¿Se desbordó el tanque o se quemó la bomba de agua?

El abastecimiento de agua es uno de los automatismos más comunes en edificios e instalaciones humanas, y al mismo tiempo uno de los servicios más críticos para su funcionamiento. Debido a sus características, el mando y control de depósitos de agua requiere consideraciones especiales en materia de seguridad eléctrica y protección.

Al tratarse de sistemas que combinan electricidad y manejo de agua, resulta fundamental implementar criterios adicionales de seguridad, minimizando riesgos eléctricos y aumentando la confiabilidad general de la instalación.

Control del Agua

En muchas instalaciones de bombeo, el sensor flotante o controlador de nivel se conecta directamente al motor eléctrico de la bomba.

Estos sensores utilizan un microinterruptor (MicroSwitch) que, al operar el motor con tensiones de 220V, incrementa el riesgo de sobrecargas al microinterruptor.

Las sobrecargas pueden generar arcos eléctricos ("chispazos"), que pueden dañar rápidamente los contactos del microinterruptor y dejarlo inutilizable. Los contactos "chispeados" pueden aislar el cierre de los contactos y no accionar la bomba de agua o lo contrario; pueden quedar "pegados" y nunca apagar la bomba desbordando el tanque de agua.

Para evitar este riesgo, se aplica una baja tensión que opera al circuito de mando (MBTS Muy Baja Tensión de Seguridad) que por normas es de 24VCA.

Y aplicar esta tensión de seguridad a los sensores en contacto con el agua, que a su vez manejarán a un contactor para conectar y desconectar al motor eléctrico de la bomba, en función del nivel de agua en el tanque superior, el tanque cisterna, y la demanda de agua de la instalación.

Este esquema de conexión opera los sensores con baja corriente, prolongando su vida útil y garantizando condiciones seguras.

El circuito de mando en baja tensión, junto con contactores y protecciones adecuadas al motor, separa el circuito de potencia del sistema de control, mejorando tanto la seguridad operacional como la vida útil de los dispositivos asociados.

Adicionalmente, se puede incorporar un segundo sensor de nivel en el tanque superior, para actuar como protección ante el desborde en caso que falle el sensor principal. Este respaldo corta la alimentación del motor si se detecta que el nivel de agua supera el límite seguro, añadiendo una capa extra de seguridad para evitar daños o desperdicio de agua.

Reduce el consumo de energía, prolonga la vida útil de la bomba y brinda seguridad eléctrica al usuario.

Protección del Motor Eléctrico de la bomba

La elección entre una bomba monofásica y una trifásica depende de las características de la instalación. Para aplicaciones domésticas o pequeñas industrias, una bomba monofásica es suficiente. Sin embargo, para sistemas más grandes que requieren más caudal, altura, y capacidad de bombeo, la bomba trifásica es más eficiente.

En cualquier caso, es indispensable proteger los motores contra sobrecargas. No importa cuántas bombas maneje el sistema; cada motor necesita su propio sistema de supervisión y protección.

En algunas instalaciones, al arrancar el motor trifásico de la bomba de agua "se baja" la luz. O sea; el pico de consumo de arranque del motor es tan alto que afecta al resto de la instalación eléctrica.

Para motores de hasta 5HP, el arranque directo es una opción viable. Pero cuando se trata de motores más potentes, es necesario controlar el pico de consumo durante el arranque. El arranque estrella-triángulo es una solución común y económica, aunque el arrancador suave y el variador de frecuencia son opciones avanzadas que ofrecen mayor protección y eficiencia.

En definitiva, proteger el motor contra problemas como sobrecargas, bajo voltaje, sobretensiones y falta de fase, a través de múltiples capas de protección, es esencial para garantizar la seguridad y durabilidad del sistema.

Aumenta la vida útil del motor de la bomba y reduce costos de mantenimiento.

Protección del sistema hidráulico

El arranque repentino de una bomba de agua con motor de gran potencia causa una sobrepresión en el sistema hidráulico, este efecto se llama "golpe de ariete" y causa estrés mecánico a la cañeria o tubería, llegando a fisurar y/o reventar la tubería, uniones, y codos instalados a la salida de la bomba.

Para disminuir o mitigar este efecto el arranque suave o el variador de frecuencia son excelentes opciones, que con su rampa de arranque gradual del motor inyecta presión gradualmente al sistema hidráulico.

Cuida al motor y al sistema de tubería instalado, disminuyendo tiempo y costos de mantenimiento.

Indicadores de estado

El buen tablero de control de bomba de agua tiene indicadores de estado o señalización, para informar al usuario sobre el funcionamiento del motor, el estado de los sensores y las condiciones de alarmas, que pueden ser visuales y/o auditivas.

Solo una mirada al tablero debe alcanzar para evaluar el agua disponible y el estado de funcionamiento del sistema de abastecimiento de agua.

Brinda información y facilita la operación del sistema de abastecimiento de agua.

Cuando se necesita algo más que flotantes y contactores...

En instalaciones simples, una bomba y algunos sensores flotantes suelen ser suficientes para mantener el suministro de agua.

En cambio, cuando aparecen varios tanques, bombas de reserva, alarmas, protecciones especiales o la necesidad de supervisar la instalación desde cualquier lugar, resulta conveniente incorporar un PLC.

¿Necesita conocer el estado de las bombas y los niveles de agua sin estar físicamente frente al tablero?. El PLC lo hace posible.

Un PLC actúa como el cerebro del sistema, coordinando e informando el funcionamiento de bombas y sensores para mantener un abastecimiento de agua seguro y confiable.

Proporcionando información en tiempo real sobre niveles, estados de funcionamiento, consumos, alarmas y eventos, permitiendo disponer de datos precisos para la gestión más eficiente de la instalación.

Elementos fundamentales de un tablero de automatización

Entonces, y para que un sistema de abastecimiento de agua opere de manera segura, confiable y continua; el tablero de control debe integrar distintos elementos de mando, señalización y protección, correctamente dimensionados según las características de la instalación y del motor eléctrico utilizado.

Entre las funciones más importantes que puede incorporar un tablero de automatización para bombas de agua se encuentran:

• La señalización de estado.
• Protecciones independientes para los circuitos de potencia y control.
• Con arranque directo, estrella-triángulo, arranque suave o variador de frecuencia.
• Para una o más bombas de agua.
• Con ciclador automático.
• Manejo de contingencias en cada escenario.
• Con lógica cableada o programable (PLC).

Resumiendo...

En definitiva, un buen tablero de control protege la bomba, evita desbordes, supervisa el sistema de abastecimiento y proporciona información útil para la operación y el mantenimiento.

Una inversión relativamente pequeña puede evitar reparaciones costosas, prolongar la vida útil de los equipos y garantizar la disponibilidad permanente de agua para la instalación.