Motor eléctrico para bomba centrífuga

En una bomba centrífuga de aspiración axial es el rodete el que impulsa el agua, pero es el motor eléctrico el que decide a qué velocidad gira ese rodete, en qué punto de su curva trabaja la bomba y cuánta corriente se toma de la red en el arranque. Esta página explica cómo elegir el motor asíncrono trifásico que acciona una bomba centrífuga horizontal y cómo se une a la bomba. Para una visión general de todos los tipos de bomba, consulte nuestra página principal Motores eléctricos para bombas.

Bancada con acoplamiento o monobloc: dos disposiciones

Las bombas centrífugas horizontales se unen al motor de dos formas distintas. En la primera, bomba y motor se apoyan por separado sobre la misma bancada de acero y los dos ejes se unen con un acoplamiento elástico. El motor es de patas (B3); como la bomba tiene su propio soporte de cojinetes, el empuje axial del rodete no lo soportan los rodamientos del motor.

La segunda disposición es monobloc: la voluta de la bomba se atornilla a la brida del motor y el rodete va directamente sobre el eje del motor o sobre una prolongación corta montada en él. Sin bancada ni acoplamiento se gana espacio y desaparece el trabajo de alineación. A cambio, el empuje hidráulico y el peso del rodete los soportan los rodamientos del motor; brida y extremo de eje deben coincidir con el plano de dimensiones del fabricante de la bomba. Esta unión utiliza una carcasa B5 o B35 con patas y brida; más detalles en nuestra página de motores con brida.

Cómo afectan la curva de la bomba y el punto de trabajo al motor

Toda bomba centrífuga tiene una curva característica que muestra la altura frente al caudal a velocidad constante. Las tuberías, las válvulas y la diferencia de nivel entre dos depósitos de la instalación dibujan su propia curva del sistema. Donde se cruzan ambas curvas está el punto de trabajo; el motor entrega la potencia que la bomba necesita para impulsar el agua en ese punto.

En la mayoría de las bombas de rodete radial la potencia en el eje aumenta con el caudal. Por eso el motor no se evalúa solo en el punto de diseño, sino en el punto más a la derecha al que la bomba puede desplazarse realmente. Una bomba que llena por primera vez una línea vacía, o que alimenta una tubería rota, se desplaza al final de su curva y el motor consume sobrecorriente. Si el líquido es más denso que el agua, la potencia aumenta en la misma proporción. La línea de potencia del juego de curvas del fabricante de la bomba es el dato más fiable para dimensionar el motor.

Regular la velocidad en lugar de estrangular la válvula

La forma tradicional de reducir el caudal es estrangular la válvula de la línea de impulsión. La curva del sistema se vuelve más pronunciada y la bomba impulsa menos agua; pero parte de la presión que produce se convierte en calor en la válvula y la bomba puede alejarse de su punto de máximo rendimiento.

Cuando se reduce la velocidad con un variador de frecuencia, es la propia curva de la bomba la que baja. Según las leyes de afinidad, el caudal varía proporcionalmente a la velocidad, la altura con el cuadrado de la velocidad y la potencia en el eje aproximadamente con el cubo. Por eso se prefiere el control de velocidad en líneas cuya demanda cambia a lo largo del día. En sistemas con gran altura estática, por debajo de cierta velocidad la bomba deja de impulsar; la frecuencia mínima se fija en la fase de proyecto.

Nuestras series trifásicas son aptas para el control de velocidad con variador de frecuencia; para largos periodos a baja velocidad con par pleno puede ser necesario un ventilador independiente. Si el cable entre variador y motor es largo, se considera un filtro dv/dt o senoidal; indique estas condiciones en el pedido. Más información: motores eléctricos compatibles con variador.

¿2 polos o 4 polos?

El rodete de una bomba se diseña para una velocidad determinada; la velocidad del motor debe coincidir con la de la placa de la bomba. En una red de 50 Hz, los motores de dos polos pertenecen a la clase de velocidad síncrona de 3000 rpm y los de cuatro polos a la de 1500 rpm, y en carga giran algo más despacio. En la clase de 5,5 kW, por ejemplo, el 132S1-2 tiene una velocidad nominal de 2930 rpm y el 132S-4 de 1460 rpm. A igual potencia, el par nominal del motor de cuatro polos (36 Nm) es aproximadamente el doble que el del de dos polos (17,9 Nm).

Hacer girar una bomba a media velocidad reduce su caudal a casi la mitad y su altura a una cuarta parte. Por eso un motor elegido para una bomba de 2 polos no puede sustituirse por uno de 4 polos; lo contrario sobrecarga el rodete y el cierre. Como tendencia general, las bombas pequeñas que requieren gran altura trabajan con motores de 2 polos, y las de gran caudal o con condiciones de aspiración difíciles con motores de 4 polos. La decisión final corresponde a la curva del fabricante de la bomba.

