Cómo proteger una bomba sumergible de pozo profundo de funcionar en seco

Una bomba sumergible para pozos profundos debe permanecer adecuadamente sumergida y suministrada con suficiente agua durante su funcionamiento.

Si el pozo no puede reponer agua tan rápido como la bomba la extrae, el nivel dinámico del agua puede seguir cayendo. Una vez que el agua llega a la entrada de la bomba, la unidad puede comenzar a aspirar aire, produciendo un flujo inestable o funcionando sin suficiente agua.

Esta condición se denomina comúnmente funcionamiento en seco.

El funcionamiento en seco puede dañar la bomba, el motor, los cojinetes y otros componentes. También puede producir vibraciones severas, sobrecalentamiento, pérdida de presión de descarga y disparos repetidos del panel de control.

Una protección confiable requiere más que instalar un solo sensor. El sistema debe combinar:

• Rendimiento de pozo confirmado

• Capacidad correcta de la bomba

• Profundidad de instalación adecuada

• Sumersión adecuada

• Nivel de agua o protección eléctrica.

• Lógica de apagado seguro

• Reinicio automático controlado

• Puesta en marcha y pruebas periódicas.

La protección contra funcionamiento en seco es un sistema de respaldo. No hace que una bomba de gran tamaño sea adecuada para un pozo de bajo rendimiento.

¿Qué es el funcionamiento en seco de una bomba de pozo?

El funcionamiento en seco ocurre cuando una bomba funciona sin que pase suficiente agua a través de su sección hidráulica y alrededor del motor.

Esta condición no siempre significa que todo el pozo esté vacío.

Una bomba de pozo puede experimentar condiciones de funcionamiento en seco cuando:

• El nivel dinámico del agua cae por debajo de la entrada de la bomba.

• El agua cubre y expone la entrada de forma intermitente.

• La bomba produce más agua de la que el pozo puede suministrar.

• Un sensor de nivel está colocado incorrectamente.

• Una rejilla de entrada se bloquea.

• Entra aire o gas a la bomba.

• Una válvula está cerrada o una tubería está obstruida.

• La bomba pierde caudal debido a daños mecánicos.

• Una bomba de tanque crea un vórtice y aspira aire.

• Un pozo requiere más tiempo de recuperación entre ciclos de operación.

La pérdida parcial de inmersión puede ser perjudicial incluso antes de que la bomba se seque por completo.

La entrada puede alternar entre agua y aire, provocando presión inestable, vibración y cambios rápidos en la carga del motor.

Por qué el funcionamiento en seco daña una bomba sumergible

El agua realiza varias funciones mientras la bomba está en funcionamiento.

Es el medio bombeado, pero también puede contribuir a:

• Refrigeración del motor

• Lubricación de rodamientos

• Estabilidad hidráulica

• Eliminación de calor de los componentes internos de la bomba.

• Condiciones de empuje estables

• Refrigeración de sellos mecánicos en diseños aplicables.

Cuando se pierde el flujo de agua, estas funciones se reducen o desaparecen.

Las posibles consecuencias incluyen:

Sobrecalentamiento del motor

Un motor sumergible normalmente transfiere calor al agua en movimiento circundante.

Si el nivel del agua baja demasiado, el motor puede perder su entorno de enfriamiento. Incluso cuando el motor permanece parcialmente sumergido, un movimiento insuficiente a lo largo de su superficie puede provocar un aumento de temperatura.

Daños en cojinetes y bujes

Muchos cojinetes y casquillos de bombas de pozo dependen del agua para su lubricación y refrigeración.

El funcionamiento con aire, agua insuficiente o una mezcla de aire y agua puede aumentar la fricción y el desgaste.

Daño al sello mecánico

Algunos diseños de bombas sumergibles utilizan sellos mecánicos que dependen del líquido circundante para enfriarse.

El funcionamiento en seco puede sobrecalentarse y dañar las caras de sellado.

Empuje hidráulico inestable

Una bomba de pozo multietapa está diseñada para funcionar con agua que se mueve a través de sus impulsores y difusores.

