En una instalación de piscina, la potencia de succión no depende únicamente de la potencia nominal de la bomba. El caudal real está condicionado por la relación entre la bomba, el filtro, las tuberías, las pérdidas de carga, la posición del equipo y el estado de los distintos elementos del circuito.
Un conjunto mal dimensionado puede producir una velocidad de filtración excesiva, una presión elevada en el manómetro, oscilaciones de la aguja, cavitación o un funcionamiento ineficiente, aunque la bomba parezca tener potencia suficiente.
Datos de la instalación analizada
La piscina tiene unas dimensiones de 8 m x 4 m x 1,60 m y está equipada con una bomba Victoria Plus de 1 CV, con un caudal indicado de 16.000 l/h a 10 m.c.a.
| Elemento | Características |
|---|---|
| Piscina | 8 m x 4 m x 1,60 m |
| Bomba | Victoria Plus de 1 CV |
| Caudal indicado | 16.000 l/h a 10 m.c.a. |
| Filtro | Aster de 600 |
| Superficie de filtrado | 0,30 m2 |
| Caudal indicado del filtro | 15.000 litros hora |
| Velocidad máxima de filtración | 50 m3/hm2 |
| Carga de arena | 125 kg |
| Skimmers | 2 |
| Boquillas de impulsión | 4 |
| Sumidero | 1 |
| Toma barredera | 1 |
| Tuberías | 50 mm en toda la instalación |
El local técnico se encuentra pegado a la pared de los skimmers, a menos de 1 metro de la pared de la piscina, y la bomba está a la misma altura que el fondo de la piscina.
La relación entre la bomba y el filtro
El problema principal es que la bomba puede proporcionar un caudal demasiado elevado para la superficie filtrante disponible. Ese “maridaje” bomba-filtro da una velocidad mínima de 56.6 m3/h/m2, a todas luces excesivo.
La velocidad de filtración se obtiene relacionando el caudal que atraviesa el filtro con la superficie de filtrado. Cuando el caudal de la bomba es elevado y la superficie del filtro es reducida, el agua atraviesa la arena a demasiada velocidad.
Una velocidad excesiva puede provocar una grandiosa pérdida de carga en el filtro y reducir la calidad de la filtración. Por tanto, aumentar la potencia de succión no siempre es la solución adecuada: primero hay que comprobar si el filtro puede admitir correctamente el caudal que genera la bomba.
Qué significa una presión de 1 bar con la arena limpia
El manómetro del filtro indica una presión de 1 kg con la arena limpia y la aguja oscila ligeramente de forma continua, es decir, a tirones.
Aun con esa super-velocidad de filtración, la presión de 1 bar a filtro limpio parece alta.
Puede que tengas la arena apelmazada, o una obstrucción en las crepinas del filtro, o en la tuberia de impulsión, o en los impulsores. O tambien que el manómetro este averiado.
No obstante, cuando el sistema es tan nuevo como se indica, es poco probable que la causa principal sean obstrucciones en la arena o en las tuberías. Casi con seguridad ese es el motivo principal, los 56.6 m3/h/m2 que te ha calulado PisciDoc provocan una grandiosa pérdida de carga en el filtro, y si el sistema es tan nuevo como dices, es poco probable las razones de obtrucciones en arena o o tuberias.
Comprobaciones antes de modificar la instalación
Antes de intentar aumentar o reducir la succión, conviene comprobar todos los puntos que pueden elevar la presión o hacer oscilar la aguja.
- Comprueba que la arena no esté apelmazada.
- Revisa las crepinas del filtro.
- Comprueba que no exista una obstrucción en la tubería de impulsión.
- Revisa los impulsores y las cuatro tomas de impulsión.
- Verifica que el manómetro funcione correctamente.
- Comprueba que el prefiltro de la bomba esté limpio.
- Revisa que no haya entradas de aire en la aspiración.
- Observa si aparecen burbujas en el prefiltro o en los impulsores.
