Una bomba centrífuga de flujo radial (también conocida como bomba centrífuga) es una bomba de velocidad en la que un impulsor giratorio desplaza cantidades variables de agua por rotación en función de la velocidad de giro, que lanza el agua hacia el exterior en ángulo recto con respecto al eje. Esta bomba es útil en todas las fases de una emergencia.

Las bombas centrífugas de flujo radial funcionan forzando el agua hacia el borde exterior de un impulsor giratorio, donde la carcasa de la bomba captura la descarga y la energía cinética se convierte en energía de presión antes de salir de la bomba.
Cuando esto ocurre, se crea una zona de presión negativa en la entrada de la cámara de la bomba, lo cual, a su vez, atrae agua hacia la bomba. Estas bombas pueden funcionar con electricidad (de red o solar) o directamente con motores diésel o de gasolina y pueden estar situadas a nivel del suelo (bombas de succión) o ser sumergibles.

Consideraciones de diseño

Las bombas centrífugas de flujo radial pueden funcionar a profundidades de hasta 400 metros, con caudales de hasta 280.000 l por hora a alturas inferiores. En general, son buenas para mayores necesidades de caudal, ya que su eficacia mecánica aumenta con los caudales más altos. En el caso de las bombas de pozos de sondeo, suele instalarse una válvula antirretorno después de los impulsores. Una consideración importante en el diseño de las bombas de velocidad es que el caudal de agua puede variar significativamente con las diferencias de altura, lo que significa que es necesario un diseño cuidadoso para cumplir con los requisitos de caudal. Esto implica crear una curva del sistema basada en la elevación total a la que debe transportarse el agua, más cualquier pérdida adicional de energía (por fricción) en la tubería a diferentes velocidades de bombeo (véase S.7 ). Con base en esto, se elige una bomba en la que la curva de la bomba se cruce con la curva del sistema en el caudal deseado. Los puntos de operación de las bombas también deben ser eficaces. Una bomba que funciona con un caudal ineficaz puede desarrollar múltiples problemas que disminuyen su vida útil (por ejemplo, desgaste de juntas y cojinetes o cavitación). La elección de la bomba también debe coincidir con el suministro eléctrico del lugar (monofásico o trifásico). Si este tipo de bomba se acciona con energía solar, se necesita un variador de frecuencia (VFD, por sus siglas en inglés) (véase S.10 ). Por lo tanto, es fundamental buscar los conocimientos técnicos adecuados relativos a las bombas de agua para garantizar una elección eficaz.

Existen bombas de un solo impulsor (una sola etapa) en las que el tipo y la velocidad del impulsor determinan la altura operativa de la bomba. Cuando es necesario bombear a alturas más elevadas (por ejemplo, en perforaciones), pueden montarse varios impulsores en serie dentro de una bomba (denominada multietapa), o también pueden conectarse en serie bombas de una sola etapa para duplicar la altura de la curva de bombeo. Las bombas también pueden instalarse en paralelo, con dos o más bombeando hacia una tubería. Aquí, el caudal de la curva de la bomba se duplica, lo que aumenta el volumen que fluirá en función de dónde se cruce con la curva del sistema. Las bombas de pozo de sondeo tienen el motor debajo de la toma de agua y el motor se enfría con una parte del caudal que se desvía después del motor. Cuando esto no ocurre (por ejemplo, debajo de las rejillas en un pozo de sondeo o en un pozo de gran diámetro), deberá utilizarse una cubierta para dirigir primero el agua después del motor.

Las bombas de succión de flujo radial que se acoplan directamente en un patín con un motor de combustión se utilizan a menudo como bomba de uso general en emergencias. Para este tipo de bombas existe una altura máxima a la que puede ascender el agua en una tubería dependiendo de la presión atmosférica, la cual varía, a su vez, con la altitud (véase A.2 ).
Otro aspecto a tener en cuenta en el diseño de las bombas de succión motorizadas es garantizar que se mantenga una presión suficiente en el puerto de succión para evitar el desgaste prematuro de la bomba debido a la cavitación (véase A.5 ).