La pérdida de flujo puede cambiar la distribución de presión interna y las condiciones de empuje. Los ciclos repetidos de funcionamiento en seco pueden acortar la vida útil de los cojinetes de empuje y los componentes hidráulicos.

Vibración excesiva

El aire que ingresa a la entrada puede crear fuerzas hidráulicas inestables.

La bomba puede producir flujo fluctuante, ruido y vibración, lo que podría dañar:

• Cojinetes de bomba

• Cojinetes de motor

• Acoplamientos

• Conexiones principales ascendentes

• Soportes para cables eléctricos

• válvulas de retención

Pérdida de presión de entrega

Cuando la bomba comienza a aspirar aire, el flujo de descarga y la presión pueden caer.

El sistema de control puede responder arrancando repetidamente la bomba o aumentando la velocidad del VFD, empeorando la condición a menos que se incluya una lógica de funcionamiento en seco.

Causas comunes de funcionamiento en seco

La capacidad de la bomba supera el rendimiento del pozo

Una bomba puede ser capaz de suministrar más agua de la que el pozo puede producir de forma sostenible.

Por ejemplo, una bomba puede suministrar inicialmente el flujo requerido mientras extrae agua almacenada dentro de la carcasa. Si el flujo de entrada al acuífero no puede mantener ese ritmo, el nivel del agua seguirá cayendo.

La bomba puede entonces alcanzar el nivel de protección contra funcionamiento en seco aunque su rendimiento hidráulico sea normal.

Esto es principalmente un problema de rendimiento del pozo y de selección de bombas.

Selección basada únicamente en el nivel de agua estático

El nivel estático del agua se mide mientras el pozo está en reposo.

Después de que arranca la bomba, el nivel del agua normalmente cae a un nivel dinámico o de bombeo. La diferencia es la reducción del pozo.

Instalar la bomba únicamente de acuerdo con el nivel estático del agua puede dejar una inmersión insuficiente durante el funcionamiento.

Utilice el nivel de agua dinámico estabilizado a la velocidad de bombeo requerida al revisar la profundidad de la instalación y el riesgo de funcionamiento en seco.

Cambios estacionales del agua subterránea

Un nivel de agua medido durante una estación húmeda puede no representar el nivel más bajo esperado durante un clima seco.

Las condiciones del agua subterránea también pueden cambiar debido a:

• Sequía

• Demanda de riego

• Bombeo cercano

• Cambios en la recarga

• Nuevos pozos en el mismo acuífero

• Disminución a largo plazo del agua subterránea

La protección contra funcionamiento en seco debe tener en cuenta el nivel operativo más bajo creíble, no sólo el nivel observado en la fecha de instalación.

Filtro de pozo bloqueado o entrada de bomba

Los sedimentos, los depósitos minerales, el crecimiento biológico o los desechos pueden restringir el movimiento del agua a través de la rejilla del pozo o la entrada de la bomba.

El pozo puede contener agua, pero es posible que la bomba no reciba suficiente flujo.

Una restricción también puede cambiar la corriente del motor y la presión de descarga, provocando síntomas similares a los de una caída del nivel del agua.

Profundidad de instalación de la bomba incorrecta

Una bomba instalada a poca profundidad puede quedar expuesta cuando cae el nivel dinámico del agua.

Instalarlo a mayor profundidad puede aumentar la inmersión disponible, pero una profundidad excesiva crea otros riesgos, que incluyen:

• Distancia reducida desde el fondo del pozo.

• Mayor exposición a arena y sedimentos.

• Mayor coste de la tubería principal y del cable

• Mayor carga suspendida

• Mayor presión en las secciones de tubería más bajas

• Recuperación más difícil

• Posible instalación debajo de la pantalla productiva.

• Refrigeración inadecuada del motor cuando el flujo se produce desde arriba

La profundidad de instalación debe equilibrar la cobertura de agua, la geometría del pozo, la posición de la pantalla, el enfriamiento y el espacio libre del fondo.

Vortex del tanque

Una bomba instalada en un tanque, depósito o cuerpo de agua abierto puede aspirar aire a través de un vórtice superficial incluso cuando la entrada permanece por debajo del nivel normal del agua.