Las cuatro tomas de impulsores son de 5 metros cúbicos la hora, pero este dato no elimina el problema de una posible velocidad excesiva en el filtro ni compensa necesariamente las limitaciones de una tubería de 50 mm.
La importancia del diámetro de las tuberías
La instalación utiliza tubería de 50 mm en toda la instalación. Este diámetro puede ser insuficiente para trabajar correctamente con una bomba de 1 CV y un caudal de 16 m3/h, especialmente en la aspiración.
La velocidad de fluido recomendada en aspiración es de 1,5 m/s, aunque otros más estrictos hablan de 1 m/s. Con la tubería de DN 50 mm y 16 m3/h, estás funcionando a 2,7 m/s.
Una velocidad elevada en la aspiración incrementa las pérdidas de carga y dificulta que la bomba reciba el caudal de agua en condiciones adecuadas. También puede favorecer la aparición de burbujas y cavitación si se estrangula demasiado la aspiración.
Cierto que la conexión del prefiltro es de 50 mm, pero para eso están los reductores.
Para esa bomba, lo mínimo sería una tubería de 63 mm y aun se quedaría pequeña.
Por eso, si toda la instalación está construida con tubería de 50 mm, no basta con cambiar únicamente el diámetro de la conexión inmediata de la bomba. La sección disponible en el conjunto de aspiración continúa limitando el funcionamiento.
¿Se puede poner una llave a la salida de la bomba?
No se recomienda poner una llave de paso a la salida de la bomba como primera solución, porque al cerrarla parcialmente aumenta mucho la presión en la descarga de la motobomba.
Sin embargo, puede intentarse colocar una válvula de bola entre la bomba y el filtro y cerrarla poco a poco para comprobar si se consigue disminuir la presión a la entrada del filtro al menos un par de m.c.a.
Esta solución no se recomienda en general porque aumenta mucho la presión en la descarga de la motobomba y no se conoce esa presión al no tener un manómetro en dicha descarga.
Si se intenta, es necesario colocar un manómetro antes de la válvula. Puede conectarse, por ejemplo, en un collarín situado en la tubería de 25 mm del by-pass para el dosificador.
La presión en la descarga de la bomba no debería subir más de 1,3 bar. En ese momento, el caudal bombeado habría bajado a 12 m3/hr, con una cierta mejora en la velocidad de filtración.
La válvula debe cerrarse muy gradualmente, vigilando simultáneamente la presión y el funcionamiento de la bomba. No debe cerrarse de forma brusca ni mantenerse en una posición que provoque una presión excesiva.
Por qué no conviene estrangular demasiado la aspiración
Una intentona fácil para minimizar el problema es estrangular el flujo en la aspiración, pero su margen es muy limitado.
Si estrangulas mucho la aspiración de la bomba va a empezar a cavitar, lo notarás por burbujas en el prefiltro y en los impulsores.
La presencia de burbujas, ruido anormal, interrupciones del flujo o variaciones importantes en la presión indica que la bomba no está recibiendo agua de forma adecuada. En ese caso, hay que abrir nuevamente la válvula y evitar seguir reduciendo la aspiración.
La estrangulación de la aspiración no aumenta realmente la capacidad del filtro. Únicamente limita el caudal que puede llegar a la bomba, y si se realiza en exceso puede dañar el equipo.
El by-pass del dosificador de cloro
La instalación tiene un by-pass a la salida de la bomba antes del filtro, con un tubo de 25 o 3/4" para un dosificador Dossi-3 de cloro en pastillas. El otro extremo, después del dosificador, se une en la tubería de impulsión después del filtro, tal y como indica el fabricante AstralPool en el manual de montaje.
Como ese tubo no pasa por el filtro, se instaló un filtro de malla de los que se ponen para el riego por goteo en el tubo que va al dosificador.
Al abrir completamente el by-pass, la presión se mantiene estable en 0,9 kg.
