Bombas de drenaje para agua: tipos, estructura, características de funcionamiento

Las bombas de drenaje son ayudantes indispensables para resolver muchas tareas relacionadas con el transporte de agua. Gracias a sus dimensiones compactas y facilidad de instalación, estos «soldados universales» ayudarán en poco tiempo a solucionar cualquier problema – desde bombear agua sucia de un pozo hasta drenar un terreno.

Para que el equipo cumpla con las tareas encomendadas y la compra se justifique con un funcionamiento ininterrumpido, es necesario abordar de manera equilibrada la cuestión de la elección del dispositivo.

Le indicaremos cómo funcionan las bombas de drenaje para agua, qué modelos conviene usar en cada situación. Además, señalaremos fabricantes confiables de equipos y enumeraremos los criterios principales para elegir bombas de drenaje.

Estructura de la bomba de drenaje

La estructura de cualquier bomba de drenaje, ya sea de fabricación nacional o extranjera, tiene una configuración similar y un principio de funcionamiento común. En el cuerpo del equipo se alojan el motor eléctrico y el conjunto de la bomba.

Los elementos de trabajo del motor eléctrico – estator, rotor y escudos de cojinetes. En el eje del rotor se monta el «órgano» de trabajo principal: el impulsor centrífugo, denominado también rodete.

En el conjunto de la bomba se disponen orificios de aspiración. El diámetro de estos orificios de entrada determina el tamaño máximo de partículas sólidas que el dispositivo puede pasar a través de sí mismo.

En el equipamiento del equipo normalmente se incluyen adaptadores universales, adecuados para conectar tanto mangueras flexibles como tubos rígidos de Ø 1ʺ y 1 1/4ʺ (+)

Para la seguridad del funcionamiento de los mecanismos móviles, el conjunto de la bomba del equipo está equipado con:

• termorregulador – apaga el dispositivo cuando el motor se calienta hasta alcanzar la temperatura crítica;
• interruptor de flotador – reacciona cuando el nivel del líquido procesado baja hasta un valor crítico.

El interruptor de flotador – es un conjunto de sensores encerrados en una caja de polímero hermética. Gracias al aire contenido dentro de la caja, como un flotador, siempre se encuentra en la superficie del agua y se desplaza siguiendo su nivel.

El mecanismo de flotador está equipado con un interruptor eléctrico y una bolita de acero que realiza la apertura y cierre de los contactos del circuito ante el más mínimo cambio en la posición del flotador.

Hoy en día, cada vez es más común encontrar dispositivos equipados con la nueva tecnología acuasensor. Son eficaces cuando se necesita acondicionar depósitos estrechos, en cuyo interior no es posible colocar un interruptor de flotador.

Con este regulador incorporado es conveniente ajustar el nivel de agua deseado para el encendido y apagado automático del dispositivo. El nivel mínimo puede alcanzar una marca de solo 5 mm.

Si la unidad de drenaje se usa con regularidad, se conectan tuberías rígidas. En caso de uso periódico de la bomba, para la conexión son suficientes mangueras flexibles.

Principio de funcionamiento del aparato

Al extraer agua, la bomba de drenaje la desvía desde un tanque lleno o un local inundado hacia una estructura cercana. El líquido procesado primero entra en la cámara de trabajo y luego, gracias a la presión generada por el impulsor de la bomba, avanza hacia el conducto de salida.

Gracias al diseño de la mayoría de las bombas de drenaje, en el que el impulsor tiene una configuración semiabierta, las unidades pueden bombear grandes cantidades de líquido en muy poco tiempo.

Debido a que los dispositivos de este tipo no pueden generar una presión elevada, no pueden elevar ni bombear agua a grandes distancias.

El líquido bombeado cumple también la función de refrigerar el motor. Gracias a ello, la probabilidad de sobrecalentamiento de la bomba durante un funcionamiento prolongado se reduce a cero. No obstante, por esta misma razón, los fabricantes de bombas de drenaje imponen una limitación a la temperatura máxima del agua bombeada. Para la mayoría de los modelos, esta no debe superar los 50 °C.

También se encuentra a la venta equipos que pueden trabajar en condiciones no estándar y en medios calientes. Pero este tipo de equipos cuesta un orden de magnitud más.

Las bombas de drenaje pueden trabajar eficazmente en entornos con diferentes grados de contaminación.

