Bomba magnética
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¿Qué es la bomba magnética?
Se trata de una bomba sin sello que emplea imanes para accionar el impulsor de la bomba y crear la energía de presión necesaria para transportar el líquido. En esta bomba hay dos imanes. Los dos imanes están dispuestos uno frente al otro creando un patrón de campo magnético. Este patrón obliga al imán impulsor a hacer girar al imán impulsado cuando gira el eje del motor. Este tipo de bomba es muy adecuada para transportar fluidos peligrosos y corrosivos que, en caso de fuga, podrían dar lugar a acciones legales o causar daños graves, como incendios. Por ello, los fabricantes de bombas magnéticas se ven obligados a seguir una normativa estricta a la hora de diseñar esta bomba para garantizar que no se produzca ninguna fuga al transportar fluidos peligrosos. La bomba funciona haciendo girar su impulsor para crear una diferencia de presión entre el interior de la bomba y el sumidero. Esta diferencia de presión fuerza la entrada de fluido en la bomba. A continuación, la bomba transporta el fluido utilizando energía de presión hasta el lugar indentado.
Fig: Bomba magnética
Componentes de una bomba magnética
Motor
El motor es el componente responsable de proporcionar la potencia que hace funcionar la bomba. El motor funciona con electricidad y convierte esta electricidad en potencia mecánica en términos de par y velocidad.
Rodete
Es el componente que se utiliza para crear el vacío en la bomba girando a gran velocidad. Este movimiento rotatorio también se utiliza para impartir energía cinética al fluido aspirado por la bomba, haciendo que se mueva más rápido. La rotación del impulsor se apoya en manguitos y cojinetes de eje.
Imanes
Los fabricantes de bombas magnéticas diseñan esta bomba con dos imanes, uno exterior y otro interior. El anillo del imán exterior está orientado hacia el interior y se monta en la carcasa del acoplamiento. El imán interior está montado dentro de la bomba. Esta disposición está pensada para crear un patrón de campo magnético que obligue a los imanes a girar entre sí cuando gira el eje del motor.
Carcasa
Se trata de un componente formado por las bridas de descarga y aspiración y la voluta que aloja el impulsor y los cojinetes.
Carcasa de contención
Es el último componente del conjunto de contacto con el fluido. Se utiliza una junta para sellar esta coraza contra la carcasa. Los fabricantes de bombas magnéticas fabrican la carcasa de contención con un material no metálico, de alta resistencia a la corrosión.
Fig: Componentes de una bomba magnética
¿Cómo funciona una bomba magnética?
Una bomba magnética funciona mediante tecnología magnética. En esta tecnología intervienen dos anillos magnéticos. Los imanes están dispuestos con sus polos norte y sur opuestos para ayudar a crear un patrón de campo magnético. Para poner en marcha la bomba, se enciende el motor. Esto obliga al eje del motor a girar. La rotación del eje del motor obliga al imán exterior a girar a la misma velocidad. Debido al patrón del campo magnético, la rotación del imán exterior hace girar al imán interior. El imán interior hace que el impulsor de la bomba gire alrededor del eje de la bomba.
Debido a la rotación del impulsor, se crea un vacío en el interior de la bomba. Este vacío hace que la presión atmosférica en la superficie de la fuente de fluido fuerce al fluido a entrar en la bomba. El líquido entra en la bomba a través de la tubería de aspiración y recibe energía cinética impartida por el impulsor que gira a gran velocidad. A continuación, el líquido pasa a la carcasa, donde su energía cinética se reduce y, simultáneamente, aumenta la energía de presión. Esta energía de presión se encarga de transportar el líquido al lugar requerido.
Tipos de bombas magnéticas
Bombas magnéticas de acero inoxidable
Se trata de una bomba magnética fabricada en acero inoxidable. Este material tiene buenas propiedades mecánicas y térmicas que hacen que la bomba funcione a alta presión y altas temperaturas. Sin embargo, el uso de esta bomba está limitado a ciertas temperaturas, ya que los altos niveles de calor pueden dañar los imanes y, por tanto, toda la bomba. Por ello, la bomba debe utilizarse a las temperaturas recomendadas por el fabricante de la bomba magnética. Esta bomba tiene la ventaja de ser resistente a la corrosión, lo que la hace adecuada para su uso en fluidos corrosivos como ácidos y álcalis. Sin embargo, esta bomba es pesada debido al material de acero utilizado.
Figura: Bomba magnética de acero inoxidable.