Como imaginaba, ahora el caudal total de la bomba es prácticamente el mismo. Solo que ahora una parte importante de agua se devuelve a la piscina sin filtrar, con energía de bombeo y fricción tontamente dilapidada.
El by-pass no reduce de forma eficiente el caudal total que genera la bomba. Lo divide entre el circuito que atraviesa el filtro y el circuito que lo evita.
Con el filtro limpio, una parte del agua retorna a la piscina sin haber pasado por la arena. Según se vaya ensuciando el filtro, como la derivación no se ensucia, cada vez mayor parte del caudal se derivará por el by-pass, consumiendo más kilovatios y dinero.
A 1,2 bar, como ejemplo, es posible que se esté yendo más agua por la derivación que por el filtro.
El by-pass puede estabilizar temporalmente la aguja del manómetro, pero no corrige el dimensionamiento de la bomba y el filtro ni mejora necesariamente la filtración.
Por tanto, abrir el by-pass completamente puede reducir la presión observada en el filtro, pero a cambio de enviar parte del agua directamente a la piscina sin filtrar y desperdiciar energía de bombeo.
Cómo valorar si el caudal es adecuado para el filtro
La referencia principal debe ser la superficie de filtrado del filtro y no únicamente la potencia de la bomba.
En este caso, el filtro Aster de 600 tiene una superficie de filtrado indicada de 0,30 m2 y un caudal indicado de 15.000 litros hora. La bomba Victoria Plus de 1 CV está indicada para 16.000 l/h a 10 m.c.a.
| Dato | Valor |
|---|---|
| Superficie de filtrado | 0,30 m2 |
| Caudal indicado del filtro | 15.000 litros hora |
| Caudal indicado de la bomba | 16.000 l/h a 10 m.c.a. |
| Velocidad calculada | 56.6 m3/h/m2 |
| Caudal aproximado con presión de descarga de 1,3 bar | 12 m3/hr |
La diferencia entre el caudal nominal de la bomba y el caudal indicado del filtro ya muestra que el conjunto trabaja con un margen reducido. Además, el caudal real depende de la curva de la bomba y de la presión total del sistema, no solo del valor indicado en la etiqueta.
La ausencia de pérdidas importantes en la instalación no es necesariamente una ventaja cuando el filtro es pequeño para la bomba. Una bomba potente con tuberías cortas y pocas pérdidas puede enviar al filtro un caudal todavía mayor.
Qué soluciones son más razonables
Limitar cuidadosamente el caudal
La solución provisional más controlable consiste en limitar cuidadosamente el caudal mediante una válvula situada entre la bomba y el filtro, instalando un manómetro antes de la válvula y vigilando que la presión de descarga no supere 1,3 bar.
El objetivo no es cerrar la descarga sin control, sino reducir el caudal hasta obtener una velocidad de filtración más adecuada sin someter la bomba a una presión excesiva.
Evitar utilizar el by-pass como solución permanente
El by-pass abierto puede mantener una presión inferior en el filtro, pero parte del agua retorna sin filtrar y el consumo energético aumenta. Según se ensucie el filtro, el reparto del caudal puede ser todavía menos favorable.
Mejorar el diámetro de aspiración
La solución hidráulica más adecuada sería disponer de una aspiración con mayor diámetro. Para esa bomba, lo mínimo sería de 63 mm y aun se quedaría pequeña.
La tubería de 50 mm en toda la instalación limita la aspiración y obliga a trabajar con una velocidad de fluido elevada. Los reductores permiten adaptar conexiones, pero no eliminan la limitación de una tubería de menor diámetro instalada en el recorrido.
Adaptar la bomba al filtro
Antes de adquirir el equipo de filtración, se había pensado utilizar la misma bomba pero de 3/4 de CV, ya que la instalación apenas tiene pérdidas.
El personal de la tienda aconsejó la bomba de 1 CV diciendo que con la de 3/4 no sería suficiente, pero para elegir correctamente deberían haberse tenido en cuenta las características de la piscina, el filtro, las tuberías y el resto de la instalación.
