la décima parte de la longitud total de la tubería horizontal. Por ejemplo, la décima parte de la longitud de la manguera conectada a la bomba de riego de las áreas verdes.

Por ejemplo, al construir un pozo de 10 metros de profundidad para suministrar agua a una casa ubicada a 12 metros de la toma de agua, si se introduce a una altura de 4 metros desde el suelo, la presión de la unidad se calcula sumando los valores: 10+4+(12:10)=15,2 metros.

Pero para obtener cálculos más precisos, también se debe tener en cuenta el diámetro de la tubería y las pérdidas de presión al elevar el agua por las tuberías, así como al pasar por curvas y uniones. Ya que si la presión es insuficiente, la presión a la salida será baja. Por esta razón, al construir sistemas de captación de agua, se eligen bombas capaces de mantener la presión en el sistema entre 2 y 6 bares.

No se deben elegir para uso doméstico unidades con valores más altos, ya que al crear cargas elevadas, pueden provocar un desgaste rápido de la tubería y los accesorios sanitarios.

Al elegir el equipo, también se debe tener en cuenta:

• el rango de temperaturas de trabajo;
• el nivel de ruido generado durante el funcionamiento.

En venta se presentan modelos eléctricos y unidades de combustible líquido. Los primeros se alimentan solo de la red eléctrica. Pueden ser bifásicos o trifásicos. Los segundos están equipados con un motor de combustión interna. Utilizan diésel o gasolina como combustible.

La presencia de un sistema de automatización aumenta considerablemente el costo del equipo. Pero el alto precio de los mecanismos automatizados, que tienen un alto nivel de protección eléctrica, se amortiza completamente, ya que los dispositivos de este tipo reaccionan con mayor precisión a los cambios en la situación y consumen menos electricidad.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Videoreseña de la bomba para aumentar la presión:

Opción de configuración del sistema utilizando una instalación que aumenta la presión del agua:

La gama de equipos de bombeo se presenta en el mercado en una amplia variedad. Pero los especialistas recomiendan adquirirlos en tiendas de marca. Allí ayudarán a elegir la opción óptima según las condiciones técnicas del objeto y brindarán servicio de garantía, lo cual es especialmente relevante al comprar equipos costosos.

¿Quiere contar cómo eligió una bomba de alta presión, o sobre la aplicación de este tipo de equipo en la práctica? Escriba, por favor, en el bloque de comentarios que se encuentra a continuación. Aquí también puede hacer preguntas o informar sobre datos interesantes.