La esclusa de aire en las bombas de agua: el contaminador silencioso

La formación de burbujas de aire en los sistemas de bombeo de agua es un problema común, aunque a menudo se pasa por alto, especialmente para las empresas de aguas residuales y alcantarillado que gestionan activos remotos, sumergidos o no tripulados. Estas bolsas de aire atrapadas pueden detener silenciosamente el bombeo y el avance del caudal, interrumpiendo las operaciones en los puntos más críticos. Además de reducir la eficiencia y provocar costosas llamadas, las esclusas de aire a menudo no son detectadas por las herramientas de supervisión tradicionales, como SCADA, sensores de vibración o presostatos.

La razón por la que a menudo no se detectan los bloqueos de aire es sencilla: sus síntomas se asemejan mucho a los de otros fallos de las bombas. El caudal se interrumpe, pero la bomba sigue funcionando. Las lecturas de presión y vibración pueden parecer normales. Como resultado, la verdadera causa permanece oculta y los equipos dedican tiempo y recursos a perseguir los síntomas.

Sin embargo, con el auge de las monitoreo de la condición técnicas -especialmente análisis de la firma eléctrica (ESA), ahora pueden identificar y resolver los problemas de las esclusas a distancia, con precisión y antes de que se agraven.

¿Cuál es la causa del bloqueo de aire en las bombas de agua?

Una cámara de aire se forma cuando el aire queda atrapado dentro de una sección de la tubería o de la carcasa de la bomba, creando un bloqueo que impide que el agua se mueva libremente. Esto suele ocurrir después del mantenimiento o de reiniciar la bomba, cuando el aire entra en el sistema y no se purga completamente. Sin embargo, una de las causas más comunes sobre el terreno son las bombas mal controladas, especialmente cuando los operarios permiten que los niveles de la fosa húmeda desciendan demasiado, introduciendo aire en el sistema. Un mal diseño del sistema puede agravar aún más el problema, especialmente en tuberías verticales o secciones de bajo caudal donde el aire tiende a acumularse. Las turbulencias o los vórtices en las entradas también pueden contribuir, arrastrando aire a las tuberías y aumentando el riesgo de atrapamiento.

En aplicaciones de aguas residuales, las bombas sumergibles son especialmente vulnerables. Tras la limpieza de la fosa húmeda o la reinstalación de la bomba, a menudo quedan bolsas de aire dentro de la bomba o de las tuberías, a menos que se eliminen activamente. Estas situaciones son tan comunes que las bolsas de aire se han convertido en una de las amenazas ocultas más persistentes para el rendimiento de las bombas.

Signos de cámara de aire en las bombas de agua y cómo afectan a su funcionamiento

Los síntomas de una bomba bloqueada por aire pueden ser sutiles pero costosos. Puede notar una caída repentina del caudal o, en algunos casos, una pérdida total de salida. La bomba sigue funcionando, pero el caudal es escaso o nulo. Esta ineficacia aumenta el consumo de energía, ya que el motor trabaja más para vencer la resistencia interna. Mientras tanto, la bomba se calienta, experimenta un desgaste innecesario y, críticamente, no puede hacer avanzar el caudal, provocando el llenado de la fosa húmeda y su posible desbordamiento al medio ambiente.

Estos problemas de rendimiento no siempre son evidentes en los datos telemétricos. Los sistemas SCADA pueden mostrar un funcionamiento normal del motor. Las lecturas de vibración y presión pueden estar dentro de los rangos esperados, especialmente si la esclusa es parcial en lugar de total. Esto dificulta la detección del problema hasta que provoca un fallo o desencadena un riesgo de cumplimiento.

Los signos más fiables de una esclusa son las caídas inexplicables del caudal, el aumento del consumo de energía sin una causa obvia y las visitas repetidas al lugar para resolver lo que parece un fallo mecánico. Sin las herramientas adecuadas, las esclusas son fáciles de diagnosticar erróneamente.

Comprender la cavitación de la bomba frente a la cámara de aire

Es importante distinguir entre las esclusas y la cavitación. Aunque ambas implican gases atrapados y flujo de impacto, tienen causas y consecuencias diferentes.

La cavitación se produce cuando se forman burbujas de vapor debido a la baja presión y luego colapsan violentamente dentro de la bomba. Este colapso produce ondas de choque que dañan los componentes internos, provocando a menudo ruido, vibraciones y desgaste. La cavitación es más probable en sistemas de alta velocidad o cuando la presión de entrada desciende demasiado.

La esclusa, por el contrario, implica aire real atrapado en el sistema, impidiendo físicamente el movimiento del fluido. Suele ser más silenciosa y no siempre produce las vibraciones o daños característicos de la cavitación. Por eso, saber cómo detectar las esclusas en los sistemas de agua requiere herramientas de supervisión más matizadas que van más allá de los sistemas convencionales basados en la vibración o la presión.

