Optimización de sistemas de bombeo, ¿de qué opciones dispones?

En todos los edificios y plantas industriales de diferentes sectores y actividades nos encontramos casi siempre con circuitos e instalaciones de fluidos. Dichos circuitos tienen un considerable consumo eléctrico, lo que se traduce en costes energéticos y su correspondiente contaminación. Desde Efinétika creemos que la importancia que reciben dichas instalaciones debería ser la misma que cualquier otra y, por lo tanto, hemos decidido encauzar este episodio pendiente de la “eficiencia energética” y darle remedio de la mejor manera posible, con análisis exhaustivos, estudios de funcionamiento particulares en instalaciones, ideando propuestas de mejora e incorporando desarrollos propios hasta ahora no tan extendidos que garantizan una mejora de la ansiada eficiencia energética en los circuitos hidráulicos.

La disminución del consumo energético en estas instalaciones se considera que puede realizarse mediante dos aspectos:

– Por la disminución de consumos de agua como consecuencia de un mejor conocimiento de las necesidades de la instalación y los procesos.

– Por la correcta adecuación del sistema de recirculación de agua, y por la reestructuración, rediseño o modernización del sistema de bombeo.

Analicemos entonces, ¿cuál es la problemática que se suele dar en este tipo de instalaciones?

Lo más habitual en una instalación hidráulica o de cualquier otro fluido es tener el sistema de bombeo trabajando en un punto de operación inadecuado, trabajando de manera ineficiente. En general se utilizan válvulas para regular el caudal o, en el mejor de los casos, variadores de frecuencia. Desde EFINÉTIKA trabajamos en una solución más eficiente.

 Img1.bombas

¿Qué es lo primero que necesitamos conocer de una instalación?

Nuestro punto de partida será el de conocer el punto de operación actual de la bomba analizada y de la instalación hidráulica, así como el método que se utiliza actualmente para regular el caudal. Mediante el uso de un manómetro/barómetro, situado antes y después de la bomba, y un caudalímetro podríamos obtener la curva de la misma.

¿Qué métodos se emplean para regular una instalación de manera habitual?

  1. El método más habitual de regulación de caudal se realiza mediante la manipulación de válvulas en la instalación. Este método conlleva una grave penalización, ya que cuando cerramos una válvula estamos provocando una acentuada pérdida de presión, que se traduce en pérdidas energéticas.

Img2.valvulas

  1. Para mejorar la eficiencia respecto al punto anterior, normalmente se procede a la colocación de variadores de frecuencia en el sistema de bombeo. Un variador de frecuencia es un dispositivo electrónico que modifica la velocidad del motor asíncrono que mueve los álabes de la bomba con la finalidad de adecuar la velocidad a la necesidad mayor o menor de caudal. Cabe la posibilidad de variar la frecuencia manualmente para ajustar el punto de operación deseado, o bien, implementando un autómata que, mediante realimentación en lazo cerrado, varíe la velocidad en función de los requerimientos. La primera posibilidad es eficaz en instalaciones con un caudal fijo, la segunda sería la más óptima en instalaciones con caudal variable.

Img3.variador

La utilización de variadores de frecuencia es un método muy eficiente ya que no regulamos a base de pérdidas, sino a partir de la potencia entregada al motor de la bomba. No obstante, seguimos trabajando en un rango de rendimientos similares al punto de operación inicial. Dicho punto de operación habitualmente se encuentra desplazado respecto al de rendimiento óptimo.

Esta desviación puede tener diversos motivos, como el desgaste de la bomba, la modificación de la instalación, la adición de nuevas puntos de consumo, etc…

¿Existen otras formas de regular?

Sí, existen. Son menos utilizadas pero también se pueden llevar a cabo, tienen una serie de ventajas así como inconvenientes. Se recomiendan para casos muy concretos.

