Elegir una bomba de engranajes para líquidos viscosos requiere analizar mucho más que el caudal o el tipo de producto que se quiere bombear. La viscosidad, la temperatura, la presión de trabajo, la lubricidad del fluido y los materiales que estarán en contacto con él influyen directamente en el comportamiento de la bomba y en su adecuación a cada instalación.
Por eso, antes de seleccionar un modelo conviene reunir una serie de datos sobre el fluido y las condiciones reales de funcionamiento. Cuanto mejor definida esté la aplicación, más sencillo será determinar qué características debe tener la bomba y evitar una elección basada únicamente en el diámetro de conexión, la potencia o una referencia genérica al tipo de líquido.
Cómo funciona una bomba de engranajes
Una bomba de engranajes es una bomba volumétrica que desplaza el líquido mediante el giro de dos engranajes alojados en el interior de un cuerpo.
Durante el funcionamiento, el fluido entra por la zona de aspiración y ocupa los espacios existentes entre los dientes de los engranajes y el cuerpo de la bomba. A medida que los engranajes giran, ese volumen de líquido es transportado hacia la impulsión, donde es expulsado al volver a engranar los dientes.
Este principio de funcionamiento hace que el caudal esté estrechamente relacionado con la cilindrada de la bomba y la velocidad de giro. También explica por qué este tipo de bombas puede resultar adecuado para muchos líquidos viscosos: el fluido se desplaza mecánicamente dentro de volúmenes definidos en lugar de depender únicamente de la velocidad que adquiere dentro de la bomba.
Sin embargo, que un producto sea viscoso no significa automáticamente que cualquier bomba de engranajes sea apropiada. El comportamiento del líquido, la capacidad de aspiración, la presión necesaria y las condiciones del proceso deben analizarse conjuntamente.
¿Para qué fluidos es adecuada una bomba de engranajes para líquidos viscosos?
Las bombas de engranajes para líquidos viscosos pueden utilizarse con numerosos productos industriales, especialmente cuando se necesita transportar líquidos con una viscosidad superior a la del agua.
Entre sus posibles aplicaciones se encuentran, dependiendo de la construcción y de las condiciones de trabajo:
- Aceites minerales y vegetales.
- Pinturas y barnices.
- Jarabes y melazas.
- Jabones.
- Grasas.
- Colas.
- Combustibles y derivados del petróleo.
- Determinados productos de elevada viscosidad.
- Circuitos de engrase y lubricación.
La selección, no obstante, no debe realizarse únicamente a partir del nombre del producto.
Dos aceites pueden presentar viscosidades muy diferentes. Una pintura puede contener componentes que condicionen los materiales de la bomba. Un producto puede fluir con facilidad a temperatura de proceso y presentar una viscosidad mucho mayor durante un arranque en frío.
También es importante conocer si existen sólidos en suspensión, partículas abrasivas o componentes que puedan afectar a los elementos internos. La presencia de estas partículas puede modificar por completo la idoneidad de una determinada construcción.
Por tanto, ante una aplicación nueva, es preferible aportar las propiedades reales del fluido en lugar de limitar la consulta a expresiones como «aceite», «jarabe» o «líquido viscoso».
Relación entre viscosidad y velocidad de giro
La viscosidad expresa la resistencia de un fluido a fluir. A medida que aumenta, el producto suele necesitar más tiempo para desplazarse y llenar correctamente la zona de aspiración de la bomba.
Por este motivo, viscosidad y velocidad de giro deben estudiarse conjuntamente.
Una bomba que gira a demasiadas revoluciones para las características del líquido puede tener dificultades para llenarse correctamente. Esto resulta especialmente relevante con productos muy viscosos, ya que el fluido debe ser capaz de llegar a la entrada de la bomba y ocupar los espacios entre los engranajes antes de ser transportado hacia la impulsión.
En términos generales, cuanto mayor es la viscosidad, más importante resulta comprobar que el régimen de giro es compatible con la capacidad del producto para alimentar la bomba.
No existe, por tanto, una velocidad universal válida para todos los líquidos viscosos.
Para valorar correctamente este parámetro conviene conocer:
- La viscosidad exacta del producto.
- La unidad en la que se expresa.
- La temperatura a la que se ha medido.
- La viscosidad durante el arranque.
- La temperatura normal de funcionamiento.
- El caudal que debe obtenerse.
La relación entre estos valores permite valorar el régimen de funcionamiento adecuado para la aplicación.
Cómo influye la temperatura en la selección de una bomba de engranajes para líquidos viscosos
La temperatura es uno de los datos que con más frecuencia se pasa por alto al definir una instalación de bombeo.
Su importancia se debe a que puede afectar tanto a la viscosidad del producto como a los materiales y elementos constructivos de la bomba.
En muchos líquidos, un aumento de temperatura provoca una disminución de la viscosidad. Esto significa que un mismo producto puede presentar comportamientos muy diferentes dependiendo de cuándo se mida.