Bomba magnética revestida de plástico
Se trata de una bomba magnética cuyo interior está recubierto de un material plástico como el teflón. Los materiales plásticos son más resistentes a la corrosión que los metálicos. Por ello, esta bomba es la opción preferida para la manipulación de líquidos corrosivos como los ácidos. El problema de esta bomba es que no puede utilizarse a altas temperaturas, ya que el plástico se derretiría. Por lo tanto, si la aplicación implica altas temperaturas, se recomienda una bomba de acero inoxidable. Los fabricantes de bombas magnéticas diseñan esta bomba para instalación vertical u horizontal en función del espacio disponible.
Figura: Bomba magnética revestida de plástico.
Bombas magnéticas autocebantes
Se trata de una bomba magnética diseñada para autocebarse automáticamente. Esta bomba tiene componentes de trabajo de tolerancia estrecha que atrapan el líquido en el cuerpo de la bomba para evitar que regrese desde el extremo de descarga al lado de succión cuando la bomba no está funcionando. Los fabricantes de bombas magnéticas diseñan esta bomba de tal manera que la presencia de líquido en el cuerpo de la bomba puede permitir que la bomba maneje mejor las bolsas de aire. Las bolsas de aire son burbujas de aire que se acumulan en el mecanismo de funcionamiento de la bomba. Dichas burbujas perjudican el funcionamiento de la bomba.
La bomba funciona haciendo girar el impulsor para aspirar aire de la tubería de aspiración hacia el interior de la bomba. Al aspirar, crea un anillo líquido dentro de la carcasa de la bomba. Esto provoca la formación de un sello de gas hermético que impide que el aire regrese desde el lado de salida a la línea de succión. Las burbujas de aire quedan atrapadas en el líquido de los álabes del impulsor. Las burbujas son transportadas al lado de descarga. A continuación, el aire es expulsado y sólo el líquido regresa al depósito de la carcasa de la bomba por gravedad. El líquido sube por el conducto de aspiración a medida que se bombea. El proceso continúa hasta que se repone todo el aire de la tubería de aspiración y de la bomba y entonces se inicia el proceso normal de bombeo y se descarga el líquido. Cuando la bomba se para, la cámara de cebado retiene suficiente líquido para garantizar que la bomba pueda cebarse cuando se ponga en marcha de nuevo.
Figura: Bomba magnética autocebante.
Bomba magnética multietapa
Es el tipo de bomba en el que el fluido circula a través de más de dos impulsores. Cada etapa de la bomba está formada por un impulsor y un difusor situados en una carcasa. Los impulsores de esta bomba no están necesariamente dispuestos en tándem. El equilibrio del empuje axial se mejora disponiendo los impulsores espalda con espalda en grupos o parejas. Esta bomba es tal que, al tener más etapas o impulsores, produce más energía de presión. Sin embargo, un número elevado de etapas aumentará las vibraciones naturales o externas de la bomba, así como su coste.
Figura: Bomba magnética multietapa.
Bomba magnética de una etapa
Se trata de una bomba magnética diseñada con un impulsor. La mayoría de estas bombas son de tamaño pequeño en relación con las bombas multietapa. Tiene una estructura sencilla, alta velocidad, rendimiento estable, peso ligero, gran caudal y alto rendimiento. Es más barata que las bombas multietapa. Los fabricantes de bombas magnéticas diseñan esta bomba para instalación vertical u horizontal.
Figura: Bomba magnética de una etapa.
Aplicaciones de la bomba magnética
- Estas bombas se utilizan en aplicaciones de aumento de presión.
- Las bombas magnéticas se utilizan en procesos químicos discontinuos.
- Se utilizan en la descarga de camiones cisterna.
- Estas bombas se utilizan en el tratamiento del agua.
- Se utiliza para transportar agua y vapores de agua en intercambiadores de calor.
- Se utilizan para transportar líquidos corrosivos como el ácido sulfúrico y el ácido clorhídrico.
- Se utilizan para transportar productos inflamables como el petróleo.
- Las bombas magnéticas se utilizan en plantas de procesamiento de alimentos y bebidas.
- Se utilizan para transportar lubricantes y aceites refrigerantes.
- Se utilizan para transportar fluidos criogénicos.
Ventajas de las bombas magnéticas
- Las bombas magnéticas son duraderas. A diferencia de las bombas que utilizan cierres mecánicos que deben sustituirse con frecuencia, las bombas magnéticas pueden utilizarse durante mucho tiempo sin necesidad de sustituir el acoplamiento magnético.
- Son versátiles. Este tipo de bomba se puede utilizar en diferentes aplicaciones industriales para transportar diferentes líquidos que van desde alimentos, ácidos y agua.