  1. En algunas instalaciones se utilizan prerrotadores para redireccionar el flujo aportándole cierta angulación en la entrada para una mejor adaptación con los álabes del rodete. Siempre será mucho más eficiente un variador de frecuencia (aunque más caro). Los prerrotadores son una solución más eficiente que las válvulas y con respecto a un variador podríamos decir que es una solución low cost.
  1. En bombas axiales una buena forma de aumentar o reducir el caudal al que trabaja una bomba es la modificación de los álabes con los que cuenta el rodete de una bomba. Desde nuestro punto de vista ésta no es una solución óptima, pero, en algunos casos particulares, puede ser viable si se necesitan grandes requerimientos de caudal (o pequeños), pero normalmente será mejor instalar un variador de frecuencia.

         Img4.prerrotador.axial

 ¿Hay alguna manera de mejorar estos métodos de regulación?

Desde Efinétika proponemos soluciones que atacan el problema de raíz, consiguiendo el mayor rendimiento posible para cada situación.

  • En el caso número 1, regulación por válvulas, recomendamos en primer lugar colocar un variador de frecuencia que sustituya la válvula, de esta manera evitaremos las grandes pérdidas que provoca una válvula. Ahora, si queremos adecuar el funcionamiento de la bomba al punto de operación de mayor rendimiento, debemos estudiar la curva de la instalación y clasificarla.

En una instalación, cuanto más fuerte es la relación entre presión/altura y el caudal, se dice que la instalación tiene un mayor grado de resistividad.

Si la curva de la instalación es fuertemente resistiva estudiaremos la modificación de la curva de la bomba para desplazarla a la izquierda hacia el punto de operación más eficiente, si, al contrario, es poco resistiva, estudiaremos modificarla de cara a un desplazamiento hacia la derecha, de nuevo el punto de mayor rendimiento de la bomba.

Esta solución se puede llevar a cabo con la colocación de una bomba auxiliar, ya sea en serie o en paralelo (según el caso), con la bomba principal. La bomba auxiliar será aproximadamente entre 3 y 6 veces más pequeña que la bomba principal.

El ahorro energético con una bomba auxiliar puede oscilar, según el estado de la instalación y del sistema de bombeo, desde apenas nada hasta un 20-25% en casos extremos donde este muy alejado del funcionamiento óptimo. Este ahorro se sumará (en gran parte) al conseguido por un variador de frecuencia (20-50%) dependiendo del estado de la instalación.

  • En el segundo caso solo habría que implementar la bomba auxiliar como se ha indicado en el punto anterior. Con lo que podríamos lograr un ahorro energético de hasta un 20-25 %.

Img5.bomb.serie.par

En conclusión, si disponemos de una instalación, ya sea de fluidos como de gases, y queremos ahorrar tanto en agua como en energía eléctrica, que a fin de cuentas repercute en nuestro bolsillo, debemos estudiar el acoplamiento de un variador de frecuencia. Si, además, la instalación lleva varios años en funcionamiento y/o se han realizado modificaciones en ella, una buena forma de optimizarla es añadir una bomba auxiliar para llevarla al punto de operación maximizando el ahorro energético y además reducir el esfuerzo que realice nuestra bomba principal, aumentando así su tiempo de vida enormemente.

Anuncios

Un pensamiento en “Optimización de sistemas de bombeo, ¿de qué opciones dispones?

  1. Muy interesante su artículo. Mi experiencia señala que en análisis de consumo de energía es vital comenzar por cuestionarse acerca de la adecuada selección de una bomba o de un sistema de bombeo.
    Veo que Uds. no mencionan nada acerca de los tanques precargados que sustituyen aquellas pequeñas bombas que se usan para ayudar a la bomba principal manteniendo presurizada la red o atendiendo bajos consumos.
    Quedo a sus órdenes para seguir en el debate.
    HENRY VELASQUEZ
    Gerente de Exportaciones
    IGNACIO GOMEZ IHM SAS
    hvelasquez@igihm.net
    http://www.igihm.com

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s