Por ejemplo, un fluido almacenado en un depósito a baja temperatura puede resultar considerablemente más difícil de aspirar durante el arranque que una vez alcanzada su temperatura normal de proceso.
Por eso, indicar únicamente «viscosidad: X» puede resultar insuficiente si no se especifica a qué temperatura corresponde ese valor.
Antes de seleccionar una bomba conviene disponer, siempre que sea relevante para el proceso, de:
- Temperatura mínima de arranque.
- Temperatura habitual de trabajo.
- Temperatura máxima prevista.
- Viscosidad asociada a esas condiciones.
Además, cada bomba tiene unos límites de temperatura de funcionamiento determinados por su construcción, cierres y materiales. Estos valores deben comprobarse siempre en la documentación técnica del modelo seleccionado.
Caudal y presión de trabajo
El caudal suele ser uno de los primeros datos que se tienen en cuenta al seleccionar una bomba, pero no debería analizarse de forma aislada.
Es necesario definir cuánto líquido debe desplazarse y en qué condiciones debe hacerlo.
La presión que tendrá que proporcionar la bomba depende de las características de la instalación. Entre otros factores pueden intervenir:
- Longitud y diámetro de las tuberías.
- Diferencias de altura.
- Accesorios instalados en el circuito.
- Filtros y válvulas.
- Equipos situados aguas abajo.
- Pérdidas de carga.
- Viscosidad del producto.
En consecuencia, dos instalaciones que necesitan exactamente el mismo caudal pueden requerir condiciones de bombeo muy diferentes.
En una bomba volumétrica existe además una relación directa entre el desplazamiento, la velocidad de funcionamiento y el caudal obtenido. La presión, por su parte, estará condicionada por la resistencia que presente el circuito.
Por ello, la selección debe realizarse a partir del punto de trabajo de la instalación, no simplemente buscando una bomba cuyo caudal máximo sea superior al requerido.
La lubricidad del fluido también importa
La viscosidad y la lubricidad son conceptos diferentes.
Un líquido puede ser viscoso y, al mismo tiempo, presentar una capacidad lubricante limitada. También puede ocurrir que dos productos con viscosidades similares tengan un comportamiento muy distinto en contacto con los componentes internos de una bomba.
Este aspecto es especialmente importante en una bomba de engranajes, donde existen elementos metálicos en movimiento y superficies sometidas a contacto relativo.
Por eso, a la hora de estudiar una aplicación conviene indicar qué fluido se va a bombear y si posee propiedades lubricantes.
No es recomendable sustituir esta información por una referencia genérica a la viscosidad. Conocer la naturaleza real del producto ayuda a valorar mejor la construcción de la bomba y sus condiciones de funcionamiento.
También debe especificarse la presencia de partículas, sólidos o componentes abrasivos, ya que pueden afectar al desgaste y a la elección de la solución más adecuada.
Compatibilidad de materiales
Los materiales de construcción constituyen otro de los criterios fundamentales a la hora de seleccionar una bomba de engranajes para líquidos viscosos.
Cuerpo, engranajes, ejes, juntas y elementos de cierre pueden estar fabricados con materiales diferentes según la construcción de la bomba.
Antes de elegir es necesario comprobar que los componentes que estarán en contacto con el líquido sean químicamente compatibles con el producto y adecuados para su temperatura de trabajo.
Entre los materiales que pueden encontrarse en este tipo de bombas figuran, dependiendo del modelo, la fundición, distintos tipos de acero, acero inoxidable o bronce.
La elección no debe realizarse únicamente atendiendo a la resistencia mecánica. Un material puede trabajar correctamente con un determinado aceite y no resultar adecuado para otro producto con una composición química diferente.
Por esta razón, siempre que exista alguna duda sobre compatibilidad es conveniente facilitar al proveedor la identificación exacta del fluido y, cuando sea necesario, su documentación técnica.
Para qué sirve la válvula de seguridad o by-pass
Una característica importante de las bombas volumétricas es que siguen desplazando fluido mientras están accionadas.
Si la impulsión se cierra o aparece una obstrucción que impide la circulación, la presión puede aumentar rápidamente.
Por ello, una instalación con bomba de engranajes debe contemplar un sistema adecuado de protección frente a sobrepresiones.
Dependiendo del diseño, pueden emplearse válvulas de seguridad, sistemas de alivio o configuraciones con by-pass. Su función es evitar que la bomba continúe trabajando contra una descarga completamente cerrada sin un mecanismo que limite la presión.
Algunos equipos incorporan estos sistemas en su propia construcción, mientras que en otros casos la protección puede formar parte de la instalación.
Por tanto, cuando se estudia una nueva bomba no solo debe preguntarse cuál es su presión de trabajo. También conviene comprobar cómo estará protegida la instalación frente a una posible sobrepresión.
Aplicaciones industriales de las bombas de engranajes
Las bombas de engranajes se emplean en numerosas aplicaciones industriales relacionadas con el trasiego, circulación o alimentación de productos.
