Selección de bombas para entornos exigentes

Selección de bombas para entornos exigentes

Descubra cómo afectan las condiciones exigentes a la selección de bombas para sistemas de control de temperatura

Las bombas normales están diseñadas para cumplir un conjunto de especificaciones estándar. Sin embargo, en el campo del control de temperatura, las bombas se ven expuestas a menudo a condiciones que superan tales límites; por ejemplo, temperaturas extremas y líquidos de alta viscosidad.

A lo largo de esta tarea, analizaremos detenidamente qué aspectos deben tenerse en cuenta al seleccionar bombas para el control de la temperatura en tres medios bien conocidos: amoníaco, propilenglicol y agua caliente.

En el caso de las unidades de enfriamiento, el amoníaco es, con frecuencia, el refrigerante preferido. Es relativamente asequible, posee un potencial de agotamiento del ozono de 0,0 y es capaz de absorber grandes cantidades de calor cuando se evapora. Estas extraordinarias propiedades de enfriamiento, no obstante, implican importantes exigencias para las bombas que transportan el amoníaco a través del sistema.

Mientras que, por lo general, las bombas son capaces de transportar líquidos a -10 °C, el amoníaco alcanza a menudo temperaturas de hasta -40 °C. Además, el uso de amoníaco en una bomba normal puede causar fugas peligrosas, obstrucciones y, en última instancia, averías en el sistema.

Dicho de otro modo, se hace necesario usar una bomba optimizada para soportar este líquido. Tal bomba debe estar equipada con un accionamiento magnético o un cierre mecánico doble para evitar las fugas; estos cierres mecánicos deben ser capaces de funcionar con la escasa lubricación que implica la baja viscosidad del amoníaco. Asimismo, todas las juntas de caucho o juntas tóricas deben estar fabricadas en un material capaz de mantener la elasticidad a bajas temperaturas (por ejemplo, EPDM).

También es importante considerar el riesgo de formación de hielo en la superficie exterior de la bomba en condiciones de parada. Su presencia bloquea el acoplamiento entre el motor y el eje de la bomba, impidiendo el arranque de esta última. Para evitar este problema, la bomba debe estar siempre bien protegida mediante materiales aislantes y, a ser posible, un sistema de calentamiento.

Echemos ahora un vistazo a la sección caliente de un sistema de enfriamiento, donde, en lugar de amoníaco, es frecuente el uso de propilenglicol.
El propilenglicol es más económico que el amoníaco, no es peligroso y, al igual que el amoníaco, no se congela cuando la temperatura exterior cae por debajo de 0 °C. Ello lo hace idóneo, por ejemplo, para las torres de refrigeración.

El propilenglicol también requiere precauciones especiales a la hora de elegir las bombas. En primer lugar, la viscosidad del líquido puede ser 100 veces superior a la del agua corriente, lo que impone importantes exigencias sobre la capacidad del motor de las bombas. Para superar esta dificultad técnica, las bombas deben equiparse con motores sobredimensionados, diseñados para adaptarse a la carga específica.

En segundo lugar, de producirse una fuga de propilenglicol, el líquido se cristalizará, lo que puede destruir la superficie del cierre mecánico. Dependiendo de la concentración de glicol, en muchas ocasiones será aconsejable usar bombas con doble cierre mecánico para evitar que esta cristalización llegue a producirse.

Pasemos ahora al otro extremo del abanico de posibilidades y contemplemos un ejemplo de calentamiento de un proceso:

En los aserraderos, donde se usan hornos de secado con calderas de biomasa, las bombas deben transportar agua caliente a temperaturas de hasta 140 °C. Pero los cierres mecánicos de las bombas normales fallan a partir de unos 120 °C.

Para evitar que se averíen, todas las bombas deben equiparse con un cierre mecánico sencillo especialmente diseñado para evitar que el agua caliente alcance el cierre, o un cierre mecánico doble refrigerado.

Con este fin, pueden emplearse bombas con air-cooled top (cierre refrigerado por aire), que separa la cámara del cierre y la bomba, creando un efecto aislante similar al de un termo.

Otro modo consiste en usar agua de refrigeración y hacerla circular a través de la cámara de los cierres mecánicos para mantenerlos refrigerados en todo momento.

Entonces, recapitulemos:

El amoníaco posee excelentes propiedades como refrigerante, pero sus bajas temperaturas exigen una atención especial hacia los cierres mecánicos, las juntas tóricas y el aislamiento.

El propilenglicol es una opción asequible como refrigerante, pero su viscosidad obliga a equipar las bombas con motores sobredimensionados.

En los procesos industriales, el agua caliente se usa con fines de calentamiento. Estos procesos, con frecuencia, requieren temperaturas superiores a 140 °C, lo que exige aplicar medidas especiales para mantener los cierres mecánicos funcionando en todo momento.