BOMBAS DOSIFICADORAS

La bomba dosificadora es un equipo de desplazamiento positivo que tiene como objetivo inyectar un líquido, que usualmente es un químico, en otro fluido, gas o vapor. El líquido se suele inyectar en cantidades pequeñas y controladas de manera precisa.

Toda bomba dosificadora debe permitir el ajuste del caudal de manera lineal. Es importante que el equipo de bombeo garantice la repetitividad y nivel de precisión requerida en el proceso en el que es utilizada.

Generalmente operadas a través de motor eléctrico o actuador de aire. Las bombas dosificadoras Milton Roy son equipos de dosificación muy confiables utilizados en diversas aplicaciones industriales.

• Ajuste de pH de agua a través de distintos tipos de ácidos
• Aplicación de fertilizantes y productos de control de plaga en viveros, invernaderos, etc.
• Desinfección de agua con hipoclorito de sodio
• Dilución de jabón en lavados de autos
• Dosificación de medicamentos en ganadería
• Dosificación de químicos en tratamiento de agua
• Extracción de petróleo, gas y derivados
• Industria farmacéutica y cosmética
• Mezcla y distribución de nutrientes para plantas en hidroponía
• Preparación de pegamentos y aditivos en la industria de pulpa y papel
• Saneamiento y desinfección en la industria alimenticia

La mayoría de las bombas dosificadoras utilizan un diafragma reciprocante, el cual forma un sellado robusto pero flexible entre el mecanismo de potencia de la bomba y el cabezal o cámara líquida.

Los diafragmas son de diversos materiales resistentes, flexibles y de alta duración. Los materiales de construcción de los diafragmas más comunes son el teflón (PTFE) y EPDM. La función del diafragma es atraer y presurizar el líquido a dosificar dentro del cabezal, el cual está equipado con una succión unidireccional y válvulas de descarga que permiten que el líquido sea atraído hacia el cabezal por el movimiento de retracción del diafragma, luego es presurizado y descargado por el movimiento hacia adelante del diafragma.

Las bombas que operan mediante un pistón o émbolo, funcionan de manera muy similar a éstas que operan con diafragma.

El caudal y presión son determinados por el mecanismo de potencia, el volumen del cabezal de la bomba y la robustez del diafragma y cabezal.

Nota:

Las bombas dosificadoras peristálticas funcionan de forma muy diferente a las bombas dosificadoras de diafragma. En las peristálticas, una leva rotatoria gira alrededor del tubo que lleva el líquido, presionándolo contra la superficie de la cámara interna, forzando al líquido a través del tubo y creando un sello temporal por detrás.

Debido a su diseño, la presión generada por este tipo de bomba es generalmente menor que la presión de una bomba de diafragma por lo que son utilizadas principalmente en aplicaciones de baja presión.

Las diferencias principales entre los distintos tipos de bombas dosificadoras radican en el mecanismo de potencia, la construcción de los materiales del extremo líquido y la forma de controlar la bomba. Las bombas dosificadoras de diafragma son las más comunes en el mercado.

Las bombas dosificadoras electromagnéticas son de diseño sencillo y económico. Utilizadas en aplicaciones que requieren presiones y caudales bajos. Menores de 250 PSI y hasta 20 GPH.

Para este tipo de dosificadoras existen versiones manuales y digitales.

Operan mediante un mecanismo basado en un diafragma y son controladas mediante una bobina de solenoide que succiona e inyecta el líquido mediante pulsos. El tiempo entre pulsos controla el flujo. Cuentan con dos válvulas check, que impiden el reflujo del medio de dosificación durante el bombeo. La potencia de dosificación puede ser ajustada con precisión, mediante la longitud y frecuencia de la carrera.

Utilizadas en la dosificación de productos como desinfectantes, inhibidores de corrosión, biosidas, agentes de floculación, entre otros.

Principalmente operan en plantas tratadoras de agua, en la industria papelera, y en la de producción de plásticos.

Nota: la imagen mostrada corresponde a las bombas dosificadoras digitales y manuales de la Serie PD de LMI Milton Roy

Las bombas dosificadoras  de diafragma mecánicamente actuado son utilizadas para presiones de hasta 175 PSI. Operan mediante un diafragma y un pistón ayudados de válvulas en la succión y la descarga del equipo.

La cámara es llenada por el movimiento del pistón y el líquido va saliendo a una velocidad uniforme que produce un flujo casi constante. Algunas bombas son capaces de usar tasas de dosificación variables.

Estos equipos de bombeo tienen la ventaja de estar cerrados herméticamente haciéndolos ideales para trabajar con fluidos peligrosos y corrosivos. No tener sellos los hace muy confiables en su operación ya que no presentan fugas de fluido.

Utilizadas principalmente para la dosificación de agentes desinfectantes, tratamiento de agua y gran variedad de químicos incluyendo líquidos agresivos, peligrosos y dañinos, siendo unas de las preferidas por los usuarios por su práctico mantenimiento.

Algunos modelos pueden operar con fluidos más viscosos de los que puede utilizar una bomba dosificadora electromagnética.