La formación de vórtices depende de factores como:

• Sumersión por encima de la toma

• Flujo de la bomba

• Geometría del tanque

• Distancia de las paredes y el suelo

• Orientación de admisión

• Dirección de entrada de agua

• Bombas cercanas

• Turbulencia

Es posible que un sensor de nivel por sí solo no detecte esta condición porque el tanque todavía contiene agua.

Aire o gas en el pozo

Algunos pozos contienen gas disuelto o libre.

El gas que ingresa a la bomba puede reducir el rendimiento hidráulico y provocar fluctuaciones en la corriente, la presión y el flujo. Los síntomas pueden parecerse a un funcionamiento parcial en seco.

Se debe evaluar la fuente de agua si continúa apareciendo aire o gas incluso cuando el nivel de agua medido permanece por encima de la bomba.

Comience con una prueba de bombeo

La protección contra el funcionamiento en seco debe comenzar con datos confiables del pozo.

Una prueba de bombeo puede establecer:

• Nivel de agua estático

• Nivel de agua dinámico a un flujo establecido

• Reducción

• Recuperación después del apagado

• Si el nivel del agua se estabiliza

• Capacidad aproximada del pozo bajo las condiciones de prueba.

• Cambios en la calidad del agua o contenido de arena durante el bombeo.

El nivel dinámico del agua siempre debe registrarse junto con la tasa de bombeo y el tiempo transcurrido.

Una afirmación como "el nivel del agua es de 50 metros" está incompleta a menos que identifique si la medición es estática o dinámica y cuánta agua se estaba bombeando.

Si el nivel del agua continúa cayendo durante la prueba, el flujo operativo propuesto puede no ser sostenible.

Los controles de funcionamiento en seco pueden detener la bomba, pero no pueden aumentar el suministro de agua del pozo.

Haga coincidir el flujo de la bomba con el rendimiento sostenible del pozo

El flujo de trabajo seleccionado debe permanecer dentro de la capacidad operativa verificada del pozo.

Evite seleccionar una bomba sólo porque puede entregar un flujo máximo más alto. Una bomba de gran tamaño puede:

• Bajar el nivel dinámico del agua rápidamente.

• Provocar frecuentes viajes en seco

• Aumentar el movimiento de arena.

• Crear ciclismo inestable

• Operar fuera de su rango eficiente

• Requerir limitación

• Aumentar el arranque y el estrés eléctrico.

Si la demanda es temporalmente mayor que el flujo sostenible del pozo, un tanque de almacenamiento puede proporcionar una mejor disposición del sistema.

La bomba del pozo puede llenar el tanque a un ritmo controlado, mientras que una bomba de refuerzo independiente suministra la demanda variable o máxima.

Establezca la profundidad de ajuste correcta de la bomba

La bomba debe permanecer por debajo del nivel de agua dinámico más bajo esperado en la inmersión mínima especificada para el modelo seleccionado.

La profundidad requerida se debe comparar con:

• Nivel de agua dinámico estabilizado

• Disminución estacional

• Reducción durante la demanda máxima

• Interferencia de pozo cercano

• Posición de entrada de la bomba

• Longitud completa de bomba y motor.

• Posición de la pantalla de pozo o de perforación

• Dirección de entrada de agua

• Requisitos de refrigeración del motor

• Distancia desde el fondo del pozo

• Condiciones de arena y sedimentos.

No confunda la profundidad de ajuste de la bomba con el cabezal de la bomba.

Instalar la bomba a mayor profundidad no aumenta directamente la elevación vertical desde el nivel del agua de bombeo hasta el punto de descarga. Principalmente cambia la posición de la bomba dentro del pozo y la inmersión disponible.

Las instrucciones de instalación de SLAPK QJ a las que se hace referencia establecen que el impulsor de la primera etapa debe estar al menos 2 metros por debajo del nivel dinámico del agua y que el fondo del motor debe permanecer al menos 3 metros por encima del fondo del pozo. También proporcionan un límite específico del modelo para la inmersión por debajo del nivel de agua estática.

Estos valores son instrucciones del producto para la configuración QJ a la que se hace referencia, no límites universales para cada bomba de pozo. Confirme los requisitos exactos para la bomba y el motor solicitados.