Por qué las herramientas estándar de control pasan por alto las esclusas

Las configuraciones de supervisión tradicionales se basan en datos mecánicos. Los sensores de vibración, presión y caudal son excelentes para detectar rodamientos desgastados, desalineaciones y fallos en las juntas. Pero no están diseñados para detectar problemas hidráulicos sin consecuencias mecánicas.

Una bomba bloqueada puede seguir girando, generar niveles de vibración aceptables y parecer estar bien en la sala de control. De hecho, muchas empresas de servicios públicos descubren las esclusas sólo después de repetidas caídas de rendimiento o mediante inspección manual.

Esto es especialmente cierto en los emplazamientos sumergidos y no tripulados. En estos entornos, donde el acceso es limitado y los sensores adicionales poco prácticos, las esclusas pueden persistir durante días o semanas sin ser detectadas.

Control del estado de las bombas: un nuevo enfoque

La aparición de la monitorización de estado basada en el análisis de la firma eléctrica ofrece una solución muy necesaria. SAM4 de Samotics utiliza ESA para analizar continuamente las señales eléctricas de alta frecuencia procedentes del armario eléctrico del motor. Esto le permite detectar patrones que los sensores mecánicos pasan por alto.

Cuando hay una cámara de aire, el motor experimenta una caída del par y de la carga. El rendimiento disminuye a medida que la energía se consume pero no se transforma efectivamente en caudal. Las sutiles distorsiones armónicas en la corriente eléctrica también indican un comportamiento anormal de la bomba. Estos patrones son detectables incluso cuando la bomba está totalmente sumergida o situada en una estación sin tripulación.

Y lo que es más importante, SAM4 puede distinguir entre distintos tipos de averías. Los bloqueos, por ejemplo, reducen el par y crean condiciones de carga inestables. Los bloqueos, por su parte, tienden a provocar picos de par. La cavitación produce su propia firma, que a menudo implica caídas rápidas de la eficiencia y un comportamiento más errático. Ser capaz de distinguirlos en tiempo real permite a los equipos tomar las medidas adecuadas sin conjeturas.

Cómo eliminar el bloqueo de aire en los sistemas de bombeo de agua

Una vez confirmada la existencia de una esclusa, el siguiente paso es su retirada. El enfoque correcto depende de la configuración del sistema. En muchos casos, el aire puede purgarse manualmente a través de válvulas de purga. En otros, las empresas de servicios públicos pueden utilizar el retrolavado para forzar la salida del aire del sistema. Los ciclos de la bomba en secuencias específicas también pueden ayudar a purgar el aire atrapado.

En caso de bloqueos más graves o persistentes, puede ser necesario desmontar la bomba y volver a cebar el sistema. Esto requiere mucho trabajo, sobre todo en instalaciones remotas o subacuáticas, por lo que es fundamental realizar diagnósticos precisos. Con los datos en tiempo real de SAM4, los equipos pueden localizar el problema, confirmar la presencia de aire y decidir la mejor forma de actuar sin necesidad de repetir ensayos y errores.

El valor de la detección precoz

La detección precoz de los bloqueos de aire aporta claras ventajas operativas y financieras. Los equipos pueden restablecer el flujo total antes de que el problema afecte al rendimiento o provoque desbordamientos. Se reducen las llamadas de emergencia, ya que se necesitan menos visitas para diagnosticar averías recurrentes. Y como las bombas funcionan en condiciones óptimas, duran más y requieren menos mantenimiento.

Más allá del ahorro de costes, la detección precoz también contribuye al cumplimiento de la normativa. En los sistemas de aguas residuales, las reducciones de caudal causadas por las esclusas pueden provocar vertidos no tratados o rebasamientos. Estos sucesos acarrean multas, consecuencias medioambientales y riesgos para la reputación. La supervisión proactiva minimiza estas amenazas y mantiene los sistemas en funcionamiento de forma fiable.

Una estrategia más inteligente para el rendimiento de las bombas

Las empresas de servicios públicos están sometidas a una presión cada vez mayor para mejorar la eficiencia, reducir el impacto medioambiental y modernizar las infraestructuras. Incluir la detección de esclusas en su estrategia de monitorización del estado es un paso práctico hacia la consecución de estos objetivos.

SAM4 le ofrece visibilidad sobre problemas que de otro modo pasarían desapercibidos. Se integra perfectamente en la infraestructura eléctrica existente y ayuda a los operadores a pasar del mantenimiento reactivo a la gestión proactiva.

Si se pregunta si las esclusas están afectando al rendimiento de su bomba, es hora de examinarlas más de cerca.

Solicite una evaluación del rendimiento o una demostración en directo para ver cómo SAM4 detecta problemas ocultos, como las esclusas, y proporciona a su equipo la información necesaria para actuar con rapidez y confianza.