Cuando se bombea melaza, chocolate, asfalto o cualquier fluido espeso y viscoso, una bomba inadecuada no solo ofrece un rendimiento inferior, sino que falla de forma catastrófica, a menudo en el peor momento posible. Hemos trabajado con instalaciones que tienen dificultades para transportar materiales mediante bombas que no están diseñadas para ello, lo que provoca constantes problemas de mantenimiento, desperdicio de producto y costosos tiempos de inactividad.
En AMED-US, hemos trabajado con industrias de toda América del Norte y del Sur que dependen del transporte fiable de fluidos viscosos cada día. Desde plantas de asfalto en Miami hasta instalaciones de procesamiento de alimentos en América Latina, la solución casi siempre se reduce a una tecnología: las bombas de engranajes internos. Y cuando se trata de bombas de engranajes internos, Viking Pump ha marcado la pauta durante más de un siglo.
La bomba de engranajes internos fue inventada en 1904 por Jens Nielsen, fundador de Viking Pump, cuando necesitaba extraer agua de su cantera de piedra caliza en Iowa. El revolucionario principio de «engranaje dentro de otro engranaje» que desarrolló sigue siendo la base del diseño moderno de las bombas de engranajes internos. Hoy en día, las bombas Viking transportan todo tipo de productos, desde chocolate en fábricas de confitería hasta petróleo crudo pesado en refinerías, y manejan viscosidades que van desde líquidos tan fluidos como el agua hasta materiales que superan los 2 000 000 SSU (440 000 cSt).
Comprender las ventajas de las bombas de engranajes internos
La belleza de las bombas de engranajes internos reside en su diseño elegante y sencillo. Dos engranajes, uno dentro del otro, crean cavidades selladas que atrapan y mueven el fluido. El engranaje rotor más grande tiene dientes internos, mientras que el engranaje intermedio más pequeño se encuentra descentrado dentro de él. Un espaciador en forma de media luna separa los puertos de succión y descarga. A medida que los engranajes giran, crean zonas de baja presión que atraen el fluido hacia la bomba, lo transportan entre los dientes de los engranajes a ambos lados de la media luna y luego lo descargan cuando los engranajes se engranan.
Este mecanismo de desplazamiento positivo ofrece varias ventajas fundamentales con respecto a las bombas centrífugas cuando se manipulan materiales viscosos. Según el Instituto Hidráulico, mientras que la eficiencia de las bombas centrífugas disminuye drásticamente al aumentar la viscosidad, las bombas de desplazamiento positivo, como las bombas de engranajes internos, funcionan mejor con fluidos más espesos. Una mayor viscosidad reduce el deslizamiento interno (el fluido que se filtra a través de los espacios libres), lo que aumenta la eficiencia volumétrica. Algunas configuraciones de bombas de engranajes internos Viking pueden manejar fluidos con viscosidades de hasta 1 000 000 SSU.
El flujo suave y sin pulsaciones de las bombas de engranajes internos es otra ventaja significativa. A diferencia de las bombas recíprocas, que generan picos de presión, o incluso de las bombas de engranajes externos, que pueden producir más pulsaciones, las bombas de engranajes internos proporcionan un flujo casi constante. Esto es muy importante en aplicaciones que requieren una dosificación precisa, minimizar el cizallamiento del producto o evitar la vibración del sistema.
Hemos visto la diferencia de primera mano en aplicaciones de asfalto. El asfalto a temperatura ambiente es esencialmente sólido, pero cuando se calienta a 300 °F o más, fluye como el petróleo pesado. La bomba debe manejar estos cambios drásticos de viscosidad de manera confiable. Las bombas de engranajes internos con camisa de Viking mantienen la temperatura del producto en todo el cuerpo de la bomba, lo que evita la solidificación que bloquearía la unidad. Sus holguras ajustables permiten a los operadores compensar el desgaste con el tiempo o adaptarse a diferentes rangos de viscosidad sin reemplazar toda la bomba.
