Bombas de turbina: diseño, funcionamiento y aplicaciones

Una bomba de turbina es una bomba centrífuga usada principalmente para bombear agua de pozos profundos u otros cuerpos de agua subterráneos o artificiales a sistemas de distribución. Una bomba centrífuga consta de eje de bomba, dispositivo rotativo (impulsor) y motor. Una bomba de turbina puede tener múltiples impulsores semiabiertos o cerrados, llamados "etapas". Una placa metálica (shroud) soporta las paletas del impulsor en impulsores abiertos o semiabiertos; en los cerrados, el shroud envuelve las paletas. La bomba tiene punto de aspiración y punto de impulsión.

El motor suele colocarse sobre el nivel del agua, pero existen tipos sumergibles según la aplicación. La energía total que la bomba consume para mover agua desde el recurso (tanque de suministro) al punto de descarga se conoce como altura manométrica total (total head). La altura manométrica total de una bomba potente puede superar varios cientos de pies (más de 70 metros).

En funcionamiento, el agua entra por el centro del impulsor rotativo, conocido como "ojo" del impulsor. El eje de bomba es una varilla de acero que transmite potencia del motor al impulsor. El agua se acelera y empuja a lo largo de las paletas de un impulsor al siguiente, si los hay, y finalmente sale de la bomba. Así, la energía eléctrica se convierte en mecánica, haciendo fluir el agua bajo presión específica. Como resultado, más agua entra en la bomba desde la fuente.

Generalmente, las bombas de turbina tienen altura manométrica constante y el agua fluye uniformemente a alta presión. Las etapas pueden conectarse en serie para aumentar la capacidad de altura. Dos tipos comunes son las sumergibles y las de pozo profundo (también llamadas turbinas verticales).

Como su nombre indica, las bombas sumergibles tienen motor sumergible; la bomba se instala justo encima del motor, y ambos componentes quedan suspendidos en el agua. Usan impulsores cerrados, son fáciles de instalar y mantener. Funcionan solo con energía eléctrica y pueden bombear de pozos muy profundos y tortuosos. Además, pueden ser alcanzadas por rayos y requieren flujo constante de agua a través del motor.

Las bombas de pozo profundo o turbinas verticales se fabrican especialmente para bombear agua de pozos. Son más baratas que las sumergibles de diámetros pequeños. Tienen impulsores abiertos o semiabiertos, que deben ajustarse periódicamente para el correcto funcionamiento.

Las bombas verticales se usan principalmente en pozos donde la superficie del agua fluctúa regularmente. Pueden funcionar con motor de combustión interna o eléctrico. La instalación y reparación es más difícil y costosa que otras bombas centrífugas, pero pese a este inconveniente, proporcionan alto caudal y alta eficiencia.

Las bombas de agua de turbina se usan para riego, lucha contra incendios, hidroeléctrica y tratamiento de aguas residuales. La principal ventaja es sus bajas revoluciones por minuto (RPM) con altura manométrica alta y constante, lo que permite el bombeo continuo desde pozos profundos.