Las unidades disponibles en el mercado se dividen en tres categorías:

1. Para agua limpia y ligeramente contaminada. Bombear agua con partículas de un tamaño máximo de 5 mm. Se utilizan para la toma de agua de pozos de drenaje, vaciado de piscinas y extracción de agua de depósitos de lluvia.
2. Para aguas medianamente contaminadas. El tamaño de las partículas sólidas transportadas junto con el agua no supera los 25 mm. Se utilizan para vaciar desagües pluviales y pozos de drenaje.
3. Para líquidos sucios con inclusiones de 38 mm. Se utilizan para vaciar tanques de sedimentación, bombeo de agua sucia en inundaciones.

El caudal de los equipos diseñados para agua limpia y ligeramente contaminada es de 83 a 230 L/min. Y la altura de elevación del líquido bombeado puede alcanzar de 5 a 12 m.

Estos parámetros son suficientes para garantizar el funcionamiento de fuentes, sistemas de abastecimiento de agua y drenaje, así como la operación de instalaciones de riego.

Para bombear agua sucia que contiene grava y partículas similares con un diámetro de 10 a 15 mm, se utilizan unidades con un caudal de 37 a 450 L/min. Pueden proporcionar una elevación de agua de 5 a 22 metros.

Los modelos de drenaje industriales, diseñados para trabajar con sistemas de alcantarillado, pueden «triturar» partículas de hasta 120 mm.

La principal diferencia entre las unidades de drenaje y las bombas de pozo es la capacidad de bombear agua que contiene diversos tipos de impurezas.

Las unidades de drenaje pueden trabajar de manera más eficaz solo con líquidos que contengan un mínimo de elementos sólidos.

Con el agua contaminada, saturada de residuos sólidos, se encargan las bombas fecales con triturador.

Clasificación de bombas según el tipo de estructura

La variedad de equipos de bombeo se divide en dos categorías: unidades de superficie y sumergibles.

Modelos de superficie

Las unidades de superficie están diseñadas para instalarse sobre el depósito. El cuerpo de los dispositivos de este tipo se coloca sobre una superficie plana en un lugar seco. El bombeo del agua se realiza a través de una manguera sumergida en el depósito: un tubo de PVC o una manguera de goma.

Las bombas de superficie son móviles y fáciles de usar: se pueden transportar fácilmente por el terreno, instalándolas en el lugar deseado de forma temporal o permanente.

Cualquier modelo de superficie tiene dos tubos:

• de entrada – proporciona la entrada de agua residual desde el depósito lleno;
• de salida – desvía los residuos fuera de la estructura que se está vaciando.

Estos dispositivos pueden funcionar en modo automático. Para lograr el funcionamiento automático, se conecta un mecanismo de flotador al interruptor de encendido, que responde al nivel de líquido en el depósito.

Se sumerge en el líquido que se bombea junto con la manguera. Cuando el agua sube por encima de una marca determinada, se activan los sensores del flotador, que ordenan el arranque de la bomba.

Las principales ventajas de las unidades sumergibles son:

• facilidad de instalación y desmontaje;
• el mantenimiento del dispositivo se reduce únicamente a la limpieza y lubricación oportuna de las piezas.

Pero dichas unidades no son adecuadas para fuentes profundas. Están diseñadas para funcionar con una altura de succión de entre 8 y 12 m.

También se debe tener en cuenta que, al conectar dicha bomba a un sistema de alcantarillado, es necesario conocer exactamente el diámetro de la tubería, ya que la unidad se conecta a ella mediante boquillas.

Dispositivos de drenaje sumergibles

Los dispositivos de tipo sumergible funcionan prácticamente igual que las bombas de drenaje de superficie. Pero están más diseñados para bombear agua de zanjas profundas o limpieza de pozos.

El bombeo de aguas residuales lo realiza la propia bomba sin necesidad de mangueras ni tuberías. El filtro de malla ubicado en la parte inferior de la bomba protege los componentes del equipo contra rocas sólidas, arena y partículas insolubles.

La profundidad máxima de inmersión de las bombas en diferentes modelos generalmente no supera los 50 m. Pero no se pueden utilizar para vaciar tanques pequeños y cuerpos de agua cuya profundidad no alcance los 20 m. Para que los dispositivos sumergibles puedan trabajar en zanjas poco profundas, es necesario aplicar refrigeración adicional del motor con agua.

Los equipos sumergibles se instalan en el fondo del tanque, y el agua se aspira directamente a través de la rejilla ubicada en la parte inferior del cuerpo.

La profundidad de instalación del equipo depende del tipo de tanque. Pero existe una simple regla: cuanto más abajo esté colocada la bomba sumergible, más fácil será trabajar con ella.