- Bajos costes de mantenimiento y reparación. Esta bomba rara vez se avería debido a la falta de cierres mecánicos. El uso de acoplamientos magnéticos hace que la bomba pueda utilizarse durante más de 10 años sin necesidad de reparaciones importantes si se utiliza siguiendo las instrucciones del fabricante de la bomba magnética.
- Libre de fugas. Esta bomba utiliza un acoplamiento magnético destinado a eliminar las fugas de fluido, ya que no hay juntas mecánicas que puedan fallar con el tiempo.
- Tienen un mecanismo de funcionamiento fiable que apenas falla mientras la bomba está en uso.
- La bomba no tiene problemas de desalineación. Los fabricantes de bombas magnéticas diseñan la bomba con un espacio de aire entre el imán y la bomba que elimina su contacto físico y por lo tanto no hay expansión térmica o desalineación que puede causar desgaste o fallo en la bomba.
- Reduce las multas. Esta bomba está diseñada cumpliendo estrictas normativas destinadas a proteger el medio ambiente y mejorar los altos niveles de seguridad, lo que significa que el usuario difícilmente puede ser multado por daños causados por la bomba debido a fugas.
Desventajas de la bomba magnética
- El uso de esta bomba está limitado a altas temperaturas, ya que los imanes pueden dañarse.
- Las bombas magnéticas se recomiendan para su uso en líquidos limpios, ya que los sólidos en el líquido se adhieren a los imanes debilitando el rendimiento de la bomba o causando daños.
- El uso de la bomba en aplicaciones de par elevado puede dañar fácilmente el acoplamiento magnético y, por tanto, toda la bomba.
- Esta bomba es bastante cara en comparación con otras bombas.
Solución de problemas de la bomba magnética
Bajo caudal de líquido
- La bomba no está cebada. Cebe la línea de aspiración de la bomba.
- Alta resistencia de la tubería de descarga. Compruebe si hay material obstruido en la tubería de descarga y elimínelo si lo hay. Además, intente modificar la tubería reduciendo racores y codos y limpiándolos.
- Fuga por el tubo de aspiración. Compruebe la junta y las conexiones de brida de la tubería de aspiración. Apriete los tornillos de la brida al par recomendado por el fabricante de la bomba magnética. Sustituya la junta si presenta fugas.
- Rotación inversa o baja velocidad de rotación. Cambie el sentido de giro del motor. Asimismo, compruebe y corrija la frecuencia y la tensión del motor según las recomendaciones del fabricante de la bomba magnética.
El caudal es demasiado elevado
- Velocidad elevada del motor. Compruebe la frecuencia y la tensión del motor y ajústelas según las recomendaciones del fabricante de la bomba magnética.
- Baja resistencia de la tubería de descarga. Control del líquido de salida mediante la válvula de salida.
- Viscosidad del fluido diferente. Si la bomba se utiliza para bombear fluido con una viscosidad distinta de la recomendada, el caudal será diferente. Asegúrese de que la bomba se utiliza para el líquido recomendado por el fabricante de la bomba magnética.
La bomba es ruidosa
- Rodamientos desgastados. Sustituya los rodamientos por unos nuevos originales.
- Materiales extraños obstruyeron el impulsor. Abra la bomba y limpie los materiales.
- Conexión floja de los pernos y tuercas. Apriete los pernos y las tuercas.
Resumen
Una bomba magnética utiliza imanes para accionar el impulsor. Hay dos anillos magnéticos en la bomba. Un imán está montado en el exterior y el otro en el interior. El imán exterior es el impulsor y el imán interior es el accionado. El imán impulsor gira cuando se enciende la bomba. La rotación del imán impulsor obliga al imán interior a girar a la misma velocidad que el eje del motor, haciendo que gire el impulsor. La rotación del impulsor crea una diferencia de presión que hace que el líquido entre en la bomba y sea transportado al destino deseado.
Los fabricantes de bombas magnéticas producen varios tipos de bombas, como bombas monoetapa, bombas multietapa, bombas de acero inoxidable, bombas revestidas de plástico y bombas autocebantes, entre otras. Las aplicaciones de esta bomba incluyen refinería de petróleo, petroquímica, líquidos corrosivos y peligrosos, tratamiento de aguas, alimentos y bebidas, y fluidos criogénicos entre otros. Las ventajas de esta bomba son su durabilidad, versatilidad, estanqueidad, fiabilidad, bajo mantenimiento, reducción de multas y resistencia a la corrosión.