Método 1: electrodos de nivel de agua

Los electrodos de nivel conductores se utilizan comúnmente en pozos de agua.

Un arreglo típico puede incluir:

• Un electrodo de parada de bajo nivel.

• Un electrodo de reinicio más alto

• Un electrodo de referencia común cuando sea necesario

• Un relé de nivel en el panel de control.

Cuando el agua cae hasta el nivel de parada, el sistema de control abre el circuito del motor y detiene la bomba.

La bomba no debe reiniciarse tan pronto como el agua vuelva a tocar el mismo electrodo. Un nivel de reinicio separado o un retraso de tiempo proporciona histéresis y permite que el pozo se recupere.

La idoneidad del electrodo depende de la conductividad del agua. El agua, las incrustaciones o los depósitos de muy baja conductividad pueden reducir la confiabilidad.

El proveedor deberá confirmar:

• Material del electrodo

• Tipo de cable

• Tensión de control

• Rango de conductividad del agua

• Longitud máxima del cable

• Profundidad de instalación

• Espaciado entre electrodos

• Resistencia a la corrosión y a los depósitos.

Método 2: interruptores de flotador

Los interruptores de flotador se utilizan ampliamente en tanques, sumideros y depósitos.

Pueden proporcionar una señal directa de bajo nivel, pero a menudo no son prácticos en pozos estrechos porque requieren espacio para moverse libremente.

Un flotador puede quedar obstruido por:

• El principal en ascenso

• Cable de alimentación

• Abrazaderas para cables

• bien carcasa

• Otros sensores

• Turbulencia

• Sedimento

Utilice un flotador sólo cuando la instalación proporcione un espacio adecuado y el dispositivo esté aprobado para el líquido y la profundidad.

Método 3: sensores de nivel de presión

Un transductor de presión sumergible puede medir la columna de agua sobre el sensor.

Puede proporcionar información de nivel continua en lugar de una simple señal húmeda o seca.

Las ventajas pueden incluir:

• Niveles de parada y reinicio ajustables

• Monitoreo continuo de tendencias

• Telemetría remota

• Registros estacionales del nivel del agua

• Funciones de alarma

• Datos de prueba de bombeo

Sin embargo, el nivel indicado puede verse afectado por:

• Elevación del sensor

• Densidad del agua

• Compensación de presión atmosférica

• Estado de la ventilación del cable

• Temperatura

• Deriva de calibración

• Ruido electrico

• Dato de referencia incorrecto

El transductor debe instalarse a una altura conocida y protegerse de daños mecánicos directos.

Método 4: protección contra subcarga o baja corriente

Un motor sumergible normalmente consume menos energía cuando la bomba pierde carga hidráulica.

Un relé electrónico de protección del motor puede detectar el funcionamiento en seco monitoreando:

• Actual

• potencia activa

• factor de potencia

• Carga del motor

• Una combinación calculada de valores eléctricos.

Este método puede ser útil porque no requiere un cable de nivel de agua de fondo de pozo separado.

Sin embargo, una corriente baja no demuestra únicamente el funcionamiento en seco.

Pueden resultar lecturas similares de:

• Ingesta cerrada o restringida

• Eje de bomba roto

• Impulsores desgastados

• Gas entrando a la bomba

• Voltaje incorrecto

• Frecuencia VFD incorrecta

• Fallos del motor o del cable

• Funcionamiento de la bomba en un punto inusual de su curva.

Por lo tanto, el umbral de protección debe ponerse en funcionamiento utilizando datos medidos de la bomba real en condiciones de funcionamiento normales.

No copie una configuración actual de un motor o bomba diferente.

Método 5: Monitoreo de flujo

Un interruptor de flujo o un medidor de flujo puede detectar la pérdida de suministro de agua.

Esto es útil cuando el funcionamiento en seco produce una clara reducción en el flujo de descarga.

La lógica debe permitir un breve período entre el arranque del motor y el flujo estable que llega al sensor. Sin un retraso de arranque adecuado, el sistema puede dispararse cada vez que arranca la bomba.