Por qué los fluidos viscosos requieren soluciones de bombeo especializadas
La viscosidad cambia radicalmente el comportamiento de los fluidos en los sistemas de bombeo. El agua fluye a aproximadamente 1 centipoise (cP), mientras que los materiales que estamos analizando oscilan entre cientos y cientos de miles de cP. Según las normas ASTM D445 para la medición de la viscosidad, estos materiales espesos plantean retos de bombeo muy diferentes.
Las bombas centrífugas dependen de la velocidad para crear presión. Cuando se introduce un fluido viscoso, las pérdidas por fricción dentro de la bomba aumentan drásticamente. El impulsor debe trabajar mucho más para acelerar el fluido espeso, y el deslizamiento entre el impulsor y la carcasa aumenta. El rendimiento se degrada rápidamente a medida que la viscosidad supera los 500 SSU. Hemos visto instalaciones que intentan compensar esto sobredimensionando las bombas centrífugas o añadiendo más potencia, pero esto rara vez resuelve el problema subyacente y a menudo crea nuevos problemas, como la generación excesiva de calor o la degradación del producto por el alto cizallamiento.
Las bombas de engranajes internos adoptan el enfoque contrario. Son máquinas de desplazamiento positivo que atrapan un volumen fijo y lo impulsan mecánicamente a través del sistema. Según la revista Pumps & Systems, las bombas de desplazamiento positivo proporcionan un caudal constante independientemente de la contrapresión, lo que las hace muy fiables en aplicaciones exigentes con fluidos viscosos. La velocidad de la bomba determina el caudal, no la presión del sistema. Esto se traduce en un rendimiento predecible y controlable, incluso cuando la viscosidad cambia con la temperatura o la formulación del producto.
La temperatura desempeña un papel crucial en el manejo de fluidos viscosos. La mayoría de los fluidos espesos se vuelven más fluidos cuando se calientan. El chocolate, que es sólido a temperatura ambiente, fluye suavemente a 120 °F. El asfalto, que a 70 °F tiene una consistencia similar al hormigón, se bombea fácilmente a 350 °F. Los diseños con camisa de Viking Pump mantienen una temperatura constante del fluido en toda la bomba, lo que evita la formación de puntos fríos donde el material podría solidificarse y provocar fallos. Sus líneas de productos especializados incluyen bombas diseñadas específicamente para chocolate, asfalto y otros materiales viscosos sensibles a la temperatura.
La tecnología de engranajes internos líder en el sector de Viking Pump
Viking Pump no solo inventó la bomba de engranajes internos, sino que lleva más de 110 años perfeccionando y mejorando continuamente la tecnología. Lo que comenzó como una sola bomba en una cantera de Iowa se ha convertido en millones de bombas que funcionan en todo el mundo en prácticamente todos los sectores que manejan fluidos viscosos.
La serie Viking 4124A representa su diseño universal de bomba de engranajes internos, que ofrece la más amplia selección de materiales, configuraciones de puertos, opciones de sellado y tamaños. Estas bombas cuentan con holguras finales ajustables que permiten a los operadores optimizar el rendimiento para rangos de viscosidad específicos. ¿Utiliza disolventes fluidos a 10 cP? Apriete las holguras para obtener la máxima eficiencia volumétrica. ¿Bombea adhesivos espesos a 50 000 cP? Abra las holguras para reducir el consumo de energía y mantener el caudal. Esta capacidad de ajuste prolonga la vida útil de la bomba y permite que un único diseño de bomba pueda manejar un amplio rango de viscosidad.