NPSH y el papel de la velocidad en la aspiración

El NPSH expresa el margen de presión necesario en la entrada de la bomba para que el líquido no se vaporice. El valor que ofrece la instalación (NPSHd) depende de la altura de aspiración, de las pérdidas en la tubería de aspiración y de la temperatura del líquido; el valor que exige la bomba (NPSHr) figura en su juego de curvas. Si el NPSHd no se mantiene por encima del NPSHr con margen suficiente, empieza la cavitación: la bomba suena como si girara grava en su interior, el caudal cae y la superficie del rodete se erosiona.

Lo importante para el motor es que el NPSHr aumenta con la velocidad. Impulsar el mismo caudal con una bomba más pequeña de 2 polos puede endurecer las condiciones de aspiración.

Alineación del acoplamiento y primera puesta en marcha

En las bombas acopladas, el eje del motor y el de la bomba deben estar en el mismo eje, tanto en paralelo como en ángulo. Un acoplamiento elástico tolera pequeñas desalineaciones, pero no las elimina; la vibración que provocan desgasta primero el elemento elástico y después los rodamientos y el cierre mecánico. Los valores admisibles figuran en la documentación de los fabricantes del acoplamiento y de la bomba.

• Las cuatro patas del motor deben apoyar por completo sobre la bancada; una pata con holgura (pata coja) se corrige con calzas antes de alinear con comparadores o láser.
• Las tuberías de aspiración e impulsión no deben descargar su peso sobre la bomba; las tensiones de tubería estropean después la alineación.
• En bombas que impulsan líquido caliente, la alineación se vuelve a comprobar al alcanzar la temperatura de servicio.
• El sentido de giro se compara con la flecha de la voluta; si es inverso, se intercambian dos fases de alimentación. La bomba nunca se hace girar en seco.

El motor en líneas de agua caliente y circulación

Las bombas de circulación de calefacción, calentamiento de procesos y circuitos de agua de refrigeración funcionan durante meses sin parar; lo que cuenta es la temperatura del bobinado y de los rodamientos en servicio continuo. Si en la sala de calderas el aire de refrigeración que llega al motor está caliente, indíquelo en el pedido.

El calor del líquido caliente avanza hacia el motor a través de la voluta y del eje. En la disposición acoplada este efecto es débil, porque entre ambos se interpone el soporte de cojinetes de la bomba; en la monobloc, la tapa delantera y el rodamiento del motor reciben más calor. En salas de bombas húmedas con paradas estacionales puede aparecer condensación en el bobinado; la resistencia anticondensación y el sensor de bobinado PTC/PT100 son opciones de pedido. Para instalaciones de edificios, la página de motores para el sector HVAC también sirve de guía.

Selección del motor según la disposición de la bomba

Los modelos de la tabla son ejemplos; la elección definitiva depende de la curva de la bomba, la velocidad necesaria, la forma de montaje y las condiciones de trabajo. Las medidas de brida y eje se confirman en el pedido.

Qué enviarnos antes de hacer el pedido

Para asignar rápidamente el motor correcto, indíquenos: el tipo de bomba y la máquina o instalación a la que sirve, la potencia necesaria (kW), la velocidad (rpm), la tensión de red, la forma de montaje (B3, B5, B35…) y la cantidad. Una foto de la placa de la bomba y de la placa del motor desmontado es el camino más corto; nuestra página sobre la foto de la placa explica cómo hacerlo.

Todos los modelos con carcasa de aluminio y de fundición figuran con su precio en la sección comprar motores eléctricos; los motores entregados desde stock se envían desde nuestro almacén en Turquía. Para consultas de proyecto, contacte con nosotros a través de la página de contacto.

Preguntas frecuentes

¿Se puede montar un motor estándar en una bomba monobloc?

Sí, si la brida y el extremo de eje coinciden con la medida que exige la bomba. Algunas bombas monobloc utilizan un eje prolongado o mecanizado de forma especial; en ese caso un eje estándar puede no servir. Comparta en el pedido el plano de dimensiones de la bomba o la placa del motor antiguo.

¿Es correcto reducir la corriente del motor estrangulando la válvula?

La corriente baja porque baja el caudal; pero al acercarse al extremo izquierdo de la curva pueden aumentar el calentamiento y la vibración de la bomba, y parte de la presión se pierde en la válvula. Si el caudal cambia constantemente a lo largo del día, el control de velocidad es una solución más adecuada.

¿Qué ocurre si conecto un motor de 1450 rpm a una bomba de 2900 rpm?

La bomba da aproximadamente la mitad del caudal y una cuarta parte de la altura; en la mayoría de las instalaciones el agua no llega al punto necesario. Elija siempre la velocidad del motor según la placa de la bomba.

¿La cavitación afecta también al motor?

No afecta directamente al bobinado, pero la vibración llega a los rodamientos del motor a través del eje y del acoplamiento. Cuando se oye el ruido de cavitación, hay que revisar la línea de aspiración y el margen de NPSH; cambiar el motor no resuelve el problema.