El monitoreo del flujo también puede detectar problemas que un sensor de nivel de agua puede pasar por alto, incluyendo:

• Ingesta bloqueada

• válvula cerrada

• Tubería ascendente rota

• Desgaste de la bomba

• Rotación inversa

• Entrada de aire o gas

• Falla mecanica

Es posible que una señal de flujo por sí sola no distinga entre estas causas, pero proporciona una valiosa confirmación de que la bomba está produciendo agua.

Método 6: monitoreo de presión

Un interruptor de presión de descarga o un transmisor de presión pueden identificar una pérdida anormal de presión.

El monitoreo de presión es particularmente útil en sistemas que se espera que mantengan una presión de descarga definida.

Las posibles limitaciones incluyen:

• La presión puede quedar atrapada temporalmente por una válvula de retención.

• Una válvula cerrada puede crear alta presión incluso cuando no hay flujo.

• Una tubería ascendente dañada puede cambiar la presión de manera impredecible.

• La presión cambia con el nivel del tanque y la demanda del sistema.

• La presión inicial requiere tiempo para estabilizarse.

La protección de la presión debe coordinarse con las señales de flujo, corriente y nivel de agua cuando sea práctico.

Utilice más de una señal de protección para sistemas críticos

Ningún método de detección de funcionamiento en seco es perfecto.

Para una importante instalación municipal, industrial, de riego o de agua contra incendios, la protección en capas puede incluir:

• Parada por bajo nivel de agua

• Protección contra subcarga del motor

• Alarma de flujo mínimo

• Alarma de baja presión de descarga

• Protección de temperatura del motor

• Máxima protección en tiempo de ejecución

• Notificación remota de fallas

Múltiples señales ayudan a distinguir la caída del nivel del pozo de fallas eléctricas, hidráulicas y mecánicas.

La lógica de control debe identificar qué condición causó el apagado para que los operadores no reinicien repetidamente un sistema dañado.

Establecer un nivel de apagado seguro

El sensor de bajo nivel debería detener la bomba antes de que el agua llegue a la entrada.

Su elevación debe tener en cuenta:

• Sumersión requerida

• Precisión del sensor

• Fluctuaciones del nivel del agua

• Turbulencia durante el bombeo.

• Posición de entrada de la bomba

• Retraso entre la detección de la condición y la parada del motor.

• Requisitos de refrigeración del motor

• Tasa de reducción de pozos

Colocar el sensor inmediatamente al lado de la entrada casi no proporciona margen de seguridad.

La separación requerida debe determinarse a partir del diseño de la bomba y las condiciones del pozo y no a partir de una distancia universal.

Proporcionar histéresis de reinicio

Si la bomba se detiene cuando el nivel de agua es bajo y se reinicia tan pronto como el agua sube unos pocos milímetros, puede entrar en un ciclo rápido de encendido y apagado.

El arranque repetido puede sobrecalentar el motor y el arrancador e impedir que el pozo se recupere adecuadamente.

Una disposición de control estable normalmente utiliza:

• Niveles de parada y reinicio separados

• Un tiempo de recuperación definido

• Tanto la diferencia de nivel como el tiempo de recuperación.

El nivel de reinicio debe ser lo suficientemente alto como para proporcionar un volumen útil de agua recuperada por encima de la bomba.

Establecer un retraso de recuperación

Después de un viaje en seco, el pozo necesita tiempo para recuperarse.

El retraso requerido depende de:

• Bueno rendimiento

• Diámetro de la carcasa

• Reducción

• Tasa de recuperación del acuífero

• Flujo de la bomba

• Condiciones estacionales

• Nivel de reinicio requerido

No elija una breve demora sólo para restablecer el servicio rápidamente.

Si la bomba se detiene repetidamente después de unos minutos y se reinicia después de un breve retraso, puede funcionar continuamente en un ciclo dañino.

Registre las mediciones de recuperación durante la prueba de bombeo y utilícelas para establecer un retraso realista.

Limitar los intentos de reinicio automático

El reinicio automático ilimitado puede ocultar un problema grave y someter la bomba a tensiones repetidas.

