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En una estación de bombeo municipal se quemó el motor de una bomba vertical. Para no dejar la estación parada, se sacó del almacén un motor horizontal con brida, se colocó sobre la bomba con el eje hacia abajo y esa misma tarde volvía a salir agua. Seis meses después el rodamiento inferior empezó a zumbar. Al desmontarlo aparecieron óxido alrededor de la salida del eje y gotas de agua dentro de la grasa. Potencia, velocidad y brida eran correctas; lo que nadie preguntó fue en qué posición iba a trabajar el motor.
Un motor con el eje hacia abajo parece un motor horizontal girado noventa grados, pero cambian el sentido de la carga, el camino que sigue el agua y el trabajo de los rodamientos. Repasamos esas diferencias con casos de instalación reales y cerramos con lo que debe figurar en el pedido.
V1 y V5: el eje mira al mismo lado, el motor se sujeta distinto
La norma IEC 60034-7 define las formas constructivas con códigos IM. Para trabajar con el eje hacia abajo hay dos disposiciones básicas:
- V1 (IM 3011): motor de brida grande (B5) en vertical con el eje hacia abajo. Se apoya sobre el cuerpo de la bomba o sobre una linterna intermedia, y todo su peso pasa por los tornillos de la brida. Es la disposición de la mayoría de bombas centrífugas verticales, bombas en línea y agitadores montados sobre depósito.
- V5 (IM 1011): motor con patas (B3) girado con el eje hacia abajo y atornillado por las patas a una pared o a una ménsula vertical. Aparece en máquinas verticales accionadas por correa y en accionamientos pequeños colgados de un soporte.
La diferencia no se limita al punto de fijación. En V1 la brida sostiene la carcasa y no hay patas; en V5 las patas, pensadas para apoyarse en el suelo, sujetan una masa colgada contra una superficie lateral. En carcasas grandes eso hace trabajar los tornillos de las patas a cortadura, y por eso a partir de cierto tamaño se suele pasar a una solución con brida. Las versiones con eje hacia arriba, V3 y V6, las tratamos en el artículo sobre montaje con eje hacia arriba y en pared, y la disposición sin patas con brida pequeña V18 en la guía IM V18/V19.
Qué cambia en los rodamientos por efecto de la gravedad
En un motor horizontal el peso del rotor carga los rodamientos de lado, de forma radial. Al poner el motor de pie, ese mismo peso tira a lo largo del eje y pasa a ser una carga axial sobre el rodamiento fijo. En carcasas pequeñas casi nunca es un problema; a medida que crecen la masa del rotor y la velocidad, la capacidad axial de la disposición de rodamientos empieza a mandar.
La parte delicada es la bomba. El rodete centrífugo genera su propio empuje axial al girar. Algunas bombas verticales tienen un cojinete propio que lo absorbe; en otras el rodete va directamente sobre el eje del motor y son los rodamientos del motor los que soportan ese empuje. En este segundo caso hay que comparar la cifra de la bomba con la fuerza axial admisible del catálogo del motor, que se da por separado según la posición de montaje y el sentido de la fuerza. Si la hoja de datos de la bomba indica una carga axial a cargo del motor, ese valor debe pasar tal cual al pedido.
La vibración también se comporta de otra forma: un motor vertical es tan estable como la linterna o la ménsula sobre la que está. Una ménsula de chapa fina puede hacer parecer desequilibrado a un rotor perfectamente equilibrado.
Por dónde entra el agua
Con el eje hacia abajo aparecen dos puntos débiles. El primero es la caperuza del ventilador, que queda arriba con las rejillas de aspiración mirando al cielo; las medidas para instalaciones a la intemperie están en nuestro artículo sobre el sombrerete de lluvia. El segundo es la salida del eje, abajo del todo. La lluvia, el agua de limpieza o la fuga del prensaestopas de la bomba bajan por la superficie de la carcasa y se acumulan alrededor del eje. Un retén que está mojado de forma permanente se desgasta en el labio y, con el tiempo, el agua llega al alojamiento del rodamiento. Por eso, en motores con el eje hacia abajo se estudian a la vez el tipo de retén, un deflector adicional tipo V-ring si hace falta y la conducción de las fugas del prensaestopas hacia el suelo y no hacia el motor. También cuenta la condensación: en una sala de bombas que se enfría de noche y se calienta de día puede acumularse agua dentro de la carcasa. Los orificios de drenaje tienen que quedar en el punto más bajo de la posición real de montaje, y en un motor horizontal girado quedan en el sitio equivocado. En las series trifásicas de HEM Motor la resistencia anticondensación puede solicitarse en el pedido; la protección estándar es IP55, con IP56 e IP65 como opciones.
