Consejos de un Experto para el Montaje de Bombas Hidráulicas… Para Siempre

Un requerimiento esencial para el óptimo desempeño y servicio de por vida de una bomba hidráulica es que su cámara de bombeo se llene fácil y completamente durante la succión. De ahí que, si su objetivo es conseguir la máxima vida útil de la bomba (y así debería ser), debe evitar entonces cualquier situación que impida o dificulte que la cámara de bombeo se cargue libre y completamente.

Los tamices o cedazos en la succión de la bomba y otras formas de filtración son los culpables más comunes de que la cámara de bombeo no se llene completa y libremente. Con raras excepciones, los cedazos o tamices colocados en la succión de la bomba no tienen cabida en un sistema hidráulico bien diseñado y mantenido apropiadamente.

Pero cuando usted toma una posición contraria a la de la mayoría, habrá muchos que no estarán de acuerdo con usted. Y, entonces, escuchará periódicamente a muchas personas que sentirán la necesidad de explicarle por qué sus sistemas hidráulicos son diferentes y por qué no tienen otra alternativa sino la de utilizar ese dispositivo conocido como el asesino de bombas.

Prefiero no debatir el punto con las personas que están completamente convencidas de las virtudes de los tamices o cedazos en la succión de la bomba o, en algunos casos, los usan como sustitutos para un diseño adecuado. En lugar de debatir, prefiero referirlos a las recomendaciones del fabricante original de la bomba. He aquí un extracto del manual de hidráulica Rexroth que data desde 1979:

“Las ventajas ofrecidas por la filtración en la succión de la bomba son superadas por mucho por las desventajas asociadas con la caída de presión creada por el cedazo o tamiz… Cualquier beneficio ofrecido por la filtración en la succión, manteniendo los contaminantes lejos del alcance de la bomba, se ve superado por el posible daño que puede sufrir la bomba por cavitación…

“Otra de las mayores desventajas de los cedazos o tamices en la succión de la bomba es que estos están colocados dentro del tanque de aceite, lo cual los hace muy difíciles de mantener. Es por esta razón que muchos cedazos o tamices colocados en sistemas hidráulicos no son mantenidos adecuadamente sino hasta que la bomba comienza a fallar por cavitación debido a la falta de aceite… Debido a todas estas desventajas… no se recomienda específicamente filtrar en la succión de la bomba”

Deja mucho que desear para la industria hidráulica el hecho de que este consejo que tiene más de 30 años de antigüedad y que fue emitido por uno de los líderes más importantes en la manufactura de bombas, continúa siendo ignorado hasta el día de hoy. Sin embargo, los cedazos o tamices en la succión de la bomba no son las únicas barreras “de diseño” que afectan el llenado libre y completo de una bomba. Otro factor es el de montar la bomba sobre el tanque, o dicho de otra manera, por encima del nivel mínimo de aceite. En otras palabras, hacer que la bomba “jale o levante” el aceite dentro de su succión.

Aprobado vs. Vida máxima

De acuerdo con la mayoría de los fabricantes, montar la bomba por encima del nivel mínimo de aceite es una posición de montaje aprobada por muchos diseñadores. “Aprobado” significa que el fabricante está “de acuerdo” en que se haga así. Sin embargo, el que esté aprobado no significa que maximice la vida de la bomba en servicio. Esto se debe a que obligar a la bomba a levantar su aceite hace todo lo contrario. Esto es particularmente cierto en bombas de pistones o paletas (álabes) donde, debido a su diseño, no se llenan completamente bajo condiciones de vacío inducido a la fuerza.

Las condiciones en la succión de la bomba también afectan el ruido y el calor generado. Un aceite hidráulico mineral contiene entre un 6 y un 12% en volumen de aire disuelto, cuando se encuentra a presión atmosférica y a temperatura ambiente. Si la presión del aceite se reduce por debajo de la atmosférica -debido a restricciones en la succión de la bomba o porque el aceite debe ser levantado- ese aire se expande, ocupando un porcentaje mayor en volumen.

Estas burbujas de gas expandido en la succión de la bomba colapsan en la medida en que la cámara de la bomba está expuesta a la presión del sistema (cavitación gaseosa). El resultado, generación de calor y ruido. Mientras más grandes sean las burbujas, mayores serán los niveles de ruido y calor generados. Si la presión absoluta en la succión de la bomba continúa disminuyendo (mayor vacío), el aceite comienza a cambiar de forma, pasando de líquido a gas – lo que se conoce como cavitación vaporosa.

Por estas razones, la condición perfecta para la succión de la bomba es 100 por ciento sobrecargada. Esto significa, idealmente, que usted quiere que la bomba esté sobrecargada bajo cualquier condición de operación

La Necesidad de una Succión Inundada 

Si bien sobrecargar la succión de la bomba no es práctico en la mayoría de las aplicaciones, virtualmente no hay ninguna excusa para no tener una succión inundada. Una succión inundada significa que hay una cabeza de aceite por encima de la bomba. En otras palabras, la bomba está montada de tal manera que su succión está por debajo del nivel mínimo de aceite (Figura 1.)

 En el caso de sistemas hidráulicos industriales, se excluye montar la bomba sobre la parte superior del tanque de aceite (Figura 2). Y en la mayoría de los casos, se descarta el montaje de la bomba dentro del tanque – con el motor eléctrico en posición vertical (Figura 3) – a menos que la bomba esté sumergida a una profundidad tal que la succión se encuentre por debajo del nivel mínimo de aceite (sin la necesidad de montar un tubo en la succión).

Además de hacer que la bomba tenga que “levantar” su propio aceite, ambos diseños (Figura 2 y 3) hacen que el mantenimiento sea extremadamente difícil – siendo el peor de los casos cuando la bomba está colocada dentro del tanque. Pero desafortunadamente para los propietarios de estos equipos, el montaje de las bombas dentro de los tanques se ha convertido en una práctica estándar para los fabricantes de unidades eléctricas porque es un método de construcción fácil y económica.

Solución

Si usted acostumbra leer mi columna en la revista Machinery Lubrication, probablemente ya estpé familiarizado con los problemas asociados a los cedazos o tamices en la succión de la bomba. Pero a diferencia de un cedazo o tamiz en la succión, donde es muy fácil eliminarlo, cambiar la posición de la bomba no es una tarea fácil de realizar. Entonces, ¿qué se puede hacer al respecto?

Bueno, si usted es un usuario de sistemas hidráulicos, especifique para todas sus futuras compras que la bomba debe tener la succión inundada. Y si usted es un diseñador o fabricante de sistemas hidráulicos, hágale a sus clientes (y a la confiabilidad de su sistema) un favor: asegúrese de que todos sus sistemas hidráulicos cuenten con bombas con la succión inundada.

Referencia

1) Frankenfield, T.C. 1979, «Using Industrial Hydraulics», Hydraulics & Pneumatics Magazine, p. 10-31.

Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.