Pueden encontrarse, entre otros contextos, en:
Trasiego de aceites
Los aceites son una de las aplicaciones habituales, aunque su selección exige conocer su viscosidad real, temperatura y características específicas.
Sistemas de lubricación
El principio volumétrico permite utilizarlas en determinados sistemas donde se necesita mover aceite u otros fluidos lubricantes.
Pinturas, barnices y productos similares
La viscosidad puede convertir las bombas de engranajes en una alternativa adecuada para ciertos procesos de trasiego, siempre que los materiales y la construcción sean compatibles con el producto.
Jarabes, melazas, jabones y productos densos
En este tipo de aplicaciones adquieren especial importancia la viscosidad, la temperatura y la capacidad de aspiración.
Combustibles y derivados
También existen configuraciones destinadas a determinados combustibles, fueles y productos derivados del petróleo.
En cualquier caso, la aplicación por sí sola no determina el modelo que debe utilizarse. La misma categoría de producto puede requerir soluciones muy diferentes en función de las condiciones concretas de la instalación.
Cómo seleccionar una bomba de engranajes sin basarse en un único parámetro
Uno de los errores más habituales es intentar identificar primero un modelo y comprobar después si encaja en la instalación.
El proceso debería ser el contrario.
Primero deben definirse las condiciones que tendrá que cumplir la bomba. Después podrán compararse diferentes alternativas y seleccionar aquellas cuya construcción y rango de funcionamiento sean compatibles con esos requisitos.
Por ejemplo, una aplicación con un producto muy viscoso puede requerir especial atención a la velocidad de giro y a las condiciones de aspiración. Si el líquido trabaja a una temperatura elevada, habrá que comprobar además los límites térmicos y los materiales. Si el circuito presenta una presión considerable, será necesario verificar también el punto de funcionamiento y la protección frente a sobrepresiones.
De este modo, la elección se convierte en una consecuencia de los datos de la aplicación, y no al revés.
10 datos necesarios para seleccionar una bomba de engranajes para líquidos viscosos
Antes de solicitar información o valorar un modelo concreto, resulta muy útil preparar una pequeña ficha de la aplicación.
Estos son los principales datos que conviene recopilar:
- Producto que se va a bombear. Indica su nombre exacto y, cuando sea necesario, su composición o ficha técnica.
- Viscosidad. Facilita el valor junto con la unidad utilizada.
- Temperatura a la que corresponde la viscosidad. Este dato permite interpretar correctamente el valor aportado.
- Temperaturas de funcionamiento. Conviene conocer la mínima, la habitual y la máxima prevista.
- Caudal necesario. Define cuánto producto debe mover la bomba en las condiciones reales del proceso.
- Presión de trabajo. Debe establecerse teniendo en cuenta las características del circuito y las pérdidas de carga.
- Lubricidad del fluido. Es importante indicar si el producto presenta capacidad lubricante o si esta es limitada.
- Presencia de sólidos o partículas. Especifica si el fluido contiene partículas en suspensión y cuáles son sus características.
- Compatibilidad química. Deben conocerse las propiedades necesarias para seleccionar correctamente los materiales en contacto con el líquido.
- Características de la instalación. Incluye información relevante sobre aspiración, impulsión, accionamiento, funcionamiento continuo o intermitente y cualquier condición particular del proceso.
Aportar estos datos desde el principio permite realizar una selección mucho más precisa y evita comparar bombas basándose únicamente en parámetros parciales.
La elección debe partir siempre de las condiciones de la instalación
No existe una única bomba válida para todos los líquidos viscosos. Incluso cuando dos aplicaciones trabajan con un producto parecido, las diferencias de temperatura, viscosidad, caudal, presión o condiciones de aspiración pueden hacer necesario utilizar configuraciones distintas.
Por eso, la mejor forma de seleccionar una bomba de engranajes es definir primero el proceso y después buscar una solución capaz de trabajar dentro de esas condiciones.
En este punto, además de las características técnicas de la bomba, contar con asesoramiento especializado puede marcar la diferencia. Aiguapres distribuye bombas de agua desde 1984, una trayectoria que le permite aportar conocimiento acumulado sobre distintas aplicaciones, fabricantes y necesidades de bombeo. A este recorrido se suma el valor de su equipo humano, que puede ayudarte a analizar los datos de la instalación, resolver dudas técnicas y orientar la selección a partir de las condiciones reales de trabajo.
En Aiguapres puedes consultar diferentes bombas de engranajes para aplicaciones industriales y revisar las características técnicas de las distintas soluciones disponibles.
Si necesitas seleccionar una bomba de engranajes para líquidos viscosos, prepara los datos sobre el producto, la viscosidad, la temperatura, el caudal, la presión y las condiciones de la instalación. Contacta con el equipo de Aiguapres para recibir ayuda y asesoramiento en la elección de la solución más adecuada para tu aplicación.