Picar, cortar y moler: entender las bombas de manejo de sólidos

Apr 18, 2023

Podría decirse que las bombas son las piezas de equipo más importantes y predominantes para cualquier instalación. La capacidad de transportar fluidos de manera confiable y eficiente es fundamental para el mundo moderno. Sin embargo, los usuarios casi nunca tienen el lujo de transportar un líquido puro como el agua limpia; en cambio, se les deja lidiar con lo que queda. La confiabilidad del bombeo no se basa únicamente en el rendimiento mecánico, sino también en el rendimiento del manejo de sólidos. La obstrucción y el atascamiento representan el tiempo de inactividad del sistema, mientras que el taponamiento de las tuberías y los accesorios aguas arriba puede ser más problemático. En base a esta realidad, se hace evidente la necesidad de bombas para el manejo de sólidos.

Las bombas centrífugas y de desplazamiento positivo que no se obstruyen se usan ampliamente en aplicaciones de manejo de sólidos. Comúnmente se especifica un tamaño máximo de sólidos, o paso de bola, que denota el diámetro máximo de esfera que puede pasar de manera confiable a través de la bomba. Esta técnica puede funcionar para algunas aplicaciones con bombas más grandes y un tamaño de sólidos esperado más pequeño, pero muchas veces, este no es el caso. El bombeo de aguas residuales comúnmente experimenta sólidos impredecibles y/o de gran tamaño que pueden requerir una tecnología de bombeo de manejo activo de sólidos que no solo permita pasivamente que los sólidos pasen a través de la bomba, sino que los reduzca y acondicione activamente.

Si bien se han propuesto varios esquemas de manejo de sólidos, existen tres tipos principales de bombas activas de manejo de sólidos: bombas trituradoras, bombas cortadoras y bombas trituradoras. Desafortunadamente, debido a la falta de una hibridación y una definición formal universalmente aceptada, puede ser difícil entender en qué categoría se encuentra una bomba.

Aquí hay algunas definiciones propuestas que proporcionan una distinción significativa entre bombas trituradoras, trituradoras y cortadoras.

Las superficies hidráulicas en una bomba trituradora son parte integral del manejo de sólidos, cortando directamente los sólidos usando el impulsor. Mientras que otros diseños de bombas pueden hacer uso similar de elementos estacionarios y giratorios para manejar sólidos, es más exacto entenderlos como bombas cortadoras.

El concepto central es que, con una bomba trituradora, es imposible separar el triturado del bombeo. Por el contrario, una bomba cortadora puede tener la característica de corte separada del bombeo. Esto tiene la ventaja de permitir que las bombas cortadoras usen varios tipos de impulsores, pero los componentes agregados pueden agregar complejidad y aumentar los requisitos de potencia.

Una versión más especializada de una bomba cortadora es una bomba trituradora. Una bomba trituradora se define por la integración de un mecanismo triturador en lugar de, o además de, cualquier implemento de corte. Esto contribuye a los aumentos en el consumo de energía y la reducción de la capacidad de la bomba, pero proporciona el tamaño de sólidos de descarga más controlado. Esto las hace adecuadas para aplicaciones como sistemas sépticos, donde las tuberías más pequeñas y la confiabilidad resultan más importantes que la eficiencia, pero en la práctica, los usuarios rara vez verán bombas trituradoras en aplicaciones de bombeo de mayor capacidad.

En la industria, los términos bomba trituradora y bomba cortadora se usan indistintamente por los fabricantes, mientras que el término bomba trituradora se usa de manera bastante consistente. Además de la falta de una definición formal mencionada anteriormente, la razón principal de esto es que la mayoría de las bombas picadoras y cortadoras contemporáneas son variantes híbridas de los dos estilos.

La bomba picadora que se muestra en la Imagen 1 es un ejemplo de ello. Utiliza el impulsor para cortar contra una barra de corte estacionaria para proporcionar la acción de corte, pero también hay varios cortadores integrados en la bomba. Hay un cortador externo que corta las fibras y evita que los artículos obstruyan la succión, un cortador superior detrás del impulsor que evita que las fibras se enreden en el sello mecánico y el eje y un cortador de inserción en la placa posterior para mantener las paletas de bombeo en la parte posterior del el impulsor se atasque. Por lo tanto, si bien podría comercializarse como una bomba cortadora, tiene cortadores que, sin el impulsor cortador, la convertirían en una bomba cortadora.

