Criterios de elección para bombas centrífugas y esquemas de instalación Las bombas centrífugas, frecuentemente, se consideran como componentes simples que se pueden insertar en circuitos más complejos. En realidad, es necesario prestar mucha atención a su configuración, que debe estar siempre relacionada con las características del sistema, con las necesidades de bombeo y con las exigencias específicas del usuario. La individualización de una bomba a rodete exige un conocimiento profundo de las condiciones específicas de funcionamiento: quien construye bombas centrífugas debe saber calcular todas las informaciones útiles para la mejor proyectación hidrodinámica posible. Para garantizar el uso correcto de las bombas anticorrosión de plástico, es necesario que el usuario suministre al constructor detalles precisos sobre las aplicaciones específicas y en particular sobre los líquidos que tendrá que trasladar la bomba. Además, si es necesario garantizar que estas bombas trabajen bien y puedan ejecutar sus capacidades con eficiencia hay que prestar atención a las instalaciones de la bomba misma, para calcular los efectos de las condiciones de trabajo con líquido agresivo. Esquema de instalación para bomba vertical
Esquema de instalación para bomba horizontal con depósito de aspiración
Esquema de instalación bajo nivel para bomba horizontal
La elección de una bomba para líquidos químicamente agresivos requiere un examen atento de múltiples datos para ofrecer el producto adecuado a las exigencias del sistema de movimiento. Un cierto margen de seguridad y pérdidas eventuales de carga se deben tener en cuenta, pero sin prever inútiles sobre dimensionamientos: solo así se pueden evitar prestaciones insatisfactorias, averíos imprevistos o injustificados aumentos de costes y de gestión. Por este motivo, Savino Barbera ha predispuesto un especial data sheet (ver sección Downloads) para el análisis de todos los elementos necesarios para el correcto dimensionamiento de la bomba, donde se consideran, entre otras cosas, •
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las propiedades del líquido (nombre, composición, concentración, temperatura, peso específico) el caudal del líquido (volumen que se tiene que mover en una unidad de tiempo) las características específicas del circuito hidráulico (altura de elevación, pérdidas de carga, accesorios de la instalación)
El cálculo de tales informaciones (no las únicas, pero sí las más importantes) permitirá determinar cuál es la bomba correcta (según material y tipo), el rodete adecuado y la exacta potencia del motor (en relación con la curva característica).
Análisis de algunos elementos de considerar en la elección de una bomba
Composición del líquido: es fundamental en la elección de los materiales constructivos de las distintas partes de la bomba que están en contacto con el líquido. Mientras más exactas sean las informaciones sobre la composición del líquido que se bombea, más serán precisas las elecciones de los matriales que constituyen la estructura de la bomba, así como las guarniciones y el eventual sellado mecánico. Por ejemplo: concentraciones distintas de un mismo ácido pueden exigir materiales constructivos de características diferentes. Funcionamiento en seco se aconseja siempre proteger la bomba del funcionamiento en seco. Uno de los modos más usados, es siempre la aplicación en el pozo de un nivel de mínimo que interrumpa el funcionamiento de la bomba apenas llega al nivel peligroso para la misma bomba. Temperaturas de ejercicio es importante conocer la temperatura máxima y mínima (además de la temperatura normal de ejercicio) por los motivos referidos en el punto anterior. La temperatura del fluido en movimiento actúa con efectos importantes sobre los materiales: temperaturas muy bajas pueden volver frágil una determinada materia plástica, mientras que temperaturas elevadas pueden crear fenómenos de ablandamiento y deformación de las partes constructivas. Sólidos en suspensión también en este caso, conocer la naturaleza y la cantidad de las partículas suspendidas es determinante. En efecto, hay materiales que, con la misma resistencia a la agresión química, tienen distintas características de resistencia a la abrasión. La naturaleza de los sólidos en suspensión puede influir sobre la elección misma del tipo de bomba: en algunos casos puede ser necesario adoptar una bomba vertical sin forros de guía o evitar el uso de bombas con acoplamiento magnético. Instalaciones de la bomba se debe procurar que la bomba pueda aspirar en una zona del recipiente o del pozo donde el líquido presente buenas características. Por ejemplo, si el líquido tiene tendencia a crear depósitos fangosos en el fondo del pozo, el líquido se tendrá que mantener en continuo movimiento para evitar la formación de dicho fango. O de lo contrario, la aspiración de la bomba tendrá que estar ubicada a una altura tal que no pueda bombear concentraciones demasiado elevadas de fango para que no obstruyan la aspiración.
