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En nuestras visitas a planta, muchas veces encontramos bombas centrífugas que fueron diseñadas para agua limpia, pero que estaban siendo utilizadas para agua sucia. Este uso indebido genera “malos actores” o equipos que requieren intervención con frecuencia.
“Es agua solamente”
Al momento de seleccionar una bomba, es importante entender la definición exacta de “agua”. El agua limpia o agua potable comparado con el agua de descarga de una cantera o mina tiene un comportamiento totalmente diferente cuando pasa a través de una bomba centrífuga.
La definición del “agua limpia” y “agua sucia”
Desde la perspectiva de una bomba centrífuga, “agua limpia” es producto de la lluvia o agua potable. La definición de “agua sucia” puede variar significativamente según la industria, pero a los efectos de este artículo vamos a considerarla como agua que contenga más de 5% de partículas de minerales/sólidos en suspensión, como la que encontramos en minas, canteras y obras civiles.
Para saber cómo la calidad del agua afecta la vida útil de una bomba centrífuga, la clave es entender algunos conceptos de diseño, propios de las bombas centrífugas:
Alta eficiencia, bajas tolerancias
En el diseño de bombas centrífugas para agua limpia, se busca alcanzar una alta eficiencia energética, lo que implica utilizar tolerancias internas muy ajustadas, dejando un mínimo de luz entre el impulsor y la carcasa de la bomba. Si bien esto mejora la eficacia de la bomba y funciona bien con agua limpia, cuando se trata de agua con partículas en suspensión, el equipo sufre rápidamente desgaste y pierde esa eficiencia inicial. Las bombas centrífugas diseñadas para agua sucia son fabricadas con mayores tolerancias, con fin de reducir el desgaste generado por efecto de las partículas.
A mayor velocidad, más desgaste
La velocidad de giro de una bomba centrífuga es lo que define su capacidad de mover caudal y generar presión. A medida que la velocidad aumenta, la bomba puede mover más caudal y generar una mayor presión de manera exponencial. Sin embargo, en el caso de fluidos abrasivos, un aumento en la velocidad produce un desgaste mayor. Típicamente, las bombas diseñadas para agua limpia pueden operar a 2900 rpm, mientras las bombas centrífugas diseñadas para agua sucia y abrasiva, lo hacen a 1450 o a 2200 rpm, como máximo. Las velocidades internas de las bombas diseñadas para fluidos sucios son muy inferiores que las bombas de agua limpia.
El sello mecánico, potencial punto débil
El sello mecánico convencional utilizado en bombas centrífugas para agua limpia tiene un diseño compacto y es lubricado por el fluido dentro de la bomba. Si el agua no está completamente limpia y contiene partículas, el desgaste y la rotura del sello mecánico pueden ocurrir rápidamente debido a la presencia de estos sólidos. Las bombas centrífugas diseñadas para fluidos sucios tienen sistemas de sellado más grandes y robustos, con diseños y planes que permiten mejorar el ambiente del sello, asegurando un funcionamiento confiable, aún con alto contenido de partículas sólidas.
Materiales de construcción
Las bombas centrífugas para agua limpia suelen fabricarse en fundición de hierro o, a lo sumo, en acero inoxidable. Este último material es capaz de soportar la corrosión, pero no tienen buena resistencia mecánica o a la abrasión. Es por esto que, en las bombas diseñadas para fluidos sucios, las piezas sujetas a desgaste son fabricadas de aleaciones con alto contenido de cromo, extremadamente duras y resistentes al desgaste.
Tamaño, un buen indicador
Los equipos de agua limpia tienden a ser más pequeños y de alta velocidad (2900 rpm). Contrariamente, las bombas centrífugas diseñadas para aguas sucias suelen ser más macizas, de mayor peso (con paredes de voluta e impulsor más gruesas) y operan a velocidades y flujos de fluidos internos más bajos, a pesar de ser capaces de lograr el mismo punto de servicio que las bombas diseñadas para agua limpia.
Resumen
Aunque la bomba centrífuga se utiliza ampliamente en la Industria, existen diferencias de construcción y diseño con aquellas diseñadas para agua limpia, las cuales son compactas, operan a altas velocidades y se fabrican de fundición de hierro o acero inoxidable. Por su parte, las bombas centrífugas diseñadas para fluidos sucios son de mayores dimensiones, funcionan a velocidades más lentas, presentan flujos internos reducidos y utilizan componentes de desgaste hechos de aleaciones de alta dureza. Además, cuentan con un sistema de sellado diseñado para mover fluidos que contienen partículas en suspensión.
