Bombas peristálticas: La cura perfecta para los problemas de dosificación de cal
La dosificación de cal en aplicaciones de servicios públicos plantea retos particulares para las bombas que se utilizan en el proceso, y en los últimos tiempos se ha visto un aumento en el uso de bombas peristálticas para esta aplicación. A continuación analizamos las razones de esta creciente popularidad y examinamos algunas de las ventajas que puede aportar una bomba peristáltica para este cometido.
El tratamiento de las aguas residuales es un paso esencial tanto para proteger el medio ambiente al que finalmente se verterán como para evitar la ira de las autoridades locales que protegen ese medio ambiente. Un tratamiento biológico típico implica el uso de productos químicos calcáreos que se mezclan con agua para producir un lodo. A continuación, se añade a las aguas residuales, de modo que se elimina cualquier elemento orgánico y se controlan el pH y la alcalinidad del agua.
La cal debe añadirse en dosis cuidadosamente medidas para que el pH y la alcalinidad del agua puedan mantenerse en los niveles correctos, y esto plantea exigencias específicas a las bombas dosificadoras. La razón principal es que, aunque se utilizan diferentes compuestos de cal para distintos fines, todos comparten las mismas características de ser abrasivos y químicamente agresivos, aunque en grados diferentes.
Las bombas de rotor helicoidal han sido hasta ahora una elección popular para este tipo de aplicación de dosificación de cal, lo que quizá resulte sorprendente si se tiene en cuenta lo vulnerables que son a los efectos dañinos de la abrasión causada por las partículas sólidas de la cal. Este tipo de bomba funciona haciendo girar un rotor de forma helicoidal dentro de un estator especialmente configurado. Esto hace que el rotor selle contra el estator y cree una serie de cavidades de idéntico tamaño entre ambos. Las cavidades se llenan con el medio que se bombea -en este caso el compuesto de cal- y a medida que el rotor gira las cavidades avanzan a lo largo de la bomba y transfieren la cal al punto de descarga.
La abrasión implica mantenimiento
Desgraciadamente, el ajuste de interferencia entre el rotor y el estator, combinado con el movimiento constante de uno contra el otro, crea un potencial considerable para que se produzca desgaste. Con un medio abrasivo como la cal, no suele pasar mucho tiempo antes de que sea necesario aumentar la velocidad de rotación para mantener la capacidad de dosificación de cal requerida. La bomba entra entonces en un círculo vicioso en el que el aumento de la rotación provoca cada vez más desgaste, lo que a su vez crea la necesidad de una velocidad de rotación cada vez más rápida. Pronto se necesitan piezas de repuesto y una costosa rutina de mantenimiento se convierte rápidamente en la norma, lo que hace que los costes de la vida útil de la bomba aumenten drásticamente. Tampoco son sólo las bombas de rotor helicoidal las que sufren este problema, especialmente cuando se trata de medios abrasivos como la cal. Otros diseños de bombas pueden sufrir averías en sus componentes, fugas y atascos si se deja que funcionen en seco.
Este tipo de problemas operativos y las penalizaciones en los costes durante la vida útil son una de las razones por las que un número cada vez mayor de usuarios finales reconocen ahora las ventajas de una bomba peristáltica para aplicaciones de dosificación de cal o, de hecho, para muchos otros tipos de tareas en las que intervienen medios abrasivos. La clave de la popularidad de la peristáltica reside en su método único de funcionamiento. Consiste en someter un tubo fl exible a un proceso constante de compresión y relajación alternas. Operando de forma similar a como funcionan la garganta y los intestinos humanos, esto impulsa el fluido a través de la bomba.
