Conceptos Conceptos BásicosBásicos

BOMBAS

¿Qué es una bomba¿Qué es una bomba?? Una bomba es un artefacto que Una bomba es un artefacto que

convierte energía mecánica en convierte energía mecánica en energía cinética, acelerándolo un energía cinética, acelerándolo un fluido de un lugar a otro.fluido de un lugar a otro.

Las bombas constituyen el Las bombas constituyen el segundo equipo más usado en la segundo equipo más usado en la industria.industria.

Las bombas pueden ser Las bombas pueden ser dinámicas o de desplazamiento.dinámicas o de desplazamiento.

Las Bombas no Crean Las Bombas no Crean PresiónPresión

Presión es una indicación de resistencia al flujo – Una Presión es una indicación de resistencia al flujo – Una bomba no crea presión, solo crea flujo por adición de bomba no crea presión, solo crea flujo por adición de velocidad.velocidad.

La primera resistencia al flujo se encuentra en la La primera resistencia al flujo se encuentra en la cubierta de la bomba la cual toma el líquido y le resta cubierta de la bomba la cual toma el líquido y le resta velocidad, convirtiendo parte de la energía cinética en velocidad, convirtiendo parte de la energía cinética en energía de presión (Principio de Bernoulli).energía de presión (Principio de Bernoulli).

Esto es, lo que es leído en la descarga, en el manómetro Esto es, lo que es leído en la descarga, en el manómetro de presión. Si la descarga es cerrada, la energía de presión. Si la descarga es cerrada, la energía adicional que se agrega es convertida en calor.adicional que se agrega es convertida en calor.

La próxima resistencia al flujo, es del sistema. Es decir, La próxima resistencia al flujo, es del sistema. Es decir, los tubos y accesorios los cuales crean otra vez presión. los tubos y accesorios los cuales crean otra vez presión.

Finalmente, cualquier cambio en elevación (∆z) entre la Finalmente, cualquier cambio en elevación (∆z) entre la entrada y la salida convierte la energía cinética en entrada y la salida convierte la energía cinética en energía potencial.energía potencial.

Terminología de Terminología de bombasbombas Flujo – Medida del ratio la cantidad de volumen Flujo – Medida del ratio la cantidad de volumen

desplazado por la bomba en cierto tiempo desplazado por la bomba en cierto tiempo

(generalmente volumen/tiempo - gpm, ft(generalmente volumen/tiempo - gpm, ft³³/hr, L/s, /hr, L/s, etc.)etc.)

Cabeza – La altura de la columna de líquido que Cabeza – La altura de la columna de líquido que la bomba puede crear ( distancia en pies, metros, la bomba puede crear ( distancia en pies, metros, etc.)etc.)

Terminología de Terminología de bombasbombas Velocidad – La velocidad rotacional del impele medido Velocidad – La velocidad rotacional del impele medido

en rpm o Hzen rpm o Hz

Potencia – La energía requerida por el motor para que Potencia – La energía requerida por el motor para que la bomba se maneje a cualquier flujo dado (BHP, KW)la bomba se maneje a cualquier flujo dado (BHP, KW)

NPSH – Es la carga neta positiva en la succión NPSH – Es la carga neta positiva en la succión requerida para asegurar que la bomba no cavitará requerida para asegurar que la bomba no cavitará (pies, metros, etc.)(pies, metros, etc.)

Levantamiento por succión – La máxima altura que una Levantamiento por succión – La máxima altura que una bomba puede levantar un fluido una vez estabilizado bomba puede levantar un fluido una vez estabilizado (pies, metros, etc.)(pies, metros, etc.)

Eficiencia Mecánica – medida de la energía de rotación Eficiencia Mecánica – medida de la energía de rotación (mecánica) con respecto a la energía de la salida de (mecánica) con respecto a la energía de la salida de agua (cinética) expresada en porcentaje.agua (cinética) expresada en porcentaje.

Selección de una bombaSelección de una bomba

Las bombas son diseñadas para una Las bombas son diseñadas para una tarea específica. Por ejemplo flujo y tarea específica. Por ejemplo flujo y cabeza (presión)cabeza (presión)

Una gama de bombas es requerida Una gama de bombas es requerida para cubrir todas las tareas.para cubrir todas las tareas.

Las bombas son seleccionadas de la Las bombas son seleccionadas de la gráfica de desempeño de bombas.gráfica de desempeño de bombas.