Best Efficiency Point (BEP) Todas las bombas (tanto las centrífugas como las volumétricas) tienen límites operativos. En modo particular, las bombas centrífugas presentan algunas limitaciones que si no están bien consideradas pueden reducir drásticamente su duración de trabajo. El BEP (Best Efficiency Point) no es sólo el punto de trabajo más alto sino el punto donde la velocidad y la presión son iguales sobre el rodete y sobre la voluta. En cuanto el punto de trabajo se aleja del Best Efficiency Point, la velocidad cambia, lo cual hace cambiar la presión en uno de los lados del rodete. Esta presión irregular sobre el rodete se manifiesta en un empuje radial que desvía el eje de la bomba causando, entre otras cosas: • • •
una carga excesiva sobre los cojinetes una excesiva desviación de los sellos mecánicos un desgaste irregular del forro del eje
Los daños que pueden ocasionarse son: una duración menor de cojinetesi o la rotura del eje. Il carico radiale è massimo a tutto chiuso. Además del range operativo recomendado, un averío a la bomba puede ser provocado por la excesiva velocidad y turbulencia. Los remolinos pueden crear daños de cavitación capaces de destruir el cuerpo de la bomba y el rodete en brevísimo tiempo.
Cuando se elige una bomba, es muy importante no calcular márgenes de seguridad irreales o inserir en las apreciaciones informaciones inapropiadas. La curva actual podría superar il range operativo recomendado, con serias consecuancias. Lo mejor es verificar el actual punto de trabajo de la bomba en el curso de las operaciones de bombeo (recurriendo a un medidor de caudal y/o un manómetro) para poder realizar las adaptaciones necesarias y asegurarse de que las condiciones de trabajo sean correctas y garantizar la larga duración del servicio.
Los materiales Una atenta elección de los materiales de construcción, sean estructurales como de sellado y de desgaste, realizada en función del tipo de equipo y de los fluidos que se trasladan permiten resolver con seguridad y eficiencia los problemas de bombeo de líquidos “a riesgo” incluso en procesos de trabajo más complejos. PP (Polipropileno) Caracterizado por buenas propiedades mecánicas, por una amplia resistencia a los agentes químicos y por una elevada temperatura de ejercicio. No es adecuado para los ácidos concentrados fuertemente oxidantes y halógenos (fluor, cloro, bromo, yodo). Temperatura máxima de ejercicio: 90°C PVC (Cloruro de polivinilo) Material muy usado en instalaciones. Resistente a los ácidos, bases, soluciones salinas y compuestos orgánicos. No es apropiado para hidrocarburos aromáticos y clorurados. Temperatura máxima de ejercicio: 45°C PVDF (Polifluoruro de vinilídeno) Presenta una excepcional resistencia a los ácidos, soluciones salinas, hidrocarburos alifáticos, aromáticos y clorurados, a los alcoholes y a los halógenos. No es idóneo para bases orgánicas, soluciones alcalinas, cetonas, ésteres y éteres.
Indicado para la industria de semiconductores y con líquidos que no se deben contaminar. Temperatura máxima de ejercicio: 100°C
PE-HD (Polietileno alta densidad) Resistencia química análoga al polipropileno. Apreciado por su resistencia a la abrasión. Temperatura máxima de ejercicio: 60°C EPDM (Goma etilo-propílica) Elastómero de alto módulo elástico, buena resistencia a los ácidos, bases, alcoholes y cetonas. No se aconseja para hidrocarburos, aceites y grasas. Temperatura máxima de ejercicio: 90°C FPM (Fluoroelastómero) Presenta una alta estabilidad térmica, una baja deformación permanente y una alta resistencia química para ácidos, solventes, lubricantes y carburantes. Cerámica (Al203 99%) Sinterizada Material base para anillos de sello y piezas de desgaste. Elevada dureza, resistencia al desgaste y a la acción de agentes químicos. Desaconsejado en presencia de ácido fluorídrico, soda e hipoclorito de sodio a alta concentración y temperatura. Carburo de silicio sinterizado (SiC, sin silicio libre) Material con características más elevadas, respecto al óxido de aluminio: mayor resistencia a los shock térmicos y químicamente inactivo a las temperaturas de ejercicio de las bombas en materiales plásticos. PTFE (Politetrafluoroetileno) Químicamente inactivo hasta 250 °C en presencia de cualquier agente químico, desaconsejado sólo para metales alcalinos colados, para trifluoruro de cloro y flúor gaseoso a elevadas temperaturas. Puede cargarse con materiales como vidrio, cerámica o grafito y carbón. Excelente para componentes de sello y forros de desgaste. FEP - PFA Fluoropolímero con características de resistencia química análogas al PTFE pero con menor permeabilidad. Se presta para procesos de soldadura: usado en revestimientos de resortes de sellados mecánicos y de O-ring.