Un enfoque flexible
La bomba peristáltica utiliza un tubo flexible extruido con precisión (o una manguera de alta resistencia para aplicaciones más exigentes) en cuyo extremo se introduce el medio bombeado. A continuación, una serie de rodillos giratorios se desplazan a lo largo del tubo, comprimiéndolo donde se tocan para crear un sello fiable entre los extremos de succión y descarga del tubo. Los rodillos atrapan el líquido bombeado entre ellos y, a medida que se mueven a lo largo del tubo, crean una acción de desplazamiento positivo que transporta el fluido bombeado a través del tubo con suavidad y facilidad. A medida que los rodillos se mueven, liberan gradualmente cada sección comprimida del tubo, que recupera su forma original. Al hacerlo, crean un vacío en el tubo, lo que permite que un proceso conocido como peristalsis introduzca más producto en el tubo por el extremo de succión. El factor clave aquí es que el medio bombeado -el compuesto de cal- siempre está contenido dentro del tubo y nunca se permite que entre en contacto con ninguna de las piezas móviles de la bomba. No hay válvulas, prensaestopas ni juntas que puedan afectar a la cal, y éstas son las características que a menudo representan los puntos débiles en otros tipos de bombas utilizadas en aplicaciones de dosificación de cal.
El resultado es que, en un servicio especialmente exigente como éste, una bomba peristáltica elimina gran parte de los tiempos de inactividad del proceso y los costes de mantenimiento que cabe esperar de la bomba de cavidad progresiva (o de muchos otros tipos). Se han examinado bombas peristálticas que se han utilizado para la dosificación de cal y se ha comprobado que no han sufrido ningún daño hasta seis meses después de la fecha de instalación, pero esa es sólo la primera de las muchas ventajas de la peristáltica. El único componente que puede necesitar ser sustituido con cierta frecuencia será la manguera flexible. Esto puede realizarse normalmente en unos 90 minutos y devuelve efectivamente la bomba a su estado "como nueva". Conseguir el mismo efecto en una bomba de rotor helicoidal lleva mucho más tiempo, ya que suele implicar la sustitución de muchos componentes, como la junta, la varilla de acoplamiento, el rotor y el estator. Esto no sólo aumenta significativamente el tiempo de mantenimiento necesario, sino que también incrementa considerablemente las necesidades de existencias de repuestos para el usuario final.
El revestimiento: un problema común
Un reciente informe del Consejo de Investigación del Agua confirmó la idoneidad de las bombas peristálticas para las tareas de dosificación de cal. Entre las ventajas que llevaron al Consejo a esta conclusión se encuentra la capacidad de la bomba peristáltica para resistir el problema del recubrimiento de cal. Dado que el producto químico de la cal se mantiene normalmente en suspensión (en lugar de estar realmente disuelto en el agua), es capaz de salirse de la suspensión, especialmente en cualquier zona del proceso donde se experimenten bajas velocidades de flujo. La cal comienza entonces a recubrir cualquier superficie con la que entra en contacto, y a medida que este recubrimiento se endurece y se deposita en piezas mecánicas como rotores y estatores, restringe cada vez más la capacidad de la bomba para funcionar eficazmente. El revestimiento se vuelve más grueso con el tiempo y el rendimiento de la bomba implicada se resiente aún más.
Los sellos utilizados con las bombas de cavidad progresiva son especialmente susceptibles a este problema, ya que el revestimiento de cal provocará la obstrucción de los mecanismos de resorte del sello. Las caras del sello serán abrasionadas por las partículas de cal, y cuando la bomba se detiene, la solución de cal tiende a secarse en las caras del sello y hacer que se peguen entre sí. Incluso las bombas dosificadoras tradicionales que emplean válvulas de bola pueden sufrir mucho en esta situación, ya que las válvulas de bola y los asientos se atascan con la cal. Sin necesidad de complicadas disposiciones de sellado o válvulas de bola, la bomba peristáltica elimina estos problemas. Afortunadamente para los operadores de bombas peristálticas, el movimiento del tubo o manguera proporciona otra ventaja. La flexión constante del tubo evita en primer lugar que se arraigue cualquier capa de cal, y también elimina la necesidad de limpieza para combatir el problema. Como una peristáltica suele estar conectada a una manguera de descarga flexible, este beneficio también se extiende más allá de la bomba, cuya acción suavemente pulsante hace que las mangueras de descarga se flexionen constantemente y, una vez más, esto evita que cualquier capa de cal comience a acumularse aquí. En cuanto a las mangueras, siempre es aconsejable tratar con un fabricante como Verder, que sólo utiliza mangueras fabricadas con caucho 100% natural, lo que las hace totalmente resistentes al ataque de los compuestos de cal químicamente agresivos. También vale la pena asegurarse de que, al igual que con una bomba peristáltica Verder, y las conexiones de brida están hechas de acero inoxidable que les proporciona la misma resistencia al ataque químico.
