¿Qué es una bomba de achique?
Una bomba de achique es una máquina que se utiliza para extraer agua de un lugar. Está formada por un motor eléctrico que proporciona la energía necesaria para mover un rotor dentro de la bomba. El rotor, a su vez, crea un vacío que aspira el agua y la expulsa a través de una manguera.
Las bombas de achique se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como:
- Drenar inundaciones
- Vaciar piscinas
- Eliminar agua de sótanos y garajes
- Desagüe de embarcaciones
- Riego
- Limpieza industrial
Existen diferentes tipos de bombas, que se clasifican según el tipo de líquido que pueden bombear, su capacidad de caudal y su ubicación.
Primero, haremos una distinción en cuanto a la ubicación de la bomba. Las bombas de achique sumergibles se sumergen por completo en el agua, y su función consiste en desalojar el agua acumulada en sótanos, garajes o piscinas. Por su parte, las bombas de achique no sumergibles (o de superficie) se colocan fuera del agua y la extraen a través de una manguera. Estas últimas tienen una capacidad de bombeo superior y suelen ser comunes en aplicaciones industriales.
Según el tipo de impulsor con el que trabajan, las bombas de achique pueden distinguirse entre centrífugas o de diafragma. Las primeras son las más habituales, y se basan en el principio de fuerza centrífuga para extraer el agua. Las segundas, emplean un impulsor de diafragma que se mueve hacia arriba y hacia abajo para crear un vacío que succiona el agua.
Por último, según el tipo de líquido que pueden bombear, las bombas de achique se dividen en:
Bombas de aguas limpias: Las bombas de aguas limpias, o de drenaje, se usan para bombear agua de sótanos, garajes y otras áreas bajas. Son resistentes a la corrosión y tienen una capacidad de bombeo elevada. Son las más frecuentes en aplicaciones domésticas debido a su sencilla instalación y uso.
Bombas de aguas residuales: Las bombas de aguas residuales se emplean para bombear aguas residuales de fosas sépticas, pozos negros y otros sistemas de alcantarillado. Están diseñadas para bombear líquidos con partículas sólidas y tienen una alta capacidad de bombeo.
Bombas de lodos: Las bombas de lodos se utilizan para bombear lodos en excavaciones, pozos de petróleo y otros entornos industriales. Están diseñadas para bombear líquidos con partículas sólidas grandes y tienen una gran capacidad de bombeo.
Factores a tener en cuenta antes de escoger un SAI o un SAE para tu bomba:
- Potencia de la bomba de achique: en primer lugar, se deben consultar las especificaciones de la bomba para conocer su potencia y corriente de arranque. La potencia de la bomba se mide en vatios (W) o amperios (A), y es una especificación que generalmente encontramos en su placa o etiqueta de características. El motor de una bomba en su arranque suele generar un pico elevado de potencia que supera entre 3 y 5 veces a su valor nominal de consumo. Se recomienda escoger un sistema de protección eléctrica bien sobredimensionado para absorber el pico de arranque, idealmente con una potencia cinco veces superior al consumo nominal de la bomba.
- Autonomía o tiempo de respaldo: Un SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida) debe montar baterías suficientes para que la bomba disponga de un tiempo de seguridad adecuado para achicar el agua acumulada durante un corte energético. A medida que un SAI escala en potencia, también aumenta el número y capacidad de las baterías que integra. Los modelos de hasta 2000VA suelen montar una o dos baterías de 7 o 9 Ah, mientras que los de capacidad superior montan cuatro o más baterías, por lo general, de la misma capacidad. Por su parte, un inversor o SAE (Sistema de Alimentación de Emergencia) no incluye baterías, estas se adquieren aparte y se escogen en función del consumo a proteger (W) y del tiempo de respaldo que se pretenda cubrir. Es un equipo robusto y pensado para aplicaciones que deben asegurar una larga autonomía, por lo que se recomienda su uso con baterías de alta capacidad.