Una secuencia de control más segura puede:

1. Detenga la bomba cuando se detecte la condición de funcionamiento en seco.

2. Registre o muestre la causa.

3. Espere un período de recuperación definido.

4. Confirme que se cumplan el nivel de reinicio u otras condiciones.

5. Intente reiniciar.

6. Verifique que la corriente, el flujo y la presión vuelvan a la normalidad.

7. Bloquee el sistema después de un número definido de intentos fallidos.

Los ajustes finales dependen de la aplicación y de las consecuencias de una interrupción del suministro de agua.

Una alarma remota puede ser apropiada para sistemas desatendidos.

Coordinar la protección con un VFD

Un variador de frecuencia puede controlar la velocidad de la bomba, pero no evita automáticamente el funcionamiento en seco.

Algunos VFD ofrecen funciones basadas en:

• Baja carga del motor

• potencia minima

• Desviación de presión

• Estimación de flujo

• Modo de suspensión

• Secuencia de llenado de tuberías

• Detección de bomba seca

Estas funciones deben configurarse para la bomba real y el rango de funcionamiento.

A velocidad reducida, es posible que la corriente y la potencia normales del motor ya sean bajas. Un umbral configurado incorrectamente puede provocar viajes molestos o no detectar la pérdida de agua.

La revisión debe incluir:

• Velocidad mínima permitida de la bomba

• Flujo continuo mínimo

• Refrigeración del motor a baja velocidad.

• Carga normal en todo el rango de velocidad.

• Lógica del punto de ajuste de presión

• Retardo de detección de funcionamiento en seco

• Secuencia de reinicio

• Intentos de reinicio máximos

No aumente continuamente la velocidad del VFD para mantener la presión cuando el nivel del agua del pozo esté bajando. Esto puede acelerar la reducción.

Proteja los sensores y cables de señal

Los sensores de fondo de pozo operan en el mismo entorno exigente que el cable de la bomba.

El cable del sensor puede estar expuesto a:

• Inmersión continua

• Presión hidrostática

• Abrasión

• Presión de la abrazadera del cable

• química del agua

• Interferencia eléctrica

• Estrés de instalación y recuperación.

Utilice cable resistente al agua y juntas submarinas aprobadas.

Mantenga el cableado del sensor separado del cableado de alimentación del motor cuando sea necesario para reducir la interferencia eléctrica. Siga las instrucciones de conexión a tierra y blindaje del fabricante del control y del sensor.

Los cables de los sensores deben fijarse sin aplastarlos y no deben soportar el peso suspendido de la bomba.

Puesta en marcha del Sistema de Protección

Un dispositivo de protección contra funcionamiento en seco no está completo hasta que se ha probado en condiciones controladas.

La puesta en servicio debe verificar:

• Elevaciones correctas del sensor

• Indicación de nivel precisa

• Señal de parada adecuada

• tiempo de parada del motor

• Reiniciar nivel

• Retraso de recuperación

• Intentos de reinicio máximos

• Configuración de subcarga

• Umbrales de flujo y presión

• Salida de alarma

• Notificación remota

• Descripción correcta de la falla

• Función de reinicio manual

Registre los valores de funcionamiento normales, incluidos:

• Nivel de agua estático

• Nivel de agua dinámico

• Flujo de la bomba

• Presión de descarga

• Voltaje

• Corriente del motor en cada fase.

• Potencia del motor donde esté disponible

• Tiempo de bombeo antes de la estabilización.

• Recuperación del nivel del agua después del apagado

Estos valores de referencia facilitan mucho la resolución de problemas futuros.

Pruebe la protección periódicamente

Los sensores y relés pueden fallar o desviarse con el tiempo.

La inspección periódica debe incluir:

• Operación del sensor de nivel

• Condición del electrodo

• Movimiento flotante

• Calibración del transductor de presión

• Operación del medidor de flujo o interruptor de flujo

• Ajuste del relé de baja carga

• Transmisión de alarma

• Terminales del panel de control

• Aislamiento del cable del sensor

• Reiniciar el tiempo

• Revisión del historial de eventos

Si un sistema nunca se activa, eso no prueba que la protección esté funcionando. Pruébelo de acuerdo con el procedimiento del fabricante del equipo sin dañar ni hacer funcionar la bomba en seco deliberadamente.

