Nuevos avances en su eficiencia y la capacidad de manejar una amplia gama de químicos se combinan para transformar la bomba de doble diafragma operada por aire (AODD) en una opción muy útil para el procesamiento de productos químicos

En realidad, gracias a una serie de importantes mejoras que han economizado la forma en la que operan las bombas AODD, ahora puede ser considerada una verdadera bomba “para procesos”, y ha ganado aceptación en sectores diversos de la industria del procesamiento químico (CPI), incluyendo el de la pintura y revestimiento, cerámicos, adhesivos y selladores, alimentos, bebidas, productos farmacéuticos y cosméticos.

A pesar del hecho de que las bombas AODD han probado su eficiencia en aplicaciones de transferencia de líquidos, siempre han tenido un inconveniente en lo que respecta a su operación: al final de cada carrera de bombeo, una pequeña cantidad de aire se desperdiciaba. Esto evitaba que la bomba opere en su máxima eficiencia e incrementaba su costo final de operación.

Por esta razón, los fabricantes de bombas AODD deben encontrar formas de disminuir o eliminar la pérdida de aire al final de la carrera de bombeo. Esto condujo a una serie de avances en la tecnología detrás de los sistemas de distribución de aire que han permitido a las bombas AODD optimizar su uso del aire, manteniendo sus características operacionales.

Figura 1. Algunas AODDs exhiben desperdicio de aire cuando ocurre un sobrellenado al final de cada carrera de la bomba, pero los sistemas modernizados de distribución de aire permiten un consumo de aire más óptimo al eliminar el sobrellenado.

Uno de los primeros sistemas de distribución de aire diseñados para mejorar la eficiencia energética constaba de un dial que podía ser utilizado para ajustar la velocidad de operación de la bomba restringiendo la cantidad de aire que se permitía ingresar a la bomba. Es un hecho en lo que se refiere a las bombas AODD que una bomba que funciona con más lentitud es más eficiente. Pero aún había un aspecto que debía ser aprovechado si se pretendía que el rendimiento de la bomba alcance niveles verdaderamente óptimos de consumo de aire. Hay una tecnología más reciente en lo referente a la distribución de aire que incorpora un carrete de control de aire. Este avance resultó de una evaluación de las presiones dinámicas que se dan dentro de la bomba AODD durante su operación. La función del carrete de control de aire es disminuir la cantidad de aire que se permite ingresar a la bomba al final de la carrera, lo cual reduce drásticamente la cantidad de energía “desperdiciada” que tradicionalmente era “forzada” a ingresar en la bomba, como se muestra en los diagramas de la figura 1.

La buena reputación de las bombas AODD está relacionada a la versatilidad de la tecnología, o su capacidad de manejar una amplia gama de líquidos de diversas características. Una de las propiedades del fluido más importantes a considerar es la viscosidad o espesor del líquido que se transfiere. La verdadera eficiencia operacional óptima de una bomba sólo puede alcanzarse si se consume el mínimo volumen posible de aire mientras que se entrega el mayor caudal, sin importar la viscosidad. Específicamente, en la operación de bombas AODD, el deslizamiento es casi inexistente, sin importar la viscosidad del fluido, dado que es controlado por las válvulas de retención de bola de la bomba.

Las líneas de flujo de la bomba son otra área en la cual los recientes avances tecnológicos han logrado facilitar la transferencia eficiente de líquidos de alta viscosidad o con un alto nivel de partículas. De hecho, algunos modelos de bombas AODD con líneas húmedas ofrecen un caudal hasta un 50% mayor que los modelos tradicionales.