Cuestión de precisión
Uno de los requisitos clave para las tareas de cal es la capacidad de suministrar dosis medidas con precisión de forma fiable, y éste es otro aspecto en el que la bomba peristáltica obtiene una gran puntuación. Los modernos equipos de medición en línea facilitan la medición del pH del proceso y la evaluación de si se están añadiendo o no las dosis correctas de cal. Como la capacidad de dosificación de una peristáltica es directamente proporcional a su velocidad de funcionamiento, la alimentación de la salida del equipo de medición al sistema de control de la bomba permite variar constantemente su velocidad. Esto garantiza una dosificación precisa en todo momento y permite a la planta de tratamiento adaptarse a los cambios regulares en la demanda que encuentra en diferentes momentos del día. Con este tipo de beneficio holístico en mente, trabajar con un proveedor de bombas peristálticas como Verder reporta otros dividendos, ya que pueden proporcionar e instalar sistemas completos llave en mano. Estos pueden incluir bombas en configuraciones de servicio/espera, además de los sistemas de control necesarios, la carcasa y las tuberías asociadas, todo ello combinado en una solución de bombeo totalmente integrada y fiable.
Un sustituto perfecto
Las ventajas que hemos tratado hasta ahora constituyen un argumento convincente a favor de las bombas peristálticas en la dosificación de cal. Sin embargo, si se necesitan más pruebas, debemos considerar que aunque el precio de compra inicial de la peristáltica pueda ser superior al de una bomba de cavidad progresiva, una sola peristáltica puede utilizarse a menudo para sustituir una solución de bomba de cavidad progresiva de dos etapas sin pérdida de rendimiento. Visto en este contexto, el precio de compra inicial resulta muy atractivo, y los beneficios financieros se extienden desde este punto a lo largo de toda la vida útil de la bomba peristáltica, ya que ofrece una reducción significativa de las necesidades de mantenimiento y repuestos, un menor tiempo de inactividad y, en algunos casos, también menores requisitos energéticos.
En un plano más general, conviene recordar que, además de los productos químicos calcáreos, la versatilidad de las bombas peristálticas permite utilizarlas para bombear una amplia gama de fluidos, desde sustancias abrasivas difíciles, como arcillas y lodos, hasta líquidos limpios y estériles. Su suave acción de bombeo significa que también son perfectas para su uso con el tipo de polímeros fl oculantes sensibles al cizallamiento que se utilizan en los procesos de tratamiento de aguas y aguas residuales. Pueden manejar medios con un contenido de sólidos de hasta el 80%, y con gravedades específicas de 1,8 y superiores, por lo que los fluidos espesos y densos no presentan ningún problema. A diferencia de algunos tipos de bombas, también pueden funcionar de forma continua sin problemas, lo que significa que no es necesario interrumpir las operaciones del proceso. Con la atención cada vez mayor que se presta hoy en día al rendimiento ecológico y a las cuestiones medioambientales, resulta tranquilizador saber que la bomba peristáltica también sale ganando en términos de rendimiento. El tubo flexible de la bomba está alojado en un baño que contiene el lubricante que se utiliza para garantizar que los rodillos pasen suavemente a lo largo del tubo. En el improbable caso de que se produjera alguna fuga de productos químicos calcáreos del tubo flexible, éstos entrarían en el baño de lubricante, donde seguirían estando fi rmemente contenidos dentro de la carcasa de la bomba. A diferencia de una bomba de cavidad progresiva, esto evita cualquier posibilidad de que la cal se pierda en el ambiente circundante, y la peristáltica puede incluso equiparse con un manómetro que detecta cualquier aumento en el volumen de lubricante y proporciona una advertencia temprana de cualquier fuga.
Cuando se trata de un proceso tan preciso como la dosificación de cal, tiene mucho sentido elegir el único tipo de bomba que puede ofrecer beneficios en cada etapa del proceso, y trabajar con un fabricante como Verder que tiene un historial probado en este ámbito. La dosificación de cal es un elemento crítico en el proceso de tratamiento de aguas residuales, por lo que no puede permitirse tomar una decisión equivocada.