Tecnología De Flujo Constante: Automatización De Bomba Útil Para La Acuacultura
Published on Dec 1, 2014
 

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Tecnología De Flujo Constante:

Automatización De Bomba Útil Para La Acuacultura

Thomas M. Losordo, Ph.D.1

Zack Pickard2

 

Es difícil no sonar como prejuicioso cuando se escribe un breve artículo sobre una nueva tecnología disponible para su uso en la acuicultura, cuando la empresa para la que uno trabaja inventó esta tecnología. Sin embargo, como participante en la investigación y el desarrollo de la acuicultura en los últimos 40 años, gran parte de ella en el sector público, he estado en una buena posición para ver emerger la tecnología nueva y diferente y ser adoptada por la industria. Voy a presentar una tecnología que siento es una enorme promesa para varios segmentos de nuestra industria.

Ahorro De Energía Con La Tecnología De Velocidad Variable

Las bombas de velocidad variable han estado disponibles desde la invención y la producción en masa de transmisiones de frecuencia variable para motores eléctricos. Las bombas de velocidad variable se pueden ajustar a una velocidad pre-especificada para entregar la cantidad de agua necesaria dentro de un sistema o proceso en el momento en que se establecen. Una unidad de transmisión de frecuencia variable (VFD) generalmente se instala en la pared cerca del motor eléctrico de una bomba, controlando y manteniendo el motor a una velocidad específica, definida generalmente por revoluciones por minuto (RPM). Cuando se utiliza con una bomba, una VFD puede proporcionar un flujo eficiente en energía de una bomba a velocidades de flujo variadas. El control de la velocidad del motor de la bomba es más eficiente que la restricción del flujo de la bomba con una válvula en el lado de salida de la bomba donde una cabeza "artificial" se produce para reducir la tasa de flujo.

De hecho, la reducción de la velocidad del motor de una bomba en un 10% puede reducir la energía consumida por el motor de la bomba en un 33%. Al minimizar la velocidad de la bomba necesaria para lograr el caudal requerido, se pueden lograr ahorros significativos en un sistema de bombeo; especialmente cuando una bomba está en servicio continuo, como ocurre en muchas aplicaciones acuícolas. Sin embargo, las bombas de velocidad variable no pueden mantener el flujo constante cuando las condiciones cambian en el sistema "aguas arriba" de la bomba, tales como un filtro que se obstruye o cuando se cambia el ajuste de una válvula.

Aprovechando Más Ahorros de Energía con Tecnología de Flujo Constante™

¿Alguna vez ha Ud. querido operar un sistema a una tasa de flujo constante cuando la cabeza del sistema aguas abajo de la bomba cambia a través del tiempo? Por ejemplo, cuando un filtro de medios (filtro de gránulos, filtro de arena o filtro de cartucho) se obstruye con sólidos de desecho de una operación acuícola, la presión aumenta y el flujo se reduce. En muchos casos, el operador tendrá que cambiar constantemente la velocidad de la bomba o correr el sistema a una velocidad de flujo mayor que la necesaria durante la mayor parte del tiempo entre retro-lavados  para mantener una cierta tasa de flujo mínimo predeterminado a través del filtro. La operación del sistema de esta manera entre los ciclos de retro-lavado desperdicia energía y resulta en costos de energía significativamente mayores. Este ha sido un problema importante para la industria de las piscinas de natación durante años. Los operadores o propietarios de piscinas sobre-dimensionaban la bomba para satisfacer la demanda de flujo de un filtro de arena de piscina casi obstruido.

La Tecnología de Flujo Constante™ fue creada por e introducida en la industria de piscinas de natación residenciales por Pentair para hacer frente a este preciso problema. Conocida como la IntelliFlo® VF, la tecnología se basa en la tecnología de velocidad variable de la IntelliFlo® VS, una bomba centrífuga de 3-hp equipada con una pequeña unidad de VFD. Sin embargo, con la IntelliFlo® VF, un operador es capaz de programar la unidad para mantener un flujo constante establecido sin importar las condiciones de funcionamiento del sistema de aguas arriba.

