La eficiencia energética en equipos de bombeo comienza con la correcta selección de la bomba

La eficiencia energética en equipos de bombeo es una relación de potencia hidráulica con respecto a la potencia de frenado. Sabemos que la potencia hidráulica (Po) es la potencia suministrada al fluido por la bomba y la potencia de freno (Bhp) es la potencia necesaria para impulsar la bomba. 

¿Por qué preocuparse por la eficiencia energética en equipos de bombeo? Es una de las preguntas más recurrentes y que están latentes en los ingenieros responsables de plantas, sin embargo, no lo es para los encargados del mantenimiento, ya que ellos reconocen que la ineficiencia energética de estos equipos aumenta las paradas por servicios y los costes de energía.

Estudios recientes indican que los sistemas de bombeo representan aproximadamente el 20% de las demandas de energía eléctrica del mundo. En algunas instalaciones, la electricidad consumida por los sistemas de bombeo varía de 25% a 50% de la energía eléctrica total requerida para las operaciones de la planta.

De allí la necesidad de seleccionar equipos de bombeos apropiados, ajustarlos adecuadamente a las cargas y utilizar los sistemas de monitoreo de bombas para optimizar su funcionamiento, mejorar la confiabilidad, reducir significativamente los costes de energía e incrementar su eficiencia operativa. También es fundamental tener en cuenta el coste del ciclo de vida, bien sea para la instalación inicial, reparación o reemplazo, porque de esto dependerá una gestión exitosa. 

La eficiencia energética en equipos de bombeo puede incluir parámetros adicionales que deben considerarse durante la selección. Esto depende netamente de la aplicación y para ello es posible que se deba evaluar su eficiencia térmica y su eficiencia volumétrica, así como también considerar otros requisitos del sistema y entorno operativo.

Para maximizar la eficiencia de la bomba, es necesario se consideren dos áreas importantes:

1. Operación de la bomba, es decir mirarla en sí misma y determinar tanto su eficiencia operativa como su aplicación dentro de un sistema o proceso. 
2. Mantener la bomba y los sistemas que funcionen con la máxima eficiencia.

Ahora bien, cuando vamos a seleccionar un equipo de bombeo se deben conocer las condiciones o parámetros de operación de nuestra planta y características del sistema al cual será sometido dicho equipo. Si es de tipo rotativo o de desplazamiento positivo.

Comúnmente, se utiliza la bomba dinámica o centrífuga, en aplicaciones donde se requiere un flujo continuo, mientras que la de desplazamiento positivo para aplicaciones que requieren una cantidad específica de fluido. Por lo general, dicha elección es realizada por el ingeniero de diseño y para mejorar la eficiencia energética en equipos de bombeo se recomienda seguir tres pasos básicos.

3 pasos básicos para mejorar la eficiencia energética en equipos de bombeo

1. Obtener las curvas de rendimiento de una o varias bombas seleccionadas que cumplan con los parámetros operativos.
2. Determinar la curva del coeficiente de resistencia del sistema y graficarla. 
3. Superponer la curva del coeficiente de resistencia del sistema en las curvas de rendimiento de la bomba o las bombas seleccionadas para hallar el punto de operación del sistema el cual es el punto donde estas dos curvas se intersecan. La bomba correcta es la que tiene un punto de mejor eficiencia (BEP), el cual es el más cercano al punto de operación del sistema. 

Con esta información, deberíamos poder seleccionar la bomba más eficiente que cumpla con los parámetros operativos de nuestro proceso o sistema. Esto nos permitirá eliminar el dogma de que mientras más grande es el equipo de bombeo mejor será nuestra eficiencia. Las bombas de gran tamaño en la mayoría de las industrias que no hay una selección óptima sólo suma costes de operación y mantenimiento.

Como hemos descrito inicialmente, la eficiencia energética en equipos de bombeo viene dada por la relación entre la potencia hidráulica y la de frenado. La ecuación para determinar la eficiencia de la bomba.

El punto de mejor eficiencia de la bomba (BHP) es determinado por su fabricante, ya que ellos utilizan un banco de pruebas para obtener estos datos con respecto a las curvas de rendimiento de la bomba, por lo que la eficiencia, la potencia hidráulica y la potencia de frenado pueden obtenerse a través del fabricante.Normalmente, la bomba está diseñada para funcionar a una velocidad fija. La cabeza y la capacidad de la bomba se trazan para esta velocidad. Las curvas de rendimiento de la bomba representan, para una velocidad dada de la bomba, la relación entre la capacidad requerida y la eficiencia de la misma.

Mientras que la potencia requerida, el cabezal de succión positivo neto (NPSH) requerido (NPSH) y el cabezal total desarrollado por la bomba son parámetros necesarios para medir la eficiencia de la bomba.

También se pueden incluir aquellos adicionales como el entorno operativo durante la selección. Esto dependerá de la aplicación y es posible que deba evaluarse la eficiencia térmica y la eficiencia volumétrica.

Para mejorar la eficiencia energética de bombas centrífugas, te invitamos a revisar el siguiente check list for preventive maintenance of centrifugal pumps y suscríbete al Technology for Industry Newsletter, with the most comprehensive content on new industrial technologies, manufacturing innovations, equipment, and automation trends.