Nota: la imagen mostrada corresponde al modelo SG de Milton Roy Serie G.

Las bombas dosificadoras de diafragma hidráulicamente actuado son similares en componentes a las dosificadoras de diafragma mecánicamente actuadas, en estos equipos el pistón o émbolo, no está en contacto directo con el diafragma. Entre el pistón y el diafragma se encuentra un aceite hidráulico, el movimiento reciprocante del pistón presuriza este aceite, el cual empuja el diafragma.

El diafragma hidráulicamente actuado permite trabajar con presiones y flujos más altos que las bombas de diafragma mecánicamente actuadas ya que la potencia se transmite uniformemente sobre el diafragma. Pueden llegar a presiones de más de 4,500 PSI. 

Debido a la complejidad de los subsistemas hidráulicos y de válvulas, estas bombas suelen ser más costosas. Por su diseño, se pueden incurrir en gastos elevados si ocurre una fuga del aceite hidráulico dentro de la bomba, ya que si el aceite entra en el proceso podría afectar al fluido que se está bombeando.

Ideales para el manejo de fluidos peligrosos y corrosivos. Las aplicaciones de estos equipos son similares a las dosificadoras de diafragma mecánicamente actuadas, pero con la ventaja que pueden trabajar a presiones mucho mayores, lo cual las hace una opción ideal para procesos robustos y delicados.

Nota: la imagen mostrada corresponde a la Serie MAXROY de Milton Roy

El principio de funcionamiento de las bombas dosificadoras de pistón es similar a las de diafragma, aquí el líquido está en contacto con el pistón o émbolo.

El pistón se desplaza dentro de un cilindro con una entrada y salida, en el primer ciclo el líquido es absorbido por la entrada para después ser expulsado por la salida en el siguiente ciclo.Este principio de operación es de los primeros que se utilizaron en las bombas dosificadoras y sigue estando vigente.

Esta bomba es ideal para aplicaciones en las que el producto sea limpio, poco abrasivo y no peligroso de manejar, debido a que se debe esperar una pequeña cantidad de fugas a través del empaque.

Adicionalmente a esto, la fricción entre el pistón y el empaque resulta en desgaste que puede incrementar la fuga del fluido, por esto es necesario darle el mantenimiento adecuado al empaque.

Estos equipos de bombeo tienen ventajas como contar con alta presión de succión y descarga, resistencia a altas temperaturas y requerimientos bajos de NPSH. Manejan presiones de hasta 15,000 PSI.

Las bombas dosificadoras peristálticas basan su operación en el movimiento peristáltico simulando al de los intestinos del cuerpo humano.

Dentro de la cámara interna de la bomba y rodeándola, hay un tubo flexible que va de la succión a la descarga, este es presionado por una leva rotatoria de tal forma que atrapan un volumen y lo desplazan con el movimiento continuo. La leva está conectada al motor, el cual le proporciona la potencia adecuada para realizar la tarea.

Una de las ventajas de la bomba peristáltica es que el fluido nunca está en contacto con el mecanismo interno de la bomba, lo cual la hace ideal para situaciones en las que la higiene es importante, como por ejemplo aplicaciones en la industria de la medicina, laboratorios y la industria alimenticia. Otra ventaja de este tipo de equipos es que las refacciones son de bajo costo. El mantenimiento que se les da es sencillo y las partes de mayor uso deben de ser reemplazadas regularmente para evitar la posibilidad de falla. 

Las bombas peristálticas están limitadas a trabajar con presiones de descarga de máximo 150 PSI. 

Este tipo de equipos también puede manejar fluidos con sólidos, lodos abrasivos, ácidos corrosivos, fluidos de alta viscosidad y fluidos de altas densidades en una amplia gama de aplicaciones industriales.

• Flujo o caudal requerido (ej. Galones por hora GPH, Galones por día, GPD, etc.)
• Presión de descarga requerida
• Nombre del químico o fluido
• Viscosidad del fluido
• Temperatura del fluido

Los tipos de bombas dosificadoras anteriormente mencionados son los que más comúnmente se utilizan en la industria. Para los procesos en los que la presión es muy alta o el fluido es muy viscoso, se requieren otro tipo de tecnologías no muy comunes en la dosificación de sustancias, a continuación un par de tipos más de bombas dosificadoras.

Las bombas dosificadoras de cavidad progresiva se utilizan para aplicaciones exigentes de dosificación industrial. Estas bombas se componen de un rotor metálico y de una fase estacionaria normalmente construida en un material plástico conocida como estator.

Estas bombas son ideales para el manejo confiable de cualquier medio fluido o viscoso, sustancias abrasivas, corrosivas, agresivas, inflamables y tóxicas. 

El principio del funcionamiento de esta bomba, es que, al accionarse, el movimiento que se genera entre el rotor y el estator, da como resultado cavidades progresivas, en donde se va desplazando el fluido de manera continua y suave, al contrario de una bomba dosificadora, las bomba de cavidad progresiva no trabajan con pulsaciones.

Estas pueden desplazar partículas con