Tecnología De Flujo Constante Aplicada A La Acuacultura

Aprovechando el éxito probado de IntelliFlo® en la industria de las piscinas, Pentair se dispuso a fabricar una bomba específica para acuicultura incorporando algunas de las mismas tecnologías fundacionales. Pentair "acuiculturizó" el conjunto de características de la bomba y la equipó con inserciones de acero inoxidable, dentro de una bomba ya toda resistente a la corrosión. La bomba Sparus™ con Tecnología de Flujo Constante™ (ver Figura 1) está diseñada para operar con velocidades de motor de 1100 hasta 3450 RPM y es capaz de programarse a cualquier flujo de 20 a 140 gpm (75 a 530 lpm) con incrementos de 1 gpm.

La unidad integrada en esta bomba tiene un conjunto de menús y funciones específicas a la acuicultura para hacer frente a las necesidades de aplicaciones únicas de nuestra industria. La bomba puede ser programada para encenderse y apagarse o correr a diferentes velocidades en diferentes tiempos durante el día. La unidad también cuenta con un puerto integrado RS-485 que permite la comunicación serial con un controlador tradicional basado en un Controlador Programable Lógico (PLC) que se encuentra comúnmente en las instalaciones acuícolas y en los sistemas de monitoreo acuícolas.

Sin embargo, el ser capaz de tener la confianza de que un sistema tendrá un flujo a una velocidad constante bajo condiciones que cambian es lo que proporciona el beneficio más útil para el acuicultor. Los filtros de medios, tales como el filtro de gránulos lavados al aire en la Figura 2, son excelentes aplicaciones para el uso de Tecnología de Flujo Constante™.

A medida que el filtro se obstruye con residuos, la bomba se acelerará para mantener una tasa de flujo constante a través del filtro. La Tecnología de Flujo Constante™ también se puede utilizar para mejorar otros procesos acuícolas. Otro ejemplo utiliza componentes que añaden oxígeno al agua de un sistema de cultivo de peces. Estos sistemas, dependiendo del tamaño y la configuración, han optimizado el flujo de oxígeno gaseoso y las tasas de flujo de agua a presiones específicas. Un ejemplo de una configuración es la Columna Presurizada (PPC) que se muestra en la Figura 3. Una bomba Sparus™ con Tecnología de Flujo Constante™ y una válvula de solenoide de control de gas pueden ser controladas por un PLC con medición de oxígeno en tiempo real para proporcionar un rendimiento cercano a óptimo del PPC; todo esto manteniendo las tasas de flujo mínimo necesarias para el proceso.

Perspectivas

Estos son sólo algunos ejemplos de la utilidad de una bomba que puede mantener un flujo constante. Tal vez la última pregunta es: ¿cuándo estará disponible esta tecnología para los usuarios con necesidades de bombas de más de 3-hp?

Nota: La publicación original de este articulo debe ser citada como “Constant Flow Technology: Useful Pump Automation For Aquaculture.” Global Aquaculture Advocate 17(5): 86-87.


Figura 1.  La bomba Sparus™ con Tecnología de Flujo Constante™  puede proporcionar un flujo constante a un sistema acuícola incluso cuando varían las presiones dentro del sistema. El controlador "backpack” muestra ya sea la velocidad del motor o la tasa del caudal de bombeo.

pump and filter

 

Figura 2.  Filtros de medios tales como este filtro de gránulos lavados al aire son aplicaciones perfectas para el uso de una bomba de flujo constante.

logic controller

 

Figura 3.  Los Oxigenadores de Columna Presurizada se pueden combinar con la Tecnología de Bomba de Flujo Constante y Controles Lógicos Programable para proporcionar una adición de oxígeno eficiente para una amplia variedad de sistemas acuícolas. 

 

 

1Científico Principal & Jefe de Ingenieros, Ingeniería de Sistemas Acuícolas

2Gerente de Productos

Pentair Aquatic Eco-Systems, Inc.

1791 Varsity Drive, Suite 140

Raleigh, North Carolina 27606 USA

tom.losordo@pentair.com


 

 

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