¿En qué consiste la habilitación de pozos profundos?
La habilitación de un pozo profundo es la que lo convertirá, desde un agujero en el suelo que no cumple ninguna función, a una fuente confiable de agua fresca. Es necesario instalar los siguientes componentes:
- Motor sumergible
- Bomba sumergible
- Cañería de Impulsión
- Cables de alimentación
- Tablero de control
Cada uno de estos componentes tiene distintas variaciones y tamaños. Es fundamental elegir cada uno de ellos correctamente. En primer lugar, hay que diseñar el sistema para bombear el caudal que se desea pero que al mismo tiempo el pozo pueda entregar. Si los equipos son pequeños, no tendrás el agua que deseas, pero si son muy grandes, el pozo puede secarse. Los componentes deben ser compatibles entre sí. Por ejemplo, el cable debe poder transportar la corriente que el motor necesita, y la cañería poder transportar el agua que entregará la bomba. Por último, elegir bien los componentes significa también reducir la inversión y/o el gasto en energía al largo plazo.
A continuación detallaremos cada uno de los componentes que necesita un pozos profundo para su operación.
Motor eléctrico sumergible
Se instala en las profundidades del pozo. Cumple la función de convertir la energía eléctrica en movimiento. Comúnmente se utilizan motores de corriente alterna, para potencias bajas puede ser monofásica, y para el resto debe ser trifásica. Son preferibles los motores trifásicos debido a su mayor eficiencia y asimismo menor consumo energético. Los motores monofásicos son bastante utilizados para uso domestico cuando no se cuenta con conexión trifásica. En la industria del agua suelen utilizarse motores de baja tensión pero en los casos de potencias muy altas se utilizan de mediana tensión.
Para leer acerca de motores eléctricos sumergibles en mayor detalle visite nuestra página de Equipos de Bombeo.
Tras decadas en el rubro, recomendamos principalmente los motores sumergibles Franklin Electric, Grundfos y Pedrollo.
Bomba sumergible
Va acoplada al motor justo sobre el. Utiliza la rotación entregada por el motor para impulsar el caudal hacia la superficie. El diámetro de la bomba está relacionado con el caudal que bombeará. La cantidad de etapas de la bomba, o longitud de esta, determinará la altura a la que podrá levantar el agua bombeada.
Para leer acerca de motores eléctricos sumergibles en mayor detalle visite nuestra página de Equipos de Bombeo.
Al igual que para los motores, recomendamos las marcas Franklin Electric, Grundfos y Pedrollo.
Cañería de impulsión
Es la que llevará el agua desde la bomba hacia la superficie. En el extremo inferior va acoplada a la bomba y en el superior llega hasta la superficie. Además de contener y conducir el agua bombeada, cumple la función de sostener estructuralmente la bomba y el motor dentro del pozo. La cañería de impulsión se divide en varias cañerías pequeñas, normalmente de 3 o 6 metros de longitud. Estas se unen con coplas especiales que deben ser capaces de resistir el torque generado por el motor así como también las vibraciones y fuerzas generadas por el movimiento del agua. Es común, en instalación no realizadas correctamente, que una copla se desconecte y todos los componentes bajo ella (cañerías, bomba y motor) caigan a las profundidades del pozo.
Cable eléctrico sumergible
Cumple la función de transportar la energía eléctrica desde el tablero de control en la superficie hasta el motor sumergible. Su longitud será aproximadamente la suma entre la profundidad del motor y la distancia entre el pozo y el tablero de control. Normalmente los cables son de 3 conductores, uno por cada fase, pero pueden tener un cuarto conductor para la tierra eléctrica. Pueden ser redondos o bien planos para que utilicen menos espacio dentro del pozo. Los cables deben ser correctamente dimensionados, ni muy delgados ni muy gruesos. Un cable demasiado delgado se quemará. Un cable muy grueso será muy caro. Además, entre más largo es el cable, es mayor la caída de votaje a lo largo de el y puede conllevar a ineficiencias energéticas que se traducen en altos costos de energía que pueden ser evitados.