Las opciones de sellado que ofrece Viking demuestran su comprensión de las aplicaciones del mundo real. Las juntas funcionan bien para muchas aplicaciones, pero pueden tener fugas con ciertos fluidos. Los sellos mecánicos proporcionan una mejor prevención de fugas, pero añaden complejidad y coste. La tecnología de sellado O-Pro patentada por Viking utiliza múltiples juntas tóricas para crear una barrera resistente a las fugas y fácil de mantener con lubricación con grasa limpia. Para aplicaciones específicas con chocolate, Viking ha desarrollado su serie 224A-CHC con materiales aptos para uso alimentario que cumplen la norma EC 1935/2004, con juntas tóricas que evitan los problemas de filtración de manteca de cacao que afectan a las bombas empaquetadas tradicionales en el servicio de chocolate.
La selección de materiales es fundamental cuando se bombean fluidos corrosivos o abrasivos. Viking ofrece bombas de hierro fundido, hierro dúctil, acero inoxidable y otras aleaciones especializadas. Todos los componentes húmedos, desde engranajes hasta bujes y juntas, pueden especificarse para que sean compatibles químicamente con el fluido específico que se bombea. Esta atención a la ciencia de los materiales evita fallos prematuros que se producen cuando los operadores intentan forzar el uso de equipos estándar en aplicaciones especiales.
En AMED-US distribuimos la línea completa de bombas Viking, lo que permite a nuestros clientes acceder a todo tipo de productos, desde bombas universales estándar hasta unidades altamente especializadas diseñadas para industrias específicas. Nuestro equipo técnico trabaja directamente con los ingenieros de Viking para determinar la configuración de bomba adecuada para cada aplicación, teniendo en cuenta no solo la viscosidad, sino también la temperatura, la compatibilidad química, los caudales requeridos, las presiones del sistema y las preferencias de mantenimiento.
Aplicaciones en todos los sectores
La versatilidad de las bombas de engranajes internos Viking se refleja en la amplia gama de industrias que las utilizan a diario. En aplicaciones de asfalto y techado, las bombas con camisa Viking transportan asfalto líquido caliente y emulsiones de asfalto a temperaturas de hasta 450 °F. Las bombas manejan tanto asfalto limpio como asfaltos rellenos que contienen partículas para materiales de techado. Las camisas calefactoras evitan que el material se solidifique en la bomba durante las paradas, mientras que las holguras ajustables compensan los cambios de viscosidad inherentes al trabajo con asfalto.
El procesamiento de alimentos y bebidas exige no solo rendimiento, sino también un diseño higiénico y el cumplimiento de las normas de seguridad alimentaria. Las bombas Viking manejan chocolate, jarabes, aceites de cocina, nata, productos derivados del huevo y otros innumerables alimentos viscosos. Sus bombas 224A-CHC específicas para chocolate evitan los problemas de fugas y bloqueos que históricamente han afectado a las fábricas de chocolate. Según las guías de aplicación de Viking Pump, las instalaciones que manipulan chocolate suelen utilizar más de 200 bombas Viking, que transportan los materiales a lo largo de todas las etapas, desde el procesamiento de los granos hasta el envasado del producto final.
El procesamiento químico depende de las bombas de engranajes internos Viking para transferir ácidos, bases, disolventes, polímeros, resinas y otros productos químicos viscosos o corrosivos. Las bombas pueden fabricarse con materiales resistentes a los productos químicos, incluyendo diversos grados de acero inoxidable y aleaciones exóticas. Las configuraciones sin sellado con accionamiento magnético eliminan por completo los sellos del eje, lo que garantiza una ausencia total de fugas para productos químicos peligrosos, en los que incluso las fugas más pequeñas pueden suponer un problema de seguridad o de cumplimiento de la normativa medioambiental.
Las operaciones petroleras y gasísticas utilizan bombas Viking para el trasvase de petróleo crudo, la manipulación de fuelóleo, la circulación de aceite lubricante y aplicaciones de inyección en tuberías. Su línea de bombas de engranajes externos complementa a las bombas de engranajes internos en aplicaciones de alta presión, con modelos capaces de soportar presiones sostenidas de hasta 500 PSI o un servicio intermitente de hasta 2500 PSI. Hemos suministrado bombas Viking para plataformas marinas, refinerías y terminales de combustible a granel en toda América.