A medida que las bombas AODD comenzaron a utilizarse en aplicaciones más orientadas a los procesos, los avances en la performance de los diafragmas se mantuvieron a la orden del día. La correcta elección del material del diafragma es esencial para asegurar una operación segura de la bomba AODD. Los seis factores principales a considerar al elegir un diafragma son los siguientes:

• Compatibilidad química
• Rangos de temperaturas
• Resistencia a la abrasión
• Vida útil frente a esfuerzos de flexión
• Performance
• Costo

Para hacer frente a estos diversos criterios operacionales, la cantidad de materiales en uso para diafragmas también fue creciendo, y ahora consiste en tres subgrupos básicos: cauchos sintéticos, como ser Neopreno, Buna-N, monómero de etileno propileno dieno (EPDM) y Viton; elastómeros termoplásticos (TPEs), como ser poliuretano, Santoprene, Hytrel y Geolast; y politetrafluoroetileno (PTFE o Teflón).

Asimismo, se han hecho avances en el diseño de los diafragmas que ayudan a hacer que la bomba AODD tenga un funcionamiento más higiénico, lo que habilita su uso en aplicaciones de manufactura sensibles a la contaminación, como ser alimentos y bebidas, productos farmacéuticos y de cuidado personal. Los diseños de diafragma de pistón integral ubican las placas de conexión con el eje dentro del mismo diafragma, lo que implica que se eliminaron todas las zonas donde pudiera quedar atrapado producto entre el pistón y el diafragma, así como los puntos de fugas, resultando en una disminución de la posibilidad de que sucedan contaminaciones o pérdidas.

La fabricación de químicos comprende algunos de los procesos industriales más elaborados y complejos del mundo. La complejidad de la manufactura de químicos queda en evidencia al ver el gran número de operaciones unitarias que deben completarse durante todo el proceso de manufactura.

La performance de la bomba AODD dependerá de la presión de admisión de aire que reciba la bomba y la presión con la que se encuentre en el sistema. Si hay una presión de succión adecuada, el fluido fluirá hacia la bomba y será descargado según la relación entre la presión de aire que opera la bomba y la presión del sistema.

Figura 2. Una de las principales ventajas de las bombas AODD es la simplicidad de su integración a los espacios ya ocupados por la planta.

Esto se denomina “velocidad de operación infinitamente variable”. Si la presión del sistema aumentara de manera inesperada, la bomba seguirá operando hasta que la presión del aire de la admisión y del sistema se equiparen. Luego de eso, la bomba AODD se detendrá (en lo que se conoce como una condición de “operación en vacío”) sin ningún daño al equipo. La bomba comenzará nuevamente a funcionar cuando la presión del sistema caiga por debajo de la presión de aire de operación, lo cual es de particular importancia en los procesos por lotes.

En resumen, las bombas AODD pueden igualar las supuestas ventajas que otras bombas pudieran tener, mientras que también ponen en evidencia algunas de sus desventajas operativas:

• Las bombas AODD son en gran medida apropiadas para su uso con líquidos de alta viscosidad y pueden desplazar con facilidad fluidos que van desde aquellos que tienen características similares al agua, hasta los de media y muy alta viscosidad.
• Las bombas AODD pueden funcionar en seco y vaciar las líneas de descarga sin dañarse; si las presiones son demasiado altas, la bomba simplemente dejará de operar, pero no se dañará.
• Las bombas AODD son dispositivos muy simples (figura 2), y los accesorios para controlarlas típicamente consisten de controladores de solenoide, contador de ciclos de bombeo y montajes de amortiguación de pulsaciones.
• Los costos operativos y totales se reducen a lo largo de la vida útil de operación de una bomba AODD en comparación a otras tecnologías.

Desde su creación, la bomba industrial se ha enfrentado a la misma demanda por parte de sus operadores: llevar a cabo sus tareas de manera confiable y con una cantidad mínima de tiempo de inactividad y costos adicionales de reparación o reemplazo. Las características de operación de las bombas AODD (capacidad de operación en seco, alta succión de elevación, manejo de partículas, para nombrar algunas) las hacen aptas para fabricantes químicos que buscan una tecnología de bombeo que combine un consumo de energía con costos razonables con un flujo altamente optimizado.