TRAMOS DE COLUMNA EN PEAD PARA BOMBAS VERTICALES SUMERGIDAS
Los tramos en Polietileno de Alta Densidad (PEAD) PE100 están especialmente diseñados para las bombas verticales sumergidas, y son capaces de soportar no sólo la presión hidrostática interna y la alta carga ocasionada por el peso de la bomba, sino también la presión y peso de la columna de agua. La unión de los tramos de columna en PEAD mediante conexiones bridadas con refuerzo de acero inoxidable AISI 304 asegura una perfecta unión y ausencia de fugas.
Figura 1. Tramo de columna en PEAD PE100 para bomba vertical sumergida
En este documento no sólo veremos las características y ventajas derivadas de la utilización de estos tramos, sino que además realizaremos una comparativa con otros tipos de tramos fabricados con materiales diferentes también utilizados en sondeos verticales para la elevación del agua desde la bomba hasta la superficie. Concretamente, se analizarán los tramos fabricados en acero y uPVC. Finalmente nos detendremos brevemente en otros sistemas utilizadas como son las mangueras flexibles y mangueras reforzadas.
CARACTERÍSTICAS DE LOS TRAMOS DE COLUMNA EN PEAD
- Fabricación con tuberías de PEAD PE100 16 AT (SDR11), con refuerzos de acero inoxidable AISI 304 en las conexiones bridadas. Incorporan además juntas tóricas para la unión entre los tramos ofreciendo la mejor fijación y una estanqueidad perfecta. Gama disponible desde 2” hasta 8”.
- La alta resistencia química del PEAD le hace muy indicado para pozos con aguas ácidas, alcalinas o gran contenido en sales minerales.
- La baja densidad del polietileno con respecto a otros materiales facilita en gran medida el transporte y manipulación de los tramos, permitiendo una instalación y montaje cómodos.
- El bajo coeficiente de fricción del polietileno hace que su superficie sea muy lisa, provocando que las pérdidas de carga a causa de la fricción sean casi despreciables con respecto a otros materiales.
- Su gran resistencia a la abrasión le permite resistir a la erosión, incluso en aguas con gran contenido en arenas.
- El bajo módulo de elasticidad confiere a los tramos una alta resistencia a impactos bruscos o elevadas tensiones instantáneas (golpes de ariete).
- Gran variedad de accesorios en polietileno y acero inoxidable para una instalación completa.
Figura 2. Detalle de las uniones bridadas con junta tórica de los tramos de PEAD.
Seguidamente se reseñan otros sistemas de tramos o mangueras para la instalación de bombas verticales sumergidas en pozos para riego agrícola. Veremos las ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos para poder defender comercial y técnicamente los tramos fabricados en PEAD. De hecho, este sistema de SALEPLAS, S.L. está reemplazando muchas instalaciones con otros materiales y se está convirtiendo en un estándar debido principalmente a su gran resistencia a la corrosión, bajas pérdidas de carga en conducción y resistencia ante impactos bruscos (golpes de ariete), además de la amplia gama de accesorios disponibles.
TUBERÍAS METÁLICAS EN ACERO AL CARBONO-HIERRO O ACERO INOXIDABLE
Estas tuberías son muy propensas a la corrosión y al óxido, siendo necesarios mantenimientos periódicos e incluso sustitución de los tramos más afectados. También son tuberías pesadas que hacen obligatorio el uso de maquinaria para su manipulación. La parte interna de estos tramos es rugosa, lo que favorece el depósito de precipitados y el crecimiento microbiano superficial, elevando las pérdidas de carga por fricción. Sin embargo, estos tramos permiten alcanzar profundidades de hasta 300 m ya que se necesitan espesores inferiores a los materiales plásticos, llegando a presiones nominales elevadas.
Los tramos metálicos se han venido utilizando hasta hace algunos años como principal sistema para los sondeos verticales. La gama disponible abarca desde diámetros de 1 ¼” hasta 10” en acero al carbono. También existe la posibilidad de galvanizado o recubrimiento con pintura especial. Con la aparición de tramos fabricados con plásticos técnicos se están viendo reemplazados dada su baja resistencia a la corrosión.
Figura 3. Tramos metálicos de acero al carbono.
Los tramos metálicos también están disponibles en acero inoxidable, en un intento por aumentar su resistencia a la corrosión; pero con el tiempo son atacados y aparecen problemas de oxidación y corrosión, empezando generalmente en los puntos de soldadura. Estos tramos en acero inoxidable no están disponibles en tantos diámetros como los de acero al carbono. La gama cubre desde tramos de 2” hasta 6” como máximo.