Entre las principales ventajas de los dispositivos de tipo sumergible cabe destacar:

• alta potencia y rendimiento en comparación con los equipos superficiales;
• posibilidad de drenar tanques profundos de varias decenas de metros;
• funcionamiento silencioso – los equipos sumergidos en el depósito apenas generan ruido durante el funcionamiento.

Una característica de las instalaciones de este tipo es que funcionan de forma automática. El equipamiento del dispositivo con un mecanismo de flotador o una burbuja de plástico garantiza un funcionamiento ininterrumpido de la bomba en modo automático. Este desconecta el motor de la bomba cuando se alcanza el nivel de agua establecido.

La presencia de un interruptor de flotador es especialmente relevante cuando se necesita bombear líquido de tanques de llenado lento.

El funcionamiento constante del dispositivo bajo el agua requiere un aislamiento confiable de la automatización y un sellado hermético de los motores eléctricos del aparato. Por lo tanto, en la fabricación de equipos sumergibles se utilizan solo materiales resistentes a la corrosión que pueden soportar daños mecánicos.

Los materiales de fabricación para las piezas clave, dependiendo del propósito y las cargas soportadas, pueden ser:

• polímeros y plásticos de ingeniería;
• aleaciones y aceros eléctricos, aleados y al carbono.

En los modelos caros, para el sellado del motor eléctrico del dispositivo se utilizan sellos de labio hechos de manguitos cerámicos, o bien con un sello de aceite.

El único inconveniente de los dispositivos sumergibles es que para el mantenimiento y reparación de la bomba de drenaje, hay que extraerla del depósito a la superficie. Además, debido a la estanqueidad del cuerpo, resulta bastante problemático mantenerlas y repararlas.

Tipos de bombas según su finalidad

Dependiendo de la potencia de los dispositivos y su ámbito de aplicación, las bombas de drenaje se dividen convencionalmente en dos tipos: domésticas e industriales.

Equipos de uso doméstico

Las bombas de drenaje diseñadas para necesidades domésticas tienen una amplia gama de aplicaciones.

Se utilizan para:

• para bombear agua de sótanos y bodegas inundadas;
• vaciar pozos técnicos;
• bombear agua de piscinas;
• riego del huerto desde un depósito de agua o barril.

Las bombas monofásicas de baja potencia tienen un caudal promedio de 800 l/minuto y pueden elevar el agua extraída de un depósito, estanque o pozo hasta una altura de 25 m.

Las instalaciones de drenaje se utilizan a menudo en sistemas de riego y también para garantizar un suministro rápido de agua para el funcionamiento de una fuente.

Para uso doméstico, se adquieren con mayor frecuencia bombas de drenaje cuyo cuerpo está fabricado en acero inoxidable o polímero reforzado. Son capaces de bombear agua con inclusiones sólidas de hasta 10 mm, cuya proporción es del 10% del volumen total.

Bombas para fines industriales

Las bombas de drenaje industriales tienen mayor potencia y caudal. Las unidades motobomba y diésel-bomba son ampliamente utilizadas por los servicios municipales, las empresas constructoras y el MChS.

Con su ayuda se realizan:

• el vaciado de depósitos de alcantarillado y tuberías obstruidas;
• la eliminación de inundaciones de emergencia;
• el desvío de vertidos industriales;
• el drenaje de pozos colectores y otros objetos.

A escala industrial, se suelen utilizar bombas de drenaje con motores eléctricos alojados en carcasas de hierro fundido. El potente radiador de estos dispositivos garantiza una disipación eficaz del calor, y la carcasa de hierro fundido protege contra la deformación durante una generación significativa de calor.

Son capaces de bombear aguas residuales y agua sucia que contienen partículas de hasta 20 mm, cuya proporción es del 25% del volumen total.

Las bombas trifásicas industriales se caracterizan por una velocidad de succión de hasta 1500 l/min. Son capaces de elevar el agua procesada a una altura de aproximadamente 150 m.

Estos modelos tienen un diseño más complejo. Para su mantenimiento requieren la asistencia de un especialista.

Principales fabricantes de bombas de drenaje

El mercado de equipos de bombeo ofrece hoy una amplia gama de unidades de drenaje de varios fabricantes, tanto nacionales como extranjeros.

