Renovación del motor eléctrico instalado en seco de una bomba de aguas residuales

En las estaciones de bombeo de aguas residuales y en los edificios de bombas de las depuradoras, una parte importante de las bombas se instala en cámara seca. La bomba se encuentra en un recinto seco separado por un muro del pozo húmedo donde se acumula el agua residual; la tubería de aspiración atraviesa el muro y el motor funciona encima o al lado de la bomba como un motor eléctrico convencional refrigerado por aire. Con los años, estos motores llegan al momento de la sustitución por fallos de rodamientos, del bobinado o debidos a la humedad. En este artículo explicamos qué información reunir al renovar el motor de una bomba de aguas residuales instalada en seco, qué puntos de riesgo no deben pasarse por alto y dónde un motor estándar es suficiente y dónde no.

¿Qué es la disposición en cámara seca y dónde se sitúa el motor?

La idea básica de la instalación en seco es mantener el motor eléctrico en un lugar donde nunca entre en contacto con el agua residual. En el pozo húmedo solo están el agua y la boca de aspiración; la bomba y el motor están en el recinto seco. Así el motor es fácilmente accesible para el mantenimiento, su bobinado y sus rodamientos quedan fuera del agua residual, y la refrigeración la proporciona el aire ambiente mediante el ventilador propio del motor. Este artículo trata exactamente de esta disposición: un motor asíncrono trifásico situado en superficie o en el recinto seco, refrigerado por aire a través de las aletas de su carcasa.

Las bombas sumergibles que se bajan al pozo húmedo y funcionan bajo el agua tienen una construcción completamente distinta. Su motor está diseñado de forma estanca para trabajar sumergido. Un motor de carcasa estándar con protección IP55 no sustituye a una bomba de ese tipo ni puede funcionar dentro del agua. Si en una estación se quiere retirar una bomba sumergible e instalar en su lugar una disposición en cámara seca, no se trata de un cambio de motor, sino de un proyecto de bomba e instalación.

Instalación en seco horizontal y vertical

• Disposición horizontal: La bomba y el motor están uno junto al otro sobre una bancada común, con un acoplamiento entre ambos. El motor se monta con patas (B3). En la sustitución son decisivos la altura del eje, la distancia entre los agujeros de las patas y la alineación del acoplamiento.
• Disposición vertical: La bomba se apoya en el suelo del recinto seco y el motor encima, sobre un soporte o una linterna, con el eje hacia abajo. En algunas estaciones el motor se coloca en una planta superior como protección frente a inundaciones y se une a la bomba mediante un eje intermedio. En esta disposición cobran importancia el tamaño de la brida, el extremo del eje y la carga axial sobre los rodamientos del motor.

Los detalles generales del montaje vertical se tratan por separado en nuestro artículo sobre montaje vertical con eje hacia abajo. En las disposiciones con eje intermedio, el peso del eje y el empuje hidráulico de la bomba pueden recaer sobre el rodamiento del motor; el valor de esta carga debe obtenerse del fabricante de la bomba e indicarse en el pedido.

Información que se debe reunir de la instalación existente antes de la renovación

En las bombas de aguas residuales, la potencia y la velocidad quedan fijadas desde el principio por el rodete de la bomba y la altura de la estación. Por eso, la potencia del nuevo motor se elige a partir del valor dado por el fabricante de la bomba y de la placa del motor desmontado; no es correcto proponer una potencia estándar fijándose en el tipo de máquina. En obra, anote lo siguiente:

• Potencia, velocidad, tensión, corriente y código de carcasa IEC de la placa del motor antiguo
• Velocidad y datos del modelo en la placa de la bomba
• Forma de montaje: horizontal con patas, vertical con brida o una disposición que usa patas y brida a la vez
• Tipo de acoplamiento, diámetro del eje y medida de la chaveta (para compararlos con el plano técnico)
• Método de arranque: directo, estrella-triángulo, arrancador suave o variador de frecuencia
• Estado de la sala de bombas: humedad, condensación, ventilación, historial de inundaciones

Las bombas de aguas residuales suelen funcionar con motores de 4 o 6 polos; los rodetes de canal ancho, capaces de dejar pasar sólidos grandes sin atascarse, se comportan mejor a baja velocidad. Aun así, la decisión corresponde a la bomba, no a usted: a una bomba marcada con unas 1450 rpm se acopla un motor de 4 polos, y a una marcada con unas 970 rpm, un motor de 6 polos.

Efectos del entorno de aguas residuales sobre el motor

Aunque se llamen recintos secos, las salas de bombas de las estaciones de aguas residuales no siempre están secas. Al elegir y colocar el motor hay que tener en cuenta los efectos siguientes.

• Humedad y condensación: En salas subterráneas, la diferencia de temperatura entre el día y la noche y una carcasa que se enfría con la bomba parada pueden provocar condensación dentro del motor. El riesgo es mayor en las bombas de reserva con largos periodos de parada. La resistencia anticondensación y el sensor de temperatura del bobinado (PTC o PT100) son opciones que se pueden elegir en la fase de pedido.
• Gases corrosivos: El sulfuro de hidrógeno que desprende el agua residual y el aire húmedo corroen con el tiempo las superficies pintadas, la caja de bornes y las conexiones de los cables. La ventilación de la sala es al menos tan importante para la vida del motor como la elección del propio motor.
• Inundación: Una fuga en el cierre de la bomba, la rotura de una tubería o una lluvia intensa pueden dejar el recinto seco bajo el agua. La protección IP55 es contra el polvo y las salpicaduras de agua; el motor no está protegido contra la inmersión. En estaciones críticas se recomienda elevar el motor y disponer en la sala de un interruptor de nivel y una bomba de achique.
• Atascos y rotor bloqueado: Trapos, cuerdas y residuos fibrosos pueden bloquear el rodete. Cuando la bomba se atasca, el motor absorbe una corriente muy elevada; un guardamotor bien ajustado o el límite de corriente del variador protegen el bobinado. Para los elementos de protección, consulte el artículo sobre la elección de relés térmicos y fusibles.