La fabricación de productos farmacéuticos y de cuidado personal requiere un manejo cuidadoso de los productos sensibles al cizallamiento, combinado con un diseño higiénico que facilite la limpieza. La línea de bombas higiénicas de Viking ofrece diseños que cumplen con la norma 3A, con superficies lisas, construcción sin hendiduras y capacidad CIP/SIP. Estas bombas transfieren lociones, cremas, ungüentos y otras formulaciones viscosas sin degradar la calidad del producto.
Selección de la configuración adecuada de la bomba de engranajes internos
La selección adecuada de la bomba comienza con la definición precisa de las propiedades del fluido y los requisitos del sistema. Siempre solicitamos a los clientes datos sobre la viscosidad a temperaturas de funcionamiento reales, no solo especificaciones a temperatura ambiente. La viscosidad varía considerablemente con la temperatura en la mayoría de los fluidos. Esa variación afecta a todo, desde el tamaño de la bomba hasta la potencia del motor y la selección de juntas.
Los requisitos de caudal deben tener en cuenta tanto la demanda normal como la máxima. Las bombas de engranajes internos Viking son dispositivos de desplazamiento positivo, lo que significa que el caudal es proporcional a la velocidad. Si necesita 50 galones por minuto en funcionamiento normal, pero ocasionalmente necesita 75 GPM, podemos especificar el desplazamiento de la bomba y el motor adecuados para manejar ese rango. Los variadores de velocidad proporcionan aún más flexibilidad, lo que permite un control preciso del caudal y reduce el consumo de energía durante los periodos de menor demanda.
Los requisitos de presión afectan al diseño de la bomba y a la selección de juntas. Las bombas de engranajes internos suelen utilizarse en aplicaciones que van desde la transferencia a baja presión (menos de 50 PSI) hasta servicios de presión moderada (150-250 PSI). Para presiones más altas, pueden ser más adecuadas las bombas de engranajes externos o las configuraciones especiales de Viking. Siempre tenemos en cuenta la altura total del sistema, incluyendo la elevación estática, las pérdidas por fricción y los requisitos de presión de descarga.
La configuración y las conexiones de los puertos parecen detalles menores, pero influyen en la facilidad de instalación y la fiabilidad a largo plazo. Viking ofrece disposiciones de puertos en ángulo recto, opuestos, superiores y personalizados para simplificar las tuberías y reducir los requisitos de espacio. El diseño de la carcasa ProPort permite la conversión in situ entre diferentes tipos de conexión sin necesidad de sustituir toda la bomba. Esta flexibilidad ha ahorrado a nuestros clientes una cantidad significativa de tiempo y dinero cuando se modifican los diseños de los sistemas o se reubican las bombas.
La disposición del motor y el accionamiento debe considerarse cuidadosamente para aplicaciones con fluidos viscosos. Muchas bombas Viking funcionan a velocidades reducidas utilizando reductores de engranajes o transmisiones por correa en lugar de acoplamiento directo al motor. Los fluidos más espesos requieren velocidades más lentas para evitar la cavitación y un consumo excesivo de energía. Los diseños de acoplamiento cerrado de Viking con reductores de engranajes integrados proporcionan soluciones compactas y eficientes para instalaciones con limitaciones de espacio.
Consideraciones sobre mantenimiento y fiabilidad
Una de las razones por las que las bombas de engranajes internos Viking dominan las aplicaciones de fluidos viscosos es su diseño intrínsecamente sencillo y robusto, que requiere un mantenimiento mínimo. Con solo dos piezas móviles (el rotor y los engranajes intermedios), hay menos elementos que se desgasten o fallen en comparación con las bombas que cuentan con docenas de componentes de precisión.