- Onda senoidal pura: Las bombas trabajan con motores eléctricos de alterna que necesitan recibir corriente a través de una forma de onda senoidal pura para garantizar su correcto funcionamiento. En este sentido, se recomienda encarecidamente proteger la bomba de achique con un SAI inline de salida senoidal o con un SAE. Ambos sistemas pueden mantener una alimentación por medio de una forma de onda senoidal pura después de que se produzca un corte energético. En algunos casos, cuando la fuente de alimentación principal entrega una forma de onda no senoidal que impide el correcto funcionamiento de la bomba, un SAI online puede ser la única solución.
Onda senoidal pura y motores
Un motor necesita recibir alimentación por forma de onda senoidal pura para funcionar de manera eficiente y segura. La senoidal pura es la forma de onda más eficiente para la transmisión de energía eléctrica, ya que no genera armónicos ni distorsiones. Los armónicos son frecuencias que se superponen a la señal original, y pueden provocar fallos en el funcionamiento del motor al dificultar su giro.
Los motores eléctricos funcionan mediante un campo magnético giratorio que se crea mediante la interacción de los polos magnéticos de un estator y un rotor. La forma de onda senoidal pura proporciona un campo magnético giratorio uniforme, que es esencial para que el motor trabaje de manera eficiente. Las formas de onda no sinusoidales, como las cuadradas o triangulares, producen campos magnéticos giratorios no uniformes, que pueden causar problemas en el motor, como vibraciones, sobrecalentamiento y ruido. Por lo tanto, es importante utilizar una fuente de alimentación que proporcione una forma de onda senoidal pura para garantizar el funcionamiento eficiente de los motores eléctricos.
¿Sistema de Alimentación de Emergencia (SAE) o Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI)?
Las bombas de achique trabajan con un motor de alterna que, como hemos comentado en el apartado anterior, necesita recibir energía a través de una forma de onda senoidal pura para garantizar un giro eficiente. Generalmente, la red eléctrica produce una sinusoide pura que favorece el giro del motor para que la bomba trabaje achicando líquido con normalidad, pero ¿qué sucede si se produce un corte de suministro?
En caso de que se vaya a conectar un SAE o un SAI entre la red eléctrica y la bomba para dar respaldo durante un fallo energético, este debe ser capaz de mantener una forma de onda senoidal pura a su salida cuando la alimentación se suministre a través de las baterías. Más abajo veremos en qué casos puede ser conveniente utilizar uno u otro sistema de protección eléctrica.
Sistema de Alimentación de Emergencia SAE
Una de las soluciones más recurrentes para proteger una bomba de achique es el Sistema de Alimentación de Emergencia (SAE). El principio de funcionamiento de un SAE se basa en el empleo de un inversor que integra un regulador de tensión de tipo Avr y monta una o varias baterías externas para proporcionar energía ininterrumpida durante cortes eléctricos. Ante un fallo de suministro, el SAE mantendrá una energía ininterrumpida a través de una forma de onda senoidal pura similar a la que produce una red eléctrica. Algunos modelos deben cumplir la condición de que el consumo de la carga conectada se encuentre por debajo del 40% de su capacidad total para entregar una forma de onda senoidal pura a su salida. Lo veremos más adelante.
Un inversor SAE es la opción más aconsejable si se necesita garantizar un tiempo de respaldo amplío, ya que permite adaptar el número y capacidad de las baterías a las necesidades de la aplicación. Esto dota al SAE de gran versatilidad, ofreciendo una solución a medida para la mayoría de aplicaciones. El inversor y las baterías se adquieren por separado, estas se montan externamente y son de alta capacidad para abastecer largos periodos de tiempo. Se aconseja conectar baterías de entre 26Ah y 200Ah. También pueden emplearse baterías con tecnología GEL y de alta descarga para aplicaciones cíclicas en las que se deba hacer un uso intensivo de ellas. Estas baterías tienen una vida útil mucho más amplia y soportan un mayor número de ciclos de carga y descarga.