Tablero de control
La fuente de energía puede ser de distintos tipos: alterna o continua, trifásica o monofásica, de baja tensión o mediana tensión, etc. Por el otro lado, el motor también puede requerir distintos tipos de energía o distintas estratégias de operación. El tablero de control cumple la función de acondicionar la enegía de la fuente para que sea compatible con el motor. También permite operar el motor según distintas posibles estrategias. Por ejemplo, se puede operar el motor para entregar caudal o presión constante.
A continuación se muestran los tipos de control más comunes para bombeo:
- Partida directa
- Partida estrella-triángulo
- Variador de frecuencia
- Partidor suave
Tablero con partida directa
Este tipo de control se puede visualizar como un interruptor de encendido ó apagado. Cuando el sistema está apagado, el voltaje en el motor es nulo. Al encenderlo, el voltaje sube a su valor máximo instantáneamente. Este salto en voltaje, produce a su vez un salto exagerado en la corriente hacia el motor, lo cual paulatinamete daña al equipo y acorta su vida útil. Este control es el más económico y simple de utilizar y se recomienda solamente para equipos de bombeo pequeños (hasta de 5 HP).
Tablero con partida estrella-triángulo
Este tipo de control está diseñado para suavizar la partida eléctrica y así proteger al motor de los picos de corriente. Desde el estado de apagado, se pasa al estado de estrella, que permite entregar un voltaje intermedio de 220 Vac a cada bobina del motor. Luego de unos segundos, se cambia a la configuración triángulo donde el voltaje sube a su máximo de 380 V.
A pesar de que es una partida bastante más suave que la directa, sigue siendo agresiva para los equipos de bombeo.
Partidor suave
El partidor suave, como lo dice su nombre, cumple la función de suavizar la partida del motor. Esto lo consigue aumentanto gradualmente el voltaje desde 0 hasta su máximo de 380 volts. La inversión económica de este equipo es bastante mayor que la de los dos métodos anteriores, pero creemos que se fácilmente se paga con el aumento en la vida útil del motor y la bomba sumergibles.
Variador de frecuencia
En los pozos donde se requiere al equipo de bombeo operar a distintas capacidades, recomendamos el uso de variadores de fercuencias. Estos permiten entregar al motor frecuencias variables y así hacerlo girar a distintas velocidades. Es el método más eficiente para disminuir el caudal a extraer de un pozo. Adicionalmente cumple la función de suavizar las partidas y asimismo alargar la vida útil de los equipos.
La gran desventaja de los partidores suaves es su elevado precio. Por lo tanto, nosotros lo recomendamos solamente en los casos donde se requiera un caudal variable. En estos casos, la elevada inversión puede recuperarse con el ahorro en energía eléctrica.
En caso de que el cable entre el variador y el motor sea de más de 50 metros de largo, se requerirá el uso de filtros reactores, bien del tipo dV/dt o sinusoidales. Sin ellos, los armónicos en el cable resonarán y serán dañinos para el motor.
¿Cómo se realiza la habilitación de pozos profundos?
En primer lugar, será necesario un grupo de profesionales capacitados para realizar el trabajo de forma efectiva y segura. La habilitación implica maniobrar piezas de grandes dimensiones y trabajar con elevados voltajes. Debido a esto, se considera un procedimiento sumamente peligroso y se requiere cumplir con estrictos protocolos de seguridad.
En segundo lugar, se necesita la maquinaria adecuada: una grúa capaz de maniobrar el peso del motor, la bomba y toda la cañería que los soportará. Una grúa pequeña no se podrá el peso de los componentes y puede conllevar a su caída y pérdida dentro del pozo. A medida que se bajan los equipos, y se acoplan las cañerías entre sí, es fundamental comprobar que las uniones aguanten un torque elevado. De no ser así las piezas se pueden desacoplar y los equipos caer al fondo del pozo.
La conexión entre los cables de poder y el motor sumergible deben quedar con una aislación impecable. Estas conexiones quedarán sumergidas en agua y si no están correctamente hechas conllevarán a un cortocircuito. En el tablero de control, por un lado se debe conectar la energía de la red. Por el otro lado los cables de poder. Todo este trabajo lo debe realizar un electricista capacitado, de lo contrario peligran tanto los equipos como las personas.