El mantenimiento regular consiste principalmente en supervisar las holguras, inspeccionar las juntas y comprobar el desgaste de los engranajes y los casquillos. El diseño de holgura ajustable de Viking permite compensar el desgaste sin necesidad de sustituir la bomba. A medida que los engranajes y los casquillos se desgastan ligeramente con el tiempo, lo que reduce la eficiencia volumétrica, los técnicos solo tienen que ajustar las placas de holgura para restablecer el rendimiento máximo. Esta característica prolonga considerablemente la vida útil de la bomba en comparación con los diseños de holgura fija, que requieren una reconstrucción completa cuando disminuye la eficiencia.
La vida útil de los sellos varía según la aplicación, pero por lo general proporcionan años de servicio sin problemas. Las juntas requieren un ajuste periódico para mantener una compresión adecuada. Los sellos mecánicos suelen durar hasta que las caras se desgastan o los elastómeros envejecen. Los sellos O-Pro de Viking en aplicaciones de chocolate y otras aplicaciones especiales han demostrado una longevidad excepcional, con algunas instalaciones que funcionan más de cuatro años sin necesidad de sustituir los sellos.
El diseño extraíble trasero de muchos modelos de bombas Viking agiliza el mantenimiento. Los técnicos pueden acceder a los componentes internos retirando el conjunto del soporte sin desconectar las tuberías ni retirar la bomba del sistema. Esto reduce el tiempo de mantenimiento y permite que el equipo vuelva a funcionar más rápidamente. Formamos a los equipos de mantenimiento de las instalaciones en los procedimientos adecuados de servicio de las bombas Viking para maximizar el tiempo de actividad y la vida útil de los equipos.
La disponibilidad de repuestos es fundamental para aplicaciones críticas de bombeo. Como distribuidor autorizado de Viking Pump, AMED-US mantiene un inventario de repuestos de uso común, incluyendo kits de sellos, juegos de engranajes, bujes y juntas. Nuestro almacén en Miami atiende a clientes de toda América del Norte y del Sur, con el apoyo adicional de nuestros equipos en Medellín, Santiago y Guayaquil. Cuando una bomba necesita atención inmediata, normalmente podemos enviar las piezas el mismo día o al día siguiente para minimizar el tiempo de inactividad.
Trabajando con AMED-US para satisfacer sus necesidades de bombeo
Seleccionar y especificar la bomba adecuada para aplicaciones con fluidos viscosos requiere experiencia y conocimientos especializados. El equipo de AMED-US cuenta con décadas de experiencia colectiva trabajando con bombas Viking en diversos sectores y aplicaciones. No solo vendemos equipos, sino que colaboramos con los clientes para resolver los retos que plantean los sistemas de bombeo y optimizar el rendimiento de los sistemas.
El proceso comienza con la comprensión de su aplicación específica. ¿Qué es exactamente lo que bombea? ¿A qué viscosidad y temperatura? ¿Qué caudales y presiones requiere su proceso? ¿Cuáles son sus limitaciones de espacio y preferencias de instalación? Nuestros ingenieros hacen preguntas detalladas para caracterizar completamente los requisitos antes de recomendar soluciones.
A continuación, aprovechamos nuestra colaboración con Viking Pump para especificar la configuración óptima de la bomba. Puede tratarse de un modelo estándar del catálogo para aplicaciones comunes, o puede requerir características personalizadas, como materiales especiales, disposiciones únicas de los puertos o diseños modificados de la camisa. El equipo de ingeniería de Viking trabaja directamente con nosotros para desarrollar soluciones para aplicaciones complejas que van más allá de las ofertas estándar.
Nuestro soporte continúa durante la instalación, la puesta en marcha y el funcionamiento continuo. Proporcionamos orientación técnica sobre las prácticas de instalación adecuadas, los procedimientos de puesta en marcha y los parámetros operativos. Nuestros técnicos pueden estar presentes durante las puestas en marcha críticas para garantizar que todo funcione correctamente desde el primer día. Cuando surgen preguntas o problemas, nuestro equipo de atención al cliente, siempre atento, proporciona un soporte rápido para que sus operaciones sigan funcionando sin problemas.