Inversores CyberPower CPS600/CPS1000E/CPS1500PIE
En todosai incluimos la serie de inversores SAE de Cyberpower, así como baterías de alta capacidad, AGM o GEL, recomendables para trabajar con estos equipos. Antes de escoger un modelo adecuado para la bomba, se deben de tener en cuenta algunos parámetros que condicionan su uso:
Dimensionamiento eléctrico y onda senoidal pura: la potencia del inversor debe estar bien sobredimensionada para absorber el pico de arranque de la bomba. Además, se debe tener en cuenta que los dos primeros modelos de la serie, CPS600E y CPS1000E, solo entregarán energía a través de una forma de onda senoidal pura si el consumo de la carga conectada a su salida se encuentra por debajo del 40% de su capacidad. Si el consumo conectado supera el 40% de la capacidad total de uno de estos dos inversores, la salida que ofrecerán en cuanto a su forma de onda será pseudo-senoidal (o de onda modificada), lo que puede provocar problemas de funcionamiento en el motor de la bomba. El tercer inversor dentro de la misma serie, modelo CPS1500PIE, siempre produce una forma de onda senoidal pura mientras trabaja en modo batería, independientemente de cuál sea el consumo de la carga que está conectando a su salida.
Baterías y autonomía: se debe hacer una estimación lo más fiel posible a la realidad de cuál será el consumo (W) que se va a proteger a la salida del inversor, y de cuál será aproximadamente el tiempo de respaldo que se necesita. A partir de estos dos parámetros se calcula el número y capacidad de las baterías que debe montar el SAE. En la parte inferior de la ficha de producto de cada inversor, incluimos una tabla denominada TIEMPOS DE RESPALDO que servirá de orientación para comprobar la autonomía que puede ofrecer cada modelo según el consumo conectado a su salida y las baterías que monte.
Tensión de alimentación de las baterías: Otra característica que se debe revisar en las especificaciones del inversor, es la tensión continua (DC) a la que alimenta sus baterías. Esta especificación define el mínimo número de baterías que debe conectar el inversor para su arranque. Por ejemplo, los modelos CPS600E y CPS1000E alimentan sus baterías a una tensión de 12VDC, por lo que cada uno necesitará conectar, como mínimo, una batería de 12V antes de su encendido. Mientras que el tercer modelo de la serie, en este caso el CPS1500PIE, alimenta sus baterías a 24VDC y necesitará conectar un mínimo de dos baterías de 12V en serie.
Corriente de carga: cada modelo cuenta con una corriente de carga para las baterías acorde a su capacidad y potencia. Este dato solo debe tenerse en cuenta para aplicaciones cíclicas que requieran de un tiempo de respaldo amplío, y que necesitarán por su carácter cíclico que las baterías vuelvan a cargarse lo antes posible para volver a suministrar energía. Las corrientes de carga de los tres modelos de la serie CyberPower son de 10A, 15A y 20A, respectivamente. A modo orientativo, esto se traduce en que el primero tardará aproximadamente unas 10 horas en cargar por completo una batería de 12V y 100Ah, el segundo unas 7 horas y el tercero unas 5 horas.
Sistema de Alimentación Ininterrumpida SAI
Un Sistema de alimentación Ininterrumpida (SAI), puede ser una opción a tener en cuenta cuando no es necesario cubrir un tiempo de respaldo demasiado amplío, generalmente inferior a una hora. El número y capacidad de las baterías que monta un SAI es fijo y viene predefinido por su dimensionamiento eléctrico, modelo y fabricante, lo que puede suponer una limitación en aplicaciones que exigen de una autonomía larga. Por otra parte, la electrónica de un SAI es más sensible que la de un inversor, y se debe hacer especial hincapié en el sobredimensionamiento eléctrico que deba tener para absorber el pico de arranque de la bomba.