Cuando la bomba ya no se puede cambiar, la alternativa es ajustar el caudal con cuidado o valorar la sustitución por un filtro de mayor superficie. Sin embargo, la solución de un filtro más grande tampoco elimina la limitación de la tubería de 50 mm en la aspiración.
Qué debe observarse durante las pruebas
- Comprueba que el filtro, la arena, las crepinas, las tuberías y los impulsores estén libres de obstrucciones.
- Verifica el funcionamiento del manómetro.
- Arranca la instalación con las válvulas en una posición segura.
- Observa si aparecen burbujas en el prefiltro o en los impulsores.
- Si aparecen burbujas, abre la aspiración y no continúes estrangulándola.
- Si instalas una válvula entre la bomba y el filtro, ciérrala poco a poco.
- Controla la presión en la descarga de la bomba mediante un manómetro situado antes de la válvula.
- No permitas que la presión de descarga supere 1,3 bar.
- Comprueba si el caudal se aproxima a 12 m3/hr cuando la presión alcanza ese valor.
- Compara la presión del filtro con arena limpia y vuelve a comprobarla después de que el filtro haya trabajado durante un tiempo.
La presión estable de 0,9 kg con el by-pass abierto no demuestra por sí sola que la filtración sea correcta, porque una parte importante del agua puede estar evitando el filtro.
Del mismo modo, una aguja estable no garantiza que el circuito sea más eficiente: puede significar únicamente que el agua está circulando parcialmente por la derivación.
Relación entre presión, caudal y filtración
Cuando se reduce el caudal que atraviesa el filtro, puede disminuir la velocidad de filtración y la pérdida de carga interna. Sin embargo, el método utilizado para reducirlo debe controlarse para no aumentar excesivamente la presión en la descarga de la bomba ni provocar cavitación en la aspiración.
Estrangular la aspiración y estrangular la descarga no tienen las mismas consecuencias. En la aspiración, una reducción excesiva puede dejar a la bomba sin suficiente agua y provocar cavitación. En la descarga, la reducción puede disminuir el caudal, pero eleva la presión antes de la válvula.
Por esa razón, si se utiliza una válvula entre la bomba y el filtro, es imprescindible controlar la presión de descarga. Si se actúa sobre la aspiración, el margen es muy limitado y deben vigilarse especialmente las burbujas del prefiltro y de los impulsores.
El objetivo correcto es lograr un caudal compatible con la superficie filtrante, una presión de trabajo segura para la bomba y una circulación en la que la mayor parte del agua pase realmente por el filtro.
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Configuración recomendada para esta instalación
Con la configuración descrita, no conviene aumentar más la potencia de succión sin revisar previamente el equilibrio hidráulico del sistema.
- La bomba de 1 CV proporciona un caudal elevado para un filtro con 0,30 m2 de superficie.
- La velocidad calculada de 56.6 m3/h/m2 es excesiva.
- La presión de 1 bar con el filtro limpio debe verificarse, aunque la velocidad elevada sea el motivo principal más probable.
- La tubería de 50 mm produce una velocidad de 2,7 m/s con 16 m3/h.
- Para esa bomba, el diámetro mínimo recomendado en aspiración sería de 63 mm y aun se quedaría pequeño.
- El by-pass abierto reduce la presión aparente del filtro, pero devuelve parte del agua sin filtrar.
- La válvula entre la bomba y el filtro puede probarse con mucha precaución y con un manómetro antes de ella.
- La presión de descarga de la bomba debe mantenerse por debajo de 1,3 bar.
- Con una presión de descarga de 1,3 bar, el caudal bombeado habría bajado aproximadamente a 12 m3/hr.
La solución debe buscar un equilibrio entre el caudal de la bomba, la capacidad real del filtro, el diámetro de las tuberías y la presión de trabajo, evitando utilizar el by-pass como una forma permanente de ocultar una incompatibilidad entre bomba y filtro.
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