Además de Viking Pump, representamos a otros fabricantes líderes, como Grundfos, Baldor, ABB, WEG y Sumitomo. Esta amplia base de fabricantes nos da flexibilidad para recomendar la solución realmente adecuada, en lugar de imponer una marca para todas las aplicaciones. En el caso de las bombas de engranajes, especialmente para fluidos viscosos, Viking Pump sigue siendo nuestra primera opción por su rendimiento probado, su diseño innovador y su inigualable experiencia en el sector.
El futuro del bombeo de fluidos viscosos
La tecnología de bombeo sigue avanzando incluso en diseños consolidados como las bombas de engranajes internos. Las capacidades de monitorización digital y mantenimiento predictivo se están integrando en los sistemas de bombeo, lo que proporciona datos de rendimiento en tiempo real y alertas tempranas de problemas incipientes. Los sensores de monitorización del estado registran la vibración, la temperatura, la presión y el consumo de energía, detectando anomalías antes de que provoquen fallos.
Los avances en la ciencia de los materiales permiten que las bombas puedan manejar productos químicos cada vez más agresivos y condiciones de funcionamiento más extremas. Los nuevos diseños y materiales de las juntas prolongan la vida útil y reducen los requisitos de mantenimiento. La dinámica de fluidos computacional (CFD) permite a los ingenieros optimizar las vías de flujo internas para obtener la máxima eficiencia con tipos de fluidos específicos.
Las consideraciones de sostenibilidad están impulsando mejoras en la eficiencia energética y la minimización de pérdidas de producto. Los mejores diseños de sellado reducen la pérdida de fluidos y la contaminación. Los motores y accionamientos más eficientes reducen el consumo de energía. Los materiales mejorados prolongan la vida útil de los equipos, lo que reduce el consumo de recursos para la fabricación de componentes de repuesto.
La integración de la Industria 4.0 incorpora las bombas a ecosistemas de plantas conectadas, donde los equipos comunican su estado, coordinan las operaciones y optimizan el rendimiento de forma automática. Las bombas inteligentes pueden ajustar los parámetros de funcionamiento en función de las condiciones aguas arriba y aguas abajo, manteniendo una eficiencia óptima del sistema sin intervención manual.
Tomar la decisión correcta
Si maneja fluidos viscosos, ya sea asfalto, chocolate, polímeros, adhesivos o cualquiera de los miles de materiales espesos que existen, la bomba de engranajes internos ha demostrado ser el estándar de la industria por una buena razón. La tecnología funciona, es fiable y, cuando se selecciona y mantiene adecuadamente, ofrece años de servicio sin problemas.
Los más de cien años de experiencia de Viking Pump en el diseño y la fabricación de bombas de engranajes internos garantizan que usted obtendrá equipos perfeccionados a través de millones de instalaciones en todo el mundo. Desde sus bombas universales originales de la serie 32 hasta diseños altamente especializados para aplicaciones específicas, Viking ofrece soluciones probadas para prácticamente cualquier desafío relacionado con el bombeo de fluidos viscosos.
En AMED-US, nos comprometemos a ayudarle a encontrar e implementar la solución de bombeo adecuada. Ya sea que esté reemplazando equipos obsoletos, diseñando un nuevo sistema o solucionando problemas actuales, nuestro equipo aporta la experiencia y las asociaciones con fabricantes para ofrecer soluciones eficaces.
¿Está listo para resolver sus retos en el bombeo de fluidos viscosos? Explore nuestra línea completa de productos Viking Pump o póngase en contacto con nuestro equipo técnico para obtener asistencia personalizada. Prestamos servicio a clientes de todo Estados Unidos, Latinoamérica y el Caribe con equipos, repuestos, servicio y asistencia técnica. Permítanos mostrarle por qué las bombas de engranajes internos Viking siguen siendo el estándar del sector para manejar las aplicaciones más exigentes con fluidos viscosos.
