Selección e Instalación de Bombas de Riego

Tipos de Bombas

Bombas Centrífugas o Radiales

Estas bombas se caracterizan por hacer uso de la fuerza centrífuga para impulsar el agua. El agua entra en la parte central de la bomba y la fuerza centrífuga, generada por la alta velocidad de giro, hace que el agua salga en forma perpendicular al eje del rodete. Este tipo de bomba proporciona un flujo de agua suave y uniforme, siendo ideal para trabajos a alta velocidad como los motores eléctricos. Son buenas para elevar caudales pequeños a grandes alturas.

Bombas Axiales o Helicoidales

Estas bombas mueven el agua en forma similar a como lo hace un ventilador. El agua sale en forma paralela al eje de rotación del impulsor. Son buenas para grandes caudales (11m3/s) a baja altura (6mca). Se adaptan a riego superficial o cuando se requiere subir en altura, en pocos metros, un pequeño canal.

Bombas de Flujo Mixto

Modifican la forma de los álabes dándoles una forma tal que le imparten al agua una cierta fuerza centrífuga. Su mejor rendimiento se obtiene con caudales entre 30 – 3000 l/s y alturas de 3 a 18 mca.

Gran Presión pero Pequeño Caudal: “Bombas de Presión”
Gran Caudal y Baja Presión: “Bombas de Caudal”

Determinación de la Carga Manométrica Total

Corresponde a la presión que deberá generar la bomba para llevar el agua desde la fuente de abastecimiento hasta el último emisor. Esto se compone de la carga estática total y la carga dinámica total. La carga estática total es la presión necesaria para vencer la diferencia de altura entre la fuente de agua y el punto de entrega, incluso cuando el sistema está detenido. La carga dinámica total es la presión necesaria para lograr el funcionamiento de los emisores, filtros y demás piezas cuando el sistema está en operación.

Carga Estática Total

Se divide en dos:

  • Carga Estática de Succión (CE de succión): Distancia vertical entre el eje de la bomba y el espejo de agua cuando el sistema está en funcionamiento.
  • Carga Estática de Elevación (CE de elevación): Distancia vertical entre el eje de la bomba y el emisor más alto. Se define a partir de las diferencias de altura, las cuales pueden ser determinadas a partir de un plano acotado.

Carga Dinámica Total

Cuando el sistema comienza a operar, debe vencer la carga estática para llevar el agua hasta el último emisor. También debe vencer la resistencia que generan las múltiples piezas y equipos necesarios para el funcionamiento. Se compone de:

  • Presión de Trabajo (ht): Presión óptima que requiere un emisor para funcionar normalmente. Se expresa en columna de agua y vale 0 si la bomba descarga a través de la tubería libremente hacia la atmósfera.
  • Pérdidas por Fricción (hf): Pérdida de energía producto de la resistencia que la cañería opone al paso del agua. La “ruta crítica” corresponde a la mayor pérdida por fricción, sumando las pérdidas en el lateral, porta-lateral, submatriz y matriz.
  • Pérdidas por Singularidades (hs): Son pérdidas de energía que se producen por la instalación de accesorios como llaves, codos, válvulas, manómetros, etc.
  • Equipo de Filtraje (Hfil): Es importante la correcta selección de la presión, ya que los filtros deben seleccionarse a partir de las curvas de funcionamiento. Se deben determinar valores críticos antes de realizar el lavado de los filtros.
  • Equipo de Inyección de Fertilizantes (Hfer): Dependerá del volumen de inyección, de la presión que debe generar, de la precisión necesaria y el costo del equipo.
  • Altura Representativa de Velocidad (hvel): Al pasar el agua de reposo al movimiento, se produce un cambio en la energía de potencial a cinética. Puede ser expresada en unidades de presión (mca).

Caudal de la Bomba

La bomba debe ser capaz de regar y abastecer un sector a la vez, por lo cual el caudal para el cálculo de la bomba corresponde al caudal de los sectores. Cuando los sectores no poseen el mismo tamaño y por ello no poseen el mismo caudal, se debe utilizar el mayor caudal.

Altura Neta de Succión Positiva (NPSH)

Una bomba puede, teóricamente, aspirar agua desde 10,33 metros de profundidad, equivalente a una atmósfera de presión. En la práctica, esta altura de succión es menor debido a factores como la altura de instalación respecto al nivel del mar, la tensión de vapor de agua, las pérdidas por fricción en la tubería de aspiración y la altura neta de succión positiva (NPSH).

La NPSH corresponde a la cantidad de energía requerida para mover el agua dentro del impulsor para no cavitar. La cavitación se produce cuando la presión en la tubería de succión es menor que la atmosférica, provocando que el líquido hierva y se formen burbujas de vapor. Estas burbujas colapsan al llegar a zonas de mayor presión, liberando energía y pudiendo dañar la bomba.

Los fabricantes de bombas establecen el valor mínimo requerido de NPSH (NPSHR). Si la NPSH disponible (NPSHA) es menor que la NPSHR, la bomba cavitará.

Elección de la Bomba

Para determinar la potencia y el modelo de bomba requerido, se deben consultar las curvas de descarga de las bombas. Estas curvas relacionan la presión manométrica de trabajo con el caudal elevado, la potencia requerida con el caudal, la eficiencia de la bomba con el caudal y la altura de succión máxima para los diferentes modelos. Las curvas de eficiencia son importantes ya que a mayor eficiencia, menor consumo de combustible.

Cuando la altura de succión sobrepasa los 10 metros, se debe optar por bombas verticales o sumergibles, las cuales al estar sumergidas poseen altura de succión cero.

Variaciones en la Instalación

Bombas en Serie

Al conectar dos o más bombas en serie, se logra un aumento proporcional de la presión total del sistema, conservando el caudal. La salida de la primera bomba se conecta a la entrada de la siguiente, y así sucesivamente.

Bombas en Paralelo

Si dos o más bombas se acoplan en paralelo, se logra un aumento del caudal elevado, sin un aumento de la presión. Cada bomba tiene su chupador inserto en la fuente de agua y se conectan todas las salidas a una común.

Velocidad de Giro

En ocasiones, se debe modificar la velocidad de giro de una bomba, lo cual tiene efectos en el caudal, la presión y el consumo de potencia.

Diámetro de Rodetes

Tienen el mismo efecto que las variaciones de velocidad.