Figura 4. Ejemplo de tramos metálicos afectados por fenómenos de corrosión y oxidación.
TRAMOS EN uPVC CON CONEXIONES ROSCADAS
Los tubos para tramos fabricados en uPVC constan de unión roscada que debe soportar el caudal y la presión de la electrobomba, que es máxima en el primer tubo conectado a la bomba. Cada tramo cuenta con un sistema de junta tórica sobre alojamiento mecanizado que garantiza la total estanqueidad. La cara interna de estos tramos no es rugosa, como en el PEAD, por lo que la fricción del agua es similar a la que tenemos en los tramos de PEAD. Igualmente estos tramos no sufren corrosión ni reacción en aguas saladas o alcalinas, lo que nos proporciona una larga durabilidad.
Figura 5. Tramos de uPVC con conexiones roscadas.
Los espesores para estos tramos de uPVC pueden variar, permitiendo llegar hasta profundidades de entre 250-300 m en el caso de sondeos profundos. La gama existente es desde 1” hasta 5” (algo limitada) y se suministran únicamente en tramos de 3,00 m para facilitar un montaje rápido que no necesita de maquinaria pesada. Estos tramos por su versatilidad, ligereza, precio y rápido montaje se están instalando en regiones como Sudamérica y Norte de África.
A pesar de las ventajas mencionadas anteriormente, estos tramos tienen algunas limitaciones. Al ser el uPVC un material rígido, debemos tener precauciones durante la instalación para que no se golpee con rocas o piedras sueltas que se encuentren en las paredes del pozo. Por ello, es muy recomendable que los pozos estén encamisados porque los golpes podrían dañar estos tramos. Esto no ocurre con los tramos en PEAD, porque es un termoplástico con un elevado grado de flexibilidad y capaz de absorber impactos bruscos, como arañazos, impactos con piedras y amortiguar en cierta medida los golpes de ariete. Tampoco tienen hendiduras para el posicionamiento del cable de acero de sujeción y los cables eléctricos, por lo que hay que tener especial atención en la colocación de los mismos con ayuda de cintillos y/o collarines de atado.
En estos tramos de uPVC es un factor clave limitar los efectos de golpes de ariete debido a la rigidez inherente a este material. Por ello se hace obligatorio, no sólo la instalación de una válvula antiretorno a continuación de la impulsión de la electrobomba, sino que además cada 100 m de profundidad es recomendable poner otra válvula antiretorno adicional. También hay que instalar un guardamotor, con lo que se encarece la instalación. El guardamotor es un dispositivo que asegura que la tubería y el motor estén siempre juntos y no se desacoplen por efecto de la torsión (tensiones axiales) generada en los arranques de la bomba.
Figura 6. Guardamotor para tramos de uPVC con conexiones roscadas.
MANGUERAS-TUBERÍAS FLEXIBLES
Estas tuberías son completamente flexibles, por lo que se estirarían con el peso de la bomba. Su uso no es recomendable para sondeos verticales. La aplicación más común de las tuberías flexibles es para captación de agua en zonas someras (balsas de riego, lagos, ríos) o en pozos de escasa profundidad. Las presiones nominales apenas alcanzan los 4 ó 6 bar según modelos y se suministran en rollos de 10, 25 y 50 m generalmente. Son necesarios accesorios de unión (abrazaderas, coletes, etc.) para las conexiones finales, que son fijados por presión (unión mecánica). Estas uniones tienden a debilitarse por sobre-esfuerzos al poco tiempo. Cuando estas mangueras flexibles se estiran pierden sus propiedades, siendo necesario cortarlas periódicamente para no enterrar el motor (gastos adicionales de desmontaje). Sin embargo, al ser muy flexibles y ligeras, se adaptan a pequeñas instalaciones de bombeo que no requieran de grandes inversiones. Tienen elevada demanda para proyectos en países en vías de desarrollo (huertos familiares, parcelas de poca superfice, etc.).
Figura 7. Mangueras flexibles.
MANGUERAS REFORZADAS PARA BOMBAS VERTICALES
Estas mangueras permiten una fácil y rápida instalación-extracción al ser suministradas en una única bobina de la longitud requerida. Llevan un refuerzo de fibras textiles. Dependiendo del modelo pueden alcanzar profundidades elevadas, de hasta 250 m e incluso más. El principal inconveniente es el elevado coste de estas mangueras reforzadas; principalmente de los accesorios racorados que llevan conectados en los extremos. Se tratan de mangueras que cubren diámetros desde 1 ¼” hasta 12”. Son suministradas bajo demanda con la longitud requerida.
Figura 8. Mangueras reforzadas de uso profesional.