Señales de advertencia de suministro inadecuado de agua

Los operadores deben investigar condiciones tales como:

• Presión de descarga fluctuante

• Flujo que cae durante un ciclo de bombeo

• Aire en la descarga

• Reducción repentina de la corriente

• Viajes repetidos de bajo nivel.

• Aumento del tiempo de recuperación

• Vibración o ruido de la bomba

• El contenido de arena aumenta después del arranque.

• La presión no alcanza el punto de ajuste

• La velocidad del VFD aumenta mientras el flujo disminuye

• Reinicios automáticos frecuentes

No reinicie repetidamente la protección sin identificar la causa.

Errores comunes de protección contra funcionamiento en seco

Confiar únicamente en el nivel estático del agua

El nivel estático no muestra la reducción creada por la bomba en funcionamiento.

Instalación de una bomba de gran tamaño

Un relé de protección no puede hacer que una tasa de bombeo insostenible sea adecuada para el pozo.

Colocar el sensor de nivel bajo demasiado cerca de la entrada

Es posible que la bomba ya extraiga aire antes de que el sistema de control la detenga.

Reiniciar inmediatamente

Es posible que el pozo no recupere suficiente agua para soportar otro ciclo operativo.

Permitir reinicios automáticos ilimitados

Los ciclos repetidos de funcionamiento en seco pueden dañar el motor, el arrancador y la bomba.

Uso de la corriente del motor como único indicador

La corriente baja puede deberse a varias fallas hidráulicas o mecánicas.

Copiar un umbral de corriente universal

La carga normal varía según el motor, el modelo de bomba, la altura, el flujo, el voltaje y la velocidad.

Ignorar los cambios estacionales en el nivel del agua

Una configuración que funcione durante la estación húmeda puede resultar inadecuada durante la sequía.

Instalación de la bomba en el fondo del pozo

Esto aumenta la exposición a los sedimentos y puede obstruir el movimiento del agua de refrigeración.

Suponiendo que una manga de flujo evita el funcionamiento en seco

Un manguito de flujo mejora el recorrido del agua de refrigeración. No mantiene el nivel del pozo ni reemplaza un control de funcionamiento en seco.

No probar la protección

El cableado incorrecto, la ubicación del sensor o la configuración del relé pueden pasar desapercibidos hasta que baje el nivel del pozo.

Ejemplo de flujo de trabajo de protección

Supongamos que una bomba de pozo debe alimentar un tanque de almacenamiento de riego.

Una prueba de bombeo muestra que el nivel del pozo se estabiliza en el flujo requerido durante condiciones normales, pero se espera una disminución estacional.

El diseñador debería:

1. Confirme el nivel de agua dinámico más bajo esperado.

2. Verifique el flujo de la bomba seleccionado con respecto al rendimiento sostenible del pozo.

3. Seleccione una profundidad de instalación que mantenga la inmersión requerida.

4. Mantenga el motor de forma segura por encima del fondo del pozo y de la zona de sedimentos.

5. Instale un sensor de parada de bajo nivel con un margen adecuado sobre la entrada.

6. Instale un sensor de reinicio independiente o defina un retraso de recuperación verificado.

7. Configure la protección contra subcarga a partir de los datos normales medidos del motor.

8. Confirme el flujo de descarga después de cada inicio.

9. Limite el número de intentos de reinicio automático.

10. Envíe una alarma si la bomba no puede restablecer el flujo normal.

11. Registre el nivel de agua, la corriente, el flujo y la presión durante la puesta en servicio.

12. Revise la configuración durante la estación seca.

Esta disposición utiliza el sensor de nivel como protección primaria y las señales de flujo y carga del motor como confirmación.

Información necesaria para una revisión de la protección contra funcionamiento en seco

Proporcione la siguiente información al proveedor de bombas y controles:

• Modelo completo de bomba y motor.

• Caudal y altura requeridos

• Profundidad del pozo

• Profundidad de instalación de la bomba

• Nivel de agua estático

• Nivel de agua dinámico

• Caudal y duración de la prueba de bombeo

• Bien datos de recuperación

• Diámetro interno mínimo de la carcasa

• Intervalos blindados o perforados

• Posición de entrada de agua

• Distancia del motor al fondo del pozo

• Temperatura del agua

• Contenido de arena

• Tensión del motor, frecuencia y corriente nominal.