Alternativamente, la bomba de otro fabricante podría no contar con un impulsor de corte o podría ser una característica secundaria de un sistema de corte primario, por lo que podría comercializarse como una bomba de corte. Independientemente del etiquetado, la decisión sobre qué tipo de bomba usar debe basarse en las necesidades de la aplicación, y esas necesidades se han vuelto más severas.

Nuevas aguas residuales es un término que se ha convertido en una palabra de moda en la industria de las aguas residuales. Los aumentos en la eficiencia del uso del agua han concentrado la fuerza de las aguas residuales, mientras que los cambios en las preferencias de los consumidores de papel higiénico a toallitas de fibra tejida han causado que muchos sistemas de recolección sufran un serio dolor de cabeza debido al mantenimiento de bombas envueltas y obstruidas. Además de esto, cuando se agrega grasa a la ecuación, se obtienen informes de la aparición de fatbergs en las alcantarillas desde Londres hasta Detroit.

Esta evolución en las aguas residuales ha provocado pedidos de cambios en el etiquetado de las toallitas y esfuerzos para educar al público sobre los productos desechables. Además, ha llevado a los departamentos de salud a tomar medidas enérgicas contra la eliminación ilícita de grasa en el alcantarillado, pero el mayor cambio ha sido para las personas en la línea del frente que luchan diariamente para mantener el flujo de los alcantarillados sanitarios.

Nonclog puede sentirse como un nombre inapropiado en ciertas aplicaciones. Las estaciones de bombeo en ubicaciones clave requieren mantenimiento casi a diario, y los camiones aspiradores funcionan a tiempo completo, lo que genera estrés en los presupuestos ajustados y requiere llamadas costosas. Si esto le suena familiar, puede ser el momento de evaluar la tecnología de manejo de sólidos del usuario. Los distritos de restaurantes, los hoteles, las viviendas para personas de la tercera edad y los centros penitenciarios son ejemplos de lugares tradicionales para tareas severas. El reemplazo estratégico en ubicaciones clave con una bomba cortadora/picadora puede brindar períodos de recuperación atractivos, a veces medidos en meses en lugar de años.

Dentro de la instalación de tratamiento, con concentraciones de sólidos más altas y el desvío más frecuente de la pantalla causado por la infiltración y el flujo entrante de alcantarillas envejecidas, las bombas activas de manejo de sólidos deben ser una consideración regular. Las instalaciones industriales y de fabricación también deben evaluar sus aplicaciones de manejo de sólidos. El envoltorio y la obstrucción de las bombas conduce a la pérdida de producción además de los gastos de mantenimiento. Los usuarios deben considerar buscar una tecnología de bomba de manejo de sólidos más robusta cuando experimenten problemas de bombeo regulares.

Dependiendo de la aplicación específica, hay diferentes características que los usuarios querrán buscar en una selección de bomba. Los sólidos fibrosos y fibrosos requieren cortadores con holguras fáciles de mantener para evitar problemas de atascos y envolturas, mientras que los sólidos voluminosos más grandes necesitarán aberturas más grandes y características de corte. Puede haber algunos casos en los que uno de estos tipos de sólidos no esté presente, pero en general, los usuarios tendrán una combinación de ambos y requerirán una bomba que pueda proporcionar esta función dual. Trabaje con el proveedor de la bomba para asegurarse de que comprende las necesidades del usuario y proporciona una solución para la aplicación específica. Solicite instalaciones de referencia y comprenda lo que se está bombeando.

Las nuevas aguas residuales están cambiando el panorama de las aguas residuales y suceden al mismo tiempo que comienza un fuerte período de inversión y renovación de infraestructura. Ahora es el momento de realizar mejoras clave en la resiliencia de los sistemas de aguas residuales para enfrentar los desafíos del mañana.

Erik Larson es un ingeniero de procesos sénior de Vaughan Company, Inc. Puede comunicarse con él en [email protected]. Para obtener más información, visite chopperpumps.com.