Entre los compradores, los modelos producidos bajo las siguientes marcas comerciales son los más demandados:

• Grundfos – empresa danesa especializada en la fabricación de equipos de bombeo, incluidos motores eléctricos y sus componentes. Una amplia gama de modelos incluye tanto dispositivos de superficie como sumergibles, destinados al bombeo de agua limpia y sucia a diferentes temperaturas. Los equipos fabricados bajo esta marca pertenecen al segmento de alto precio, ya que los precios de los modelos son una vez y media superiores al promedio.
• Perdollo – empresa italiana que, guiándose por el principio de ayudar a la humanidad a resolver los problemas de abastecimiento de agua, produce bombas de nueva generación. En el catálogo del fabricante hay cientos de modelos que se diferencian por su propósito, diseño y características de rendimiento. Los dispositivos resistentes al desgaste y fiables que producen, a pesar de su costo bastante elevado, tienen una gran cantidad de reseñas positivas de compradores de diferentes partes del mundo.
• Wilo – marca alemana que apareció en el mercado local hace más de veinte años, es famosa por la implementación de las tecnologías más modernas y su diseño contemporáneo. La empresa produce equipos de alta calidad para sistemas de suministro de agua y saneamiento, así como para ventilación y aire acondicionado.

En las empresas de cada una de las compañías mencionadas se aplica un control de calidad de múltiples etapas. Los productos que fabrican cumplen con los estándares internacionales de calidad y seguridad.

Recomendaciones para la selección del equipo

Lo primero a considerar al elegir un equipo son las condiciones de uso y el grado de contaminación del agua.

El diámetro nominal de la bomba corresponderá al tamaño máximo de las partículas sólidas que puede bombear.

Al elegir un equipo de drenaje para agua, se debe tener en cuenta las especificaciones técnicas del producto:

1. Rendimiento. Se determina en función del volumen de trabajo que debe realizar el equipo. Es decir, la cantidad de líquido que debe bombear en un período de tiempo determinado. El enfoque debe estar en el proceso más exigente.
2. Altura de elevación. Para determinar este parámetro, se debe conocer la altura y la distancia aproximadas a las que se planea transportar el agua. Este valor se calcula como la diferencia entre la cota de salida del agua del conducto y la profundidad de inmersión del equipo.
3. Medio bombeado. El tamaño máximo admisible de las partículas sólidas que se deben bombear con el agua se indica en las especificaciones del dispositivo. En los modelos diseñados para trabajar con agua sucia, las dimensiones de la cámara de trabajo deben ser tales que permitan el paso sin obstáculos de las fracciones.
4. Umbral máximo de temperatura. Al elegir un modelo sumergible, tenga en cuenta el umbral máximo de temperatura del líquido a bombear, ya que el motor de esta unidad se enfría mediante la transferencia de energía térmica al líquido transportado. En la mayoría de los casos, el umbral máximo de temperatura del agua es de 50°C.

La capacidad máxima de las unidades de uso doméstico es de 180 l/min. Esto es suficiente para secar un depósito o eliminar el agua de un sótano. Para poder bombear agua desde el fondo de un recipiente o pozo de manera óptima, elija modelos cuyas aberturas de succión estén ubicadas en la parte inferior.

Al calcular la potencia requerida, se debe tomar como base que un metro de toma de agua vertical equivale a diez metros en horizontal.

La altura de elevación y el caudal de la bomba de drenaje están interrelacionados: cuanto mayor es la profundidad de inmersión del dispositivo, menor es la altura de elevación generada (+)

Al seleccionar un modelo, tenga también en cuenta el estado de la superficie donde se colocará el equipo. Es mejor colocar una bomba de drenaje de superficie en un foso de 40x60 cm. Esto evitará que el agua se extienda sobre una superficie plana.

Si se utiliza una automatización que suponga una disposición vertical del flotador, la superficie permanecerá completamente seca. Pues, con una configuración bien realizada, los mecanismos de flotador funcionan de manera correcta y fiable.

Independientemente del tipo de modelo diseñado para bombear líquido limpio, se debe tener en cuenta que no debe utilizarse cerca del fondo fangoso o arenoso de un cuerpo de agua. Las partículas que entren en el dispositivo lo obstruirán, lo que puede afectar negativamente la vida útil de la unidad.

Información adicional sobre las características de diseño de las bombas de drenaje y consejos para la selección del equipo se encuentran en este artículo.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Principio de funcionamiento del equipo de drenaje:

Reglas para una correcta selección de la bomba de drenaje:

Clasificación del equipo de bombeo de drenaje:

La bomba de drenaje es un equipo versátil capaz de realizar varias tareas. Si elige correctamente el modelo, podrá utilizar una sola bomba en varios procesos, lo que le brindará la excelente oportunidad de usarla durante mucho tiempo y de manera productiva.

¿Está buscando una bomba de drenaje para agua eficaz y fiable? ¿O tiene experiencia con dichos equipos? Por favor, deje comentarios en el artículo y comparta sus impresiones sobre el uso de bombas de drenaje.