Materiales

Los materiales necesarios incluyen las etapas de la bomba, un motor de bomba o motor, y la tubería de impulsión (puede ser de diferentes materiales, pero a menudo se utiliza hierro galvanizado).

Aplicabilidad

Las bombas centrífugas de flujo radial se utilizan a menudo en situaciones de emergencia, principalmente porque son fáciles de conseguir, aunque requieren un diseño de bombeo más detallado, especialmente para pozos de sondeo (véase I.8 ). Son adecuadas para distintos tipos de agua en función del diseño de la bomba. Algunas bombas de una etapa están diseñadas para bombear sólidos, mientras que las bombas de pozo de sondeo multietapa suelen tener menos espacio entre el impulsor y la carcasa, por lo que los sólidos pueden dañar la bomba. Se utilizan tanto para aplicaciones de agua potable como no potable.

Operación y mantenimiento

El mantenimiento de las bombas centrífugas de flujo radial instaladas a nivel del suelo es más sencillo, ya que se puede acceder fácilmente a todos sus componentes. Sin embargo, muchas bombas son sumergibles, lo que significa que hay que desmontar todas las tuberías para reparar o sustituir la bomba en sí. La reparación y el mantenimiento serán cada vez más frecuentes cuando las dimensiones de las bombas no se hayan calculado correctamente para el sistema de tuberías (por ejemplo, cuando funcionen de forma ineficiente) o no se hayan dimensionado o colocado correctamente para un pozo de sondeo (por ejemplo, cuando una velocidad excesiva a través de una rejilla arrastre partículas que degraden la bomba, véase C.8). La reparación de las bombas debe realizarse en un taller especializado, por lo que la estrategia de O&M consiste en tener bombas de repuesto a la mano en caso de que se presente algún problema. Una parte de este tipo de bombas es metálica. Cuando estos componentes entran en contacto con aguas subterráneas con un pH de 6,5 o inferior, es probable que se produzca corrosión, lo que implica que las piezas afectadas se reemplacen con mayor frecuencia. En este tipo de bomba, la tubería de impulsión de hierro galvanizado corre más peligro que las piezas metálicas que son de acero inoxidable.

En caso de emergencia, los principales problemas de funcionamiento de las bombas de succión de flujo radial se deben a problemas en la tubería de succión. Estas bombas no pueden bombear aire, por lo que cualquier fuga o bloqueo de aire en la tubería de succión puede impedir el funcionamiento de la bomba. Al iniciar el bombeo, las bombas deben cebarse, asegurándose de que la tubería de succión esté conectada a la bomba con la arandela de goma (de lo contrario, el aire se filtra hacia el interior del sistema) y de que no hay agujeros en la tubería de succión.

Salud y seguridad

Las conexiones eléctricas de la bomba al cable deben empalmarse correctamente con resina impermeable para evitar descargas eléctricas o electrocución. Esto es especialmente importante cuando se utilizan bombas para desaguar una estructura y hay una persona (por ejemplo, un pozo excavado protegido durante una construcción). La calidad química del agua también puede convertirse en un problema para algunas bombas metálicas. Cuando las aguas subterráneas tienen un pH de 6,5 o menos, la lixiviación de hierro de las tuberías puede causar un riesgo indirecto para la salud y puede filtrarse el plomo de determinadas soldaduras y accesorios independientemente del pH, lo que causa un riesgo directo para la salud (véase A.2 ).

Costos

Las bombas centrífugas de flujo radial son relativamente baratas, con costos a partir de USD 100, y existe una amplia gama de marcas y modelos de la competencia. El costo se incrementa al aumentar el caudal o la altura requeridos.

Consideraciones medioambientales y sociales

En general, la gente acepta bien este tipo de bombas. Al utilizar este tipo de bomba, debe tenerse en cuenta el riesgo de sobreexplotación de los recursos hídricos (subterráneos). En el caso de las bombas accionadas por motor, las principales consideraciones medioambientales se refieren al uso de consumibles (lubricantes, aceite, productos químicos) y fuentes de energía. Debe existir un plan para la contención y eliminación adecuadas de los consumibles. La bomba también puede funcionar con energía solar (véase S.10 ) para limitar el impacto ambiental de su funcionamiento.