Tabla de Capacidad de Tabla de Capacidad de DesempeñoDesempeño

Flujo (gpm)

Cab

eza

(p

ies)TOMBSTONE

El desempeño exacto se determina ajustando la velocidad de la bomba con el diámetro del impele

Bombas, Curvas de Bombas, Curvas de PruebaPrueba Las curvas de prueba de la bomba son Las curvas de prueba de la bomba son

generadas realizando ensayos donde se generadas realizando ensayos donde se toman las lecturas más relevantes toman las lecturas más relevantes FlujoFlujo CabezaCabeza FuerzaFuerza

La eficiencia es derivada con esta La eficiencia es derivada con esta fórmula:fórmula:

Eficiencia Mecánica Eficiencia Mecánica (() =) =

(flujo)(cabeza)(flujo)(cabeza)

367(fuerza 367(fuerza adicionada)adicionada)

Operación de una Operación de una bombabomba

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Flow (gpm)

Válvula Abriendo

NPSH (ft)Efic

ienc

ia (%

)

Cabeza (ft)

Operación de una Operación de una bombabomba

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Flow (gpm)

Válvula Abriendo

NPSH (ft)

Eficiencia

(%)

Cabeza (ft)

Operación de una Operación de una bombabomba

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Flow (gpm)

Válvula Abriendo

NPSH (ft)

Eficiencia

(%)

Cabeza (ft)

Operación de una Operación de una BombaBomba

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Flow (gpm)

Válvula Abriendo

NPSH (ft)

Eficiencia

(%)

Cabeza (ft)

Operación de una Operación de una bombabomba

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Flow (gpm)

Válvula Abriendo

Punto de Mayor Eficiencia

NPSH (ft)

Eficiencia

(%)

Cabeza (ft)

Operación de una Operación de una bombabomba

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Flow (gpm)

Válvula Abriendo

Punto de mayor eficiencia

NPSH (ft)

Eficiencia

(%)

Cabeza (ft)

Operación de una Operación de una bombabomba

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Flow (gpm)

Cavitación

Punto de mayor eficiencia

NPSH (ft)

Eficiencia

(%)

Cabeza (ft)

Curva de desempeño de la Curva de desempeño de la bombabomba

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150

Flow (%)

Efi

cien

cia %

Pow

er

kW

.C

ab

eza

%

Punto de mayor eficiencia

¿Qué es una bomba ¿Qué es una bomba centrífugacentrífuga??

Impelente

Carcasa

Ojo de impelent

e

Succión

Descarg

a

Succión

Descarga

Impelente

Carcasa

Eje

Sello

Cojinetes

Anillo de desgaste

Partes de una bomba centrífuga

Impelente de bombas Impelente de bombas centrífugas centrífugas

Bombas centrífugas según Bombas centrífugas según carcasacarcasa

EjemplEjemplosos

Pompa centrífuga de carcasa dividida horizontal y succión simple

Pompa centrífuga de carcasa dividida horizontal y succión doble

Pompa centrífuga de carcasa sólida y succión simple

Bombas de carcasa Bombas de carcasa divididadividida

Distribución de Distribución de aguaagua

Sistemas de Sistemas de circulación de circulación de aguaagua

Plantas Plantas GeneradorasGeneradoras

Industria de Industria de ProcesosProcesos

CerveceríasCervecerías

BombasBombas de carcasa de carcasa divididadividida

Descarga de la Bomba

Succión de la Bomba

Bombas de carcasa Bombas de carcasa divididadividida

Anillo de Desgaste

Manga del Eje

Bombas de carcasa dividida Bombas de carcasa dividida – estopa empacada– estopa empacada

Empaquetadura

Anillo de cierre

hidráulico

Seguidor d

el co

llarín

Collarín de prensa

Sello mecánicoSello mecánico

Caras del sello

Carcasa estacionaria

Bomba de carcasa Bomba de carcasa divididadividida

Tajamar

Brida

Bombas de succión Bombas de succión final final Distribución de Distribución de

aguasaguas Tratamientos de Tratamientos de

aguas servidasaguas servidas Plantas Plantas

procesadorasprocesadoras Plantas Plantas

Generadoras Generadoras Bebidas y Bebidas y

AlimentosAlimentos MinasMinas QuímicosQuímicos

Bombas de succión Bombas de succión finalfinal

Descarga

Succión

Rotación

Bombas de succión finalBombas de succión final

Anillo de desgaste

Punta de alabe del impele

Divisor de succión

Prensa de collarín

Empaquetadura

Anillo

de c

ierre

hid

rául

ico

Bombas de succión finalBombas de succión final

Tajamar

Bombas de succión finalBombas de succión final

Bombas SumergiblesBombas Sumergibles

Distribución de aguaDistribución de agua IrrigaciónIrrigación Drenaje de terrenosDrenaje de terrenos Bombas apaga fuegosBombas apaga fuegos Bombas en muellesBombas en muelles Sistemas de Sistemas de