Como hemos visto, las bombas trabajan con un motor de alterna sensible a la forma de onda que recibe a su entrada, por lo que es conveniente suministrarle una alimentación limpia mediante una forma de onda senoidal para favorecer el giro del motor y garantizar un trabajo eficiente de la bomba. Un SAI interactivo de salida senoidal, también referido como SAI inline senoidal, suele ser una buena solución a la hora de proteger una bomba de consumo medio-bajo que solo necesite unos minutos de respaldo durante cortes eléctricos. Además, un SAI monta sus propias baterías y su puesta en marcha es más sencilla que la de un SAE.
Por lo demás, el principio de funcionamiento y el nivel de protección eléctrica de un SAI inline senoidal es muy parecido al de un Sistema de Alimentación de Emergencia. Integra un regulador Avr similar al de un SAE que ofrece una protección intermedia contra subidas y bajadas de tensión, y será capaz de mantener una alimentación ininterrumpida mediante una forma de onda senoidal pura si se produce un corte en el suministro eléctrico y la energía pasa a ser suministrada por sus baterías.
Una aplicación típica en la que suele recomendarse el uso de un SAI inline senoidal es para la protección de bombas de acuario doméstico. Las bombas de acuario de menor tamaño, como las de aire, habitualmente tienen un consumo escaso de 1 a 10W, mientras que las de mayor tamaño, como las de agua, tienen un consumo más alto, de 10 a 100W. Tratándose de bombas sin un consumo elevado, se puede alcanzar un tiempo de respaldo seguro sin necesidad de recurrir a un SAE.
Una recomendación para la protección de una bomba con un consumo de 100 a 200W:
El modelo Lapara LA-ITR-1500-SH es un SAI inline senoidal con una potencia real de salida de hasta 1050W. Por su dimensionamiento eléctrico, es un SAI adecuado para conectar una bomba con un consumo nominal de hasta 200W. Sus dos baterías de 12V y 9Ah proporcionarán una autonomía estimada durante cortes eléctricos de unos 20 minutos para una carga conectada a su salida de 200W, y de unos 40 minutos para una carga conectada a su salida de 100W. Siempre que falle la red eléctrica, el SAI será capaz de mantener una alimentación por forma de onda senoidal pura para garantizar un funcionamiento eficiente del motor de la bomba.
SAI LAPARA LA-ITR-1500-SH inline senoidal 1500VA 1050W
Generadores y grupos electrógenos
A veces, los generadores y los grupos electrógenos suponen una complicación extra debido a lo inestable que puede llegar a ser la energía que producen. Un Sistema de Alimentación de Emergencia, con una o varías baterías externas, suele ser la opción más aconsejable si se necesita respaldar la bomba contra pérdidas o cortes de energía, es un equipo robusto y bien preparado para trabajar en entornos eléctricos complicados. Por su robustez, también se puede valorar la opción de colocar un estabilizador con tecnología servomotor en caso de que solo sea necesario regular la tensión a la salida del generador o del grupo electrógeno. Ante las variaciones de voltaje a su entrada este tipo de estabilizador tiene una velocidad de respuesta más baja que la de un regulador Avr como el que integran los sistemas de alimentación SAI o SAE, pero es más preciso y ofrece un margen de error más bajo en su tensión de salida.
En situaciones más extremas, si el generador produce una forma de onda sucia (o pseudo-senoidal) que afecta directamente al trabajo del motor, puede ser requerido un SAI online con tecnología de doble conversión para asegurar el correcto funcionamiento de la bomba. El sistema de doble conversión que integra un modelo online discrimina la forma de onda que recibe a su entrada, y genera en todo momento su propia forma de onda senoidal para garantizar una energía completamente limpia e ininterrumpida a su salida. Esta tecnología también proporciona una protección eléctrica completa contra otras anomalías menos frecuentes y susceptibles de ser inducidas a la salida de un generador, como las distorsiones armónicas, derivadas de una forma de onda de baja calidad, o las variaciones de frecuencia.
Para finalizar, en todosai disponemos de un asistente integrado en nuestra tienda online que puede servirte de ayuda para escoger el SAI o SAE que mejor se ajusta a tus necesidades. También puedes trasladarnos tu consulta llamando al 911419605 o escribiendo a: info@hipershops.com.