Riesgo de atmósfera explosiva: el límite del motor estándar

En las estaciones de aguas residuales pueden acumularse metano y otros gases inflamables como resultado de la descomposición biológica. Por eso, en algunas instalaciones el pozo húmedo y las zonas abiertas a él se clasifican como zonas de atmósfera explosiva en la evaluación de riesgos del explotador. Un motor que vaya a trabajar en una zona así debe tener una construcción antideflagrante (Ex) adecuada a esa clasificación; no es una cuestión de un grado de protección ordinario.

La serie trifásica estándar descrita en este artículo es una serie de uso general con protección IP55 y aislamiento clase F, y no se ofrece como una serie definida para atmósferas explosivas. Averigüe en el documento de clasificación de zonas de la instalación si la sala donde se montará el motor se considera zona de atmósfera explosiva, e indíquelo siempre en el pedido. Si se trata de una zona clasificada, la serie estándar puede no ser adecuada; el motor se evalúa entonces aparte como un producto especial apto para esa zona. En las instalaciones en las que el recinto seco está totalmente separado del pozo húmedo y queda fuera de la clasificación, el motor estándar puede utilizarse en condiciones normales.

Modelos de ejemplo y dónde se usan

Los modelos con carcasa de fundición que siguen son ejemplos de potencias y velocidades frecuentes en bombas de aguas residuales instaladas en seco. Todos tienen protección IP55, aislamiento clase F y alimentación 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz; en una red de 400 V se conectan en triángulo. La carcasa de fundición es una opción mecánicamente robusta en salas húmedas y corrosivas.

• 132M2-6: 5,5 kW (7,5 HP), 6 polos, 968 rpm, IEC 132M, 12,0 A a 400 V, par nominal 54,3 Nm. Para pequeñas bombas de elevación de baja velocidad y canal ancho.
• 132M-4: 7,5 kW (10 HP), 4 polos, 1460 rpm, IEC 132M, 14,3 A a 400 V, par nominal 49,1 Nm.
• 160L-4: 15 kW (20 HP), 4 polos, 1465 rpm, IEC 160L, 27,3 A a 400 V, par nominal 97,8 Nm.
• 180L-4: 22 kW (30 HP), 4 polos, 1470 rpm, IEC 180L, 39,7 A a 400 V, par nominal 142,9 Nm.

Las formas de montaje se ofrecen según la carcasa y el tamaño de la brida se confirma en el pedido; las opciones figuran en la pregunta sobre formas de montaje. Puede comparar las medidas del eje, la brida y las patas en el catálogo técnico y de productos 2026. Para una visión general de las aplicaciones de bombeo, consulte la página de motores eléctricos para bombas.

Ejemplo hipotético: renovación del motor de una bomba horizontal en cámara seca

La situación de este apartado no es un registro real de una instalación, sino un ejemplo construido para mostrar la secuencia. Supongamos que, en una estación de bombeo municipal, se ha desmontado el motor de la bomba horizontal del recinto seco tras detectar ruido en los rodamientos. La placa del motor indica 15 kW, 1465 rpm, carcasa 160L, 400/690 V; la placa de la bomba muestra 1450 rpm. Según el documento de clasificación de zonas de la instalación, la sala está fuera de la clasificación. En este caso el modelo candidato es el 160L-4. Se comparan la distancia entre los agujeros de las patas y el diámetro del eje con el plano técnico y se vuelve a alinear el acoplamiento. Como en invierno se observa condensación en la sala, se solicita aparte en el pedido una resistencia anticondensación. Si el documento hubiera mostrado la sala como zona de atmósfera explosiva, el modelo estándar no se habría tenido en cuenta aun con la misma potencia y velocidad, y el caso se habría estudiado por separado.

Puntos a vigilar en la puesta en marcha y la explotación

• Antes del primer arranque, compruebe el sentido de giro con la flecha de la carcasa de la bomba; una bomba de aguas residuales que gira al revés da poca presión y conduce a un diagnóstico erróneo.
• Mida la resistencia de aislamiento del bobinado en los motores de reserva que llevan mucho tiempo parados; un motor guardado en una sala húmeda puede necesitar secado antes de la puesta en marcha.
• Si va a funcionar con variador de frecuencia, la regla general se explica en la pregunta sobre el uso con variador; indique en el pedido el funcionamiento prolongado a baja velocidad y los cables largos.
• Asiente bien la junta de la tapa de la caja de bornes y los prensaestopas; en aire corrosivo, una caja abierta se convierte en el punto más débil del motor.

Lo que debe enviarnos con el pedido

Para que podamos determinar el motor adecuado para su bomba de aguas residuales instalada en seco, envíe juntos los datos siguientes:

• Una foto de la placa del motor desmontado (potencia, velocidad, tensión, código de carcasa)
• Los datos de la placa de la bomba y su velocidad
• Forma de montaje: horizontal con patas, vertical con brida o disposición con eje intermedio; si es vertical, la información de la carga axial
• Tensión de red y método de arranque
• Condiciones ambientales de la sala de bombas: humedad, condensación, ventilación y clasificación de atmósfera explosiva de la zona

Puede ver los modelos estándar y los precios actuales en la página comprar motores eléctricos. Si tiene la placa de su motor antiguo, envíenos una foto; valoraremos la idoneidad junto con la información del entorno. Para otras consultas, contacte con nosotros a través de la página de contacto.