circulacióncirculación

Bombas SumergiblesBombas Sumergibles

Succión

Descarga

Bombas SumergiblesBombas Sumergibles

Collarín empacado

Bombas SumergiblesBombas Sumergibles

Campana de succión

Rodamiento InferiorDivisor de Succión

Bombas SumergiblesBombas Sumergibles

Recipiente Difusor Aspas Difusoras

Rodamiento Lubricado por agua

Bombas SumergiblesBombas Sumergibles

Cojinete de araña

Columna de descarga

La Importancia de Mantenimiento y

Rendimiento en Equipos Rotativos

Los sistemas de bombeo representan un quinto de la demanda de la energía eléctrica en el mundo.

El costo de electricidad utilizado para hacer funcionar bombas en el Reino Unido esta estimado a £2 billones por año.

El precio de compra inicial de una bomba vale menos de 10% del costo de vida total, mientras que el costo de la energía representa más del 80%.

COSTO DEL CICLO DE VIDA

El detalle de los costos para una bomba grande para agua de alta utilización, trabajando con carga favorable son:

87%

5% 8%

Energía Compra Mantenimiento

COSTO DEL CICLO DE VIDA

% detalle depende en el tipo de servicio de la bomba

LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA

(Bombas Centrífugas)

Mecanismo de Pérdida Pérdidas Tipicas a PMR (%) Flujo Radial Flujo Mixto

Pérdida Mecánica 3% 2%

Pérdidas Volumétricas 7% 5% Pérdida Hidráulica 20% 9%

Rendimiento ó

Eficiencia de la Bomba 70% 84%

Diseño de la bombaTamaño de la bombaCondiciones de operación

Pérdidas Depende de:

La fricción en los cojinetes,anillos de desgaste

glándulas/sellos

Pérdidas Mecánicas:

LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA

(Bombas Centrífugas)

Perdidas por Filtraciones ó Fugas

Recirculación a través de los anillos sellos, sellos, espolón de flujo y dispositivos de balanceo etc.

LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA

(Bombas Centrífugas)

Perdida Hidráulica

Fluido que interactúa con la superficie de la bomba

Patrón de flujo turbulento

LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA

(Bombas Centrífugas)

PÉRDIDA DE DESEMPEÑO

Bombas de Altura óCabeza Elevada - aumenta de pierdas Medios Corrosivos - aumenta de pierdas Medios Erosivos - aumenta de pierdas

Selección de material

Tratamiento de Superficie y Revestimientos

Factores que Afectan al Funcionamiento;-

PÉRDIDA DE DESEMPEÑO

“Aumento progresivo de los costes operativos con el tiempo”

Caíd

a e

n e

l R

en

dim

ien

to/E

ficie

nc

ia %

0

5

10

15

Años0 5 10 15 20

Perdida de Energía

“Aumento progresivo de los costes operativos con el tiempo”

Caíd

a e

n e

l R

en

dim

ien

to

% 0

5

10

15

0 5 10 15 20

Energía ahorrada por mantenimiento

Perdida de Energía

PÉRDIDA DE DESEMPEÑO

Años

Perdida de Energía

Perdida de Energía

Perdida de Energía

RECUPERAR EL DESEMPEÑO: Mantenimiento

Mecánico

66667474Potencia del Eje de Motor (kW)Potencia del Eje de Motor (kW)

GastadoGastadoComo Como NuevoNuevo

2,5752,575Ahorros Anuales Ahorros Anuales Potenciales (£)Potenciales (£)

24,46024,46021,88521,885Costo Anual de la Energía (£)Costo Anual de la Energía (£)

2.4x102.4x10662.4x102.4x1066Volumen Bombeado por Año (m³)Volumen Bombeado por Año (m³)8212821265706570Horas de Uso por Año (Hr)Horas de Uso por Año (Hr)0.040.040.040.04Tarifa de Electricidad (£/kWh)Tarifa de Electricidad (£/kWh)95959595Rendimiento/Eficiencia VSD (%)Rendimiento/Eficiencia VSD (%)93939393Rendimiento/Eficiencia del Motor (%)Rendimiento/Eficiencia del Motor (%)68688080Rendimiento/Eficiencia de la Bomba Rendimiento/Eficiencia de la Bomba

(%)(%)

8080100100Caudal (Ratio de flujo) (l/s)Caudal (Ratio de flujo) (l/s)57576060Aumenta de Altura a través de la Aumenta de Altura a través de la

bomba (m)bomba (m)

Ahorros Anuales (por Mantenimiento

Preventivo/Planeado)

Periodo de Retorno (años) = Inversión Ahorro Anual

Asuma el Costo Total de la Reparación = £3500

Ahorros Anuales = £2,575

Periodo de Retorno = 3500

2,575

= 1.4 años

RETORNO

Ahorros generados por MANTENIMIENTO MECÁNICO

Ahorros generados por MANTENIMIENTO y PROTECCIÓN

Perdida de Energía

0

5

10

15

0 5 10 15 20 25

5

Más Ahorros Adicionales

(por reducción en daño hidráulico)

Caíd

a e

n e

l R

en

dim

ien

to %

Años

Perdida de energía a causa del deterioro Mecánico

AHORROS ANUALES

66667474Potencia del Eje de Motor Potencia del Eje de Motor (kW)(kW)

GastadoGastadoComo Como NuevoNuevo

2,5752,575Ahorros Anuales Ahorros Anuales Potenciales (£)Potenciales (£)

24,46024,46021,88521,885Costo Anual de la Energía (£)Costo Anual de la Energía (£)

2.4x102.4x10662.4x102.4x1066Volumen Bombeado por Año Volumen Bombeado por Año (m³)(m³)

8212821265706570Horas de Uso por Año (Hr)Horas de Uso por Año (Hr)

0.040.040.040.04Tarifa de Electricidad (£/kWh)Tarifa de Electricidad (£/kWh)

95959595Rendimiento/Eficiencia VSD Rendimiento/Eficiencia VSD (%)(%)

93939393Rendimiento/Eficiencia del Motor Rendimiento/Eficiencia del Motor (%)(%)

68688080Rendimiento/Eficiencia de la Rendimiento/Eficiencia de la Bomba (%)Bomba (%)

8080100100Caudal (Ratio de flujo) (l/s)Caudal (Ratio de flujo) (l/s)

57576060Aumenta de AlturaAumenta de Altura a través de la a través de la

bombabomba (m)(m)

7474

RenovadoRenovado

5,6675,667

18,79318,793

2.4x102.4x1066

63496349

0.040.04

9595

9393

83.483.4

105105

6060

Ahorros Anuales = £2,575 (Mantenimiento)

Periodo de Retorno = £6000

£8242

Costo del Revestimiento = £2500

Ahorros Anuales = £5,667 (Revistimiento)

= 0.73 Años

RETORNO

Periodo de Retorno (años) = Inversión Ahorro Anual

Asuma el Costo Total de la Reparación = £3500

Retorno de la Inversión

AHORROS POR 1% INCREMENTO DEL RENDIMIENTO

02000400060008000

10000

0 50 100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1200

1500

2000

TAMAÑO DEL MOTOR (kW)

£'S

MANTENERMANTENER

AUMENTARAUMENTAR

RENDIMIENTO/EFICIENCIARENDIMIENTO/EFICIENCIA

ÓÓ

Bomba de Succión Bomba de Succión reparada (Pulpa y Papel)reparada (Pulpa y Papel)

Caso HistóricoCaso Histórico

Cuerpo Antes de la Reparación

Cuerpo Reparado

Daño en la Cubierta Final

Cubierta Final Reparada

Reparación Terminada

5 Años Después

Área Protegida.

Área no Protegida.

Caso de la Reparación de Caso de la Reparación de una Bomba de Carcasa una Bomba de Carcasa Cortada Horizontal (pulpa Cortada Horizontal (pulpa y papel).y papel).

Caso HistóricoCaso Histórico

Daños severos evidentes después de solamente CUATRO años de operación

La cubierta de soporte (las superficies de acoplamiento) reconstruido usando el elemento que rota como molde

Aplicaron de Revestimiento ProtectoraNormalmente en tan malas condiciones

la bomba tendría que ser desechada como chatarra

Después de recubrir la bomba, funciono con éxito otros cuatro años antes de que

el revestimiento necesitara atención

Una Bomba de Carcasa CortadaUna Bomba de Carcasa Cortada

AUMENTOAUMENTO

DELDEL

RENDIMIENTO/EFICIENCIARENDIMIENTO/EFICIENCIA

¿Por qué Mejorar el Rendimiento/Eficiencia?

Zona Dulce

Alta Subida en la Temperatura

Cavitación Baja Del Flujo

Vida Baja de los Cojinetes y Sellos.

Redujo Vida del Rodete/Impulsor.

Recirculación de la Succión

Rendimiento Óptimo de la Bomba ó Punto de Máximo Rendimiento - PMR

Vida Baja de los Cojinetes y Sellos.

Cavitación

AL

TU

RA

CAUDAL

LA PIP DE BELZONA (POLÍMEROS EN BOMBAS O PROGRAMA DE MEJORA DEL FUNCIONAMIENTO) – KNOW HOW IN ACTION:

MÉTODO DE APLICACIÓN:La aplicación fue realizada de acuerdo con la computadora de PIP de Belzona, que proveído la especificación de ingeniería para el cliente final (la información detallada.)

HECHOS BELZONA:La bomba fue identificada para re-acondicionamiento potencial mientras permanecía en servicio debido a la producción reducida y al recalentamiento del motor impulsor, una característica del funcionamiento hidráulico reducido. Cuando la unidad fue quitada y desmontada para la inspección, la erosión considerable había ocurrido en los tazones de fuente del difusor, también fueron deteriorados gravemente por efectos del crecimiento y de la corrosión nodal. Utilizando la computadora de Belzona generó las técnicas del re-acondicionamiento específicas a este tipo de la bomba en las condiciones de funcionamiento, el cliente ganó ahorros substanciales en costos corrientes - aproximadamente $55,000/ano, junto con los altos niveles sostenidos del funcionamiento, mejor producción y rendimiento/eficiencia fueron alcanzados.

LA PIP DE BELZONA (POLÍMEROS EN BOMBAS O PROGRAMA DE MEJORA DEL FUNCIONAMIENTO) – KNOW HOW IN ACTION:

HECHOS BELZONA:Debido a la reducida salida de las bombas y al incremento en la demanda de agua, cada unidad fue llevada a inspección, reparación y revestimiento llevados a cabo en línea con las recomendaciones PIP de Belzona. Las bombas fueron probadas antes de su reinstalación donde se observaron resultados drásticos.• Bajo demanda normal solamente tres bombas se requiere en vez de cinco.• El flujo ha aumentado de 65 litres/sec a 125 litres/sec en la presión requerida. • El consumo de energía fue reducido en 55%.• El rendimiento/eficiencia de las bombas se incremento en 24%.

Resumen

Selección del

Revestimiento.

Determine el Problema.

Mantenga o Incrementa el Rendimiento/Eficiencia.

En General;-

Por Bombas Diseñados para Fluidos y Sólidos en Suspensión. Devolví el Rendimiento o Eficiencia Original y Mantenerlo (reduce el deterioro en el rendimiento/eficiencia). Incrementando el Tiempo Mínimo Antes de una Falla (MTBF).

Con Fluido y Arrastre Accidental De Sólidos. Restaura el Rendimiento/ Eficiencia Original y Mejorarlo, Ahorrando Energía y Aumentando el MTBF.

Muchas veces, las bombas que operan a baja eficiencia son ignoradas, lo que implica mayores costos de energía ignorados.

Casi todas las bombas nuevas o usadas, pueden ser tratadas con Belzona para mejorar el rendimiento/eficiencia de esta.

La solución Belzona básicamente no le cuesta nada, ahorrándole dinero por reducción en el consumo de energía y reducción de costos en el mantenimiento.

Hechos por Soluciones para Bombas con Belzona

Belzona 1341 (Supermetalglide) es el único producto probado y certificado por numerosos fabricantes famosos y usuarios de bombas.

¡Alerta!

¡Soluciones!

¡Sin Costo!

¡Probado!

Nunca ha existido un mejor momento

¡PETRÓLEO en

$70 por barril!

COSTOS DE ENERGÍA AGOBIANTES!

LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA NUNCA HABÍA SIDO TAN IMPORTANTE

LA IMPORTANCIA DEL MANTENIMIENTO

Bueno mantenimiento sea una inversión en los bienes:• Alta Rendimiento/Eficiencia de Operación.• Buena Seguridad.• Reducción de MTBF.

Mantenimiento es un gasto que nadie quiere.

Un área para la reducción de costos y

economía.

- - - - - -

¡HISTORIA!

Reducción de costos en los ciclos de vida de la Bomba

EL MEDIO AMBIENTE DE LAS GENERACIONES FUTUROS ES NUESTRA RESPONSABILIDAD

DEJE QUE BELZONA TOME EL CONTROL EN SU CONSUMO DE ENERGÍA

CUIDAR POR EL MEDIO AMBIENTE

Muchas gracias por su Muchas gracias por su atenciónatención

¿Alguna pregunta?¿Alguna pregunta?