• Método de inicio

• Modelo VFD, si corresponde

• Sensores de nivel existentes

• Longitud del cable del sensor

• Detalles del caudalímetro o sensor de presión

• Tiempo de reinicio requerido

• Intentos de reinicio automático permitidos

• Requisitos de monitoreo remoto

• Normas aplicables para sistemas eléctricos y de agua.

Preguntas frecuentes

¿Puede funcionar en seco una bomba sumergible de pozo?

La mayoría de las bombas de pozo convencionales no están diseñadas para funcionar en seco. La pérdida de agua puede reducir el enfriamiento y la lubricación y causar daños graves al sistema hidráulico o al motor.

¿Es suficiente un relé de baja carga para la protección contra funcionamiento en seco?

Puede proporcionar una protección útil, pero los cambios de corriente o energía pueden tener varias causas. Los sistemas críticos se benefician de la combinación de monitoreo eléctrico con una señal de nivel de agua, flujo o presión.

¿Dónde se debe instalar el sensor de bajo nivel?

Se debe detener la bomba antes de que el agua alcance el nivel mínimo de inmersión permitido. La elevación exacta depende de la entrada de la bomba, los requisitos del fabricante, la fluctuación del nivel del agua y el retraso en el apagado.

¿Cuánto tiempo debe esperar la bomba antes de reiniciar?

El retraso debe basarse en el comportamiento medido de recuperación del pozo. No existe un tiempo de reinicio único adecuado para cada pozo.

¿Puede un VFD evitar el funcionamiento en seco?

Sólo si las funciones de protección adecuadas están correctamente configuradas y verificadas. Un VFD no puede suministrar agua cuando el rendimiento del pozo es insuficiente.

¿Instalar la bomba a mayor profundidad solucionará el funcionamiento en seco?

Puede proporcionar una inmersión adicional, pero no aumenta el rendimiento del pozo. Una profundidad excesiva puede aumentar los riesgos de sedimentos, presión, enfriamiento e instalación.

¿Un manguito de flujo evita que la bomba funcione en seco?

No. Un manguito de flujo dirige el agua a lo largo del motor para enfriarlo. No puede evitar que el nivel dinámico del agua caiga por debajo de la bomba.

¿Por qué la bomba se para y vuelve a arrancar repetidamente?

Las posibles causas incluyen un rendimiento insuficiente del pozo, un breve retraso en la recuperación, sensores colocados demasiado juntos, configuraciones de subcarga incorrectas o una falla hidráulica o eléctrica.

¿El sistema debería reiniciarse automáticamente después de un viaje en seco?

El reinicio automático puede ser apropiado si el pozo se recupera normalmente, pero debe utilizar un retraso verificado, confirmación de agua adecuada y un límite de intentos fallidos de reinicio.

Conclusión

La protección confiable contra el funcionamiento en seco comienza con el diseño correcto de la bomba y del pozo.

El sistema debería:

• Confirmar el rendimiento del pozo mediante datos de bombeo.

• Seleccione un flujo de bomba que el pozo pueda soportar.

• Utilice el nivel de agua dinámico para planificar la profundidad de instalación.

• Mantenga la inmersión requerida por el fabricante.

• Mantenga el motor por encima del fondo del pozo y de la zona de sedimentos.

• Detenga la bomba antes de que la entrada extraiga aire.

• Proporcionar un tiempo adecuado de recuperación del pozo.

• Limite los reinicios automáticos repetidos.

• Monitoree el nivel, la carga del motor, el flujo o la presión según corresponda.

• Pruebe y documente la configuración de protección.

No dependa de una configuración genérica del relé ni asuma que estar bajo el agua garantiza un funcionamiento seguro.

La protección final debe diseñarse para la bomba, el motor, la respuesta del pozo, el panel de control y el programa de operación exactos.

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Nuestros ingenieros pueden recomendar una bomba de pozo QJ o SP adecuada y proporcionar los datos del motor, la instalación y el control necesarios para una revisión de la protección contra funcionamiento en seco.

Póngase en contacto con SLAPK para obtener una bomba de pozo y recomendaciones de protección.