Por Gene Vogel
Especialista de Bombas & Vibraciones de EASA
Las bombas sumergibles pueden tener diferentes tipos de sensores o dispositivos de protección internos, los cuales pueden ser sensores de temperatura, transductores de vibración o sensores de humedad. Los sensores de temperatura y de vibración son idénticos a los utilizados en los motores no sumergibles, por lo que solo los sensores de humedad guardan especial relación con las bombas sumergibles. Es importante que los técnicos involucrados en la reparación de las bombas sumergibles sean conscientes de su presencia en cualquier bomba en los que se puedan encontrar y que comprendan como trabajan para asegurarse que funcionan correctamente después de terminar los trabajos de reparación.
Indicios que hay sensores de humedad
Los sensores de humedad junto con otros sensores internos o dispositivos de protección están conectados al arrancador o al controlador de la máquina con un cable que hace parte del cable de alimentación y en algunos casos a través de un cable independiente. En general, la presencia de cables de control que entran a la bomba junto con los cables de alimentación, indica la posibilidad de que puede haber sensores de humedad. Uno de los pasos iniciales importantes para desmontar una bomba sumergible consiste en retirar el alojamiento donde van sellados los cables e inspeccionar la entrada de los mismos. Debido a que la entrada del cable o cordón de alimentación se encuentra más a menudo en la parte superior del estator de la bomba y que cualquier sensor de humedad estará naturalmente debajo del estator, es necesario desconectar los cables del sensor de humedad antes de intentar extraer el estator de la bomba. Tratar de hacer esto sin desconectar los cables del sensor dará como resultado que los cables se dañen o la posibilidad de dañar el sensor de humedad.
Cavidades selladas separadas
En una bomba sumergible existen dos cavidades selladas separadas: La cavidad del estator del motor y la cavidad del sello. Las bombas sumergibles industriales tendrán dos sellos, con una cavidad de sellado entre ellos, que estará llena con algún tipo de barrera líquida, por lo general una solución de aceite o glicol. Cada una de estas dos cavidades está sujeta a una posible entrada de humedad y puede contener sensores de humedad. En una configuración común, un par de sensores de humedad de doble propósito pueden proteger las cavidades del estator y del sello.
En otras configuraciones, los sensores individuales pueden proteger una o ambas cavidades. La configuración y el propósito de los sensores deben ser obvias desde la ubicación de los sensores. Pero no serán evidentes desde los cables de control o de alimentación, donde se pueden realizar las pruebas.
El tipo más común de sensor de humedad es la sonda de conductividad. Estos sensores son simplemente un conductor de metal expuesto montado sobre un material aislante. Tenga en cuenta que algunos sensores son un simple tramo de cable delgado. Puede haber un solo sensor con un potencial eléctrico a tierra o un par de sensores con un potencial eléctrico entre ellos. En cualquiera de los casos, la presencia de humedad reducirá la resistencia en el circuito. El controlador detectará la reducción de la resistencia e indicará un fallo por humedad. La Figura 2 muestra algunos ejemplos de sensores de conductividad comunes. Las sondas de conductividad de la Figura 6 muestran un par de sensores de humedad de doble propósito. El circuito sensor está entre las dos sondas envés de estar entre un sensor y tierra. Las sondas están montadas a través de agujeros en el fondo de un pozo, en la cavidad del estator, apuntando hacia el sello de aceite en la cámara de sellado inferior.
Cuando la humedad se acumula en el pozo en la parte inferior de la cavidad del estator, el agua cierra el circuito entre los terminales superiores de cada sonda. Si el sello externo (inferior) falla y el fluido bombeado penetra en la cámara llena de aceite, la humedad se mezcla con el sello de aceite y la resistencia entre las partes de las sondas que se extienden hacia el sello de aceite disminuye. Por lo tanto, estas sondas detectan la humedad presente en la cavidad del sello o en la cavidad del estator. Observe que en la Figura 3 existe una resistencia entre los terminales de la sonda. El controlador de la bomba está configurado para reconocer dicho valor de resistencia, lo que le permite detectar si el cable del sensor está abierto. Para determinar el valor de una resistencia a partir de sus bandas de colores, consulte el manual de bolsillo de ingeniería eléctrica de EASA (Electrical Engineering Pocket Handbook).
Sensor tipo flotador
Quizás el sensor de humedad más simple, es el interruptor tipo flotador (ver Figura 4). El flotador es magnético y cuando este se eleva, cierra o abre un interruptor de láminas aislado. A diferencia de otros sensores, los del tipo flotador solo funcionan cuando la bomba está en posición vertical, pero esto no es problema, ya que el las bombas sumergibles trabajan normalmente en vertical.
La Figura 5 ilustra un sensor de humedad tipo sonda de proximidad inusual. Cuando la humedad se acumula como agua en el pozo en la parte inferior de la cavidad del estator, el sensor de proximidad detecta el cambio de densidad cerca de la punta del detector.
Evaluar y probar sensores de humedad individuales durante el proceso de reparación es una cuestión sencilla. Solucionar problemas relacionados con las señales de alarma por los fallos en una bomba instalada puede ser más difícil. En algunos casos, los fabricantes conectan varios sensores de temperatura y humedad en serie, sacando solo dos cables. Para probar ese circuito en serie,se deben conocer las resistencias de cada uno de los sensores y las resistencias de ajuste. Los controladores programados pueden reportar un fallo por alta temperatura o un fallo del sensor de humedad, dependiendo del cambio de resistencia del circuito. Pero un sensor defectuoso puede engañar al controlador ya que podría producir un disparo por fallo de temperatura o viceversa, cuando él único problema está en el sensor como tal.
Precauciones durante las reparaciones
Los técnicos deben ser conscientes de la presencia de sensores de humedad en las bombas sumergibles y estar familiarizados con el funcionamiento de cada tipo de sensor. Es necesario tener cuidado al desmontar las bombas sumergibles para garantizar que los sensores no se dañen y comprobar durante el proceso de reparación que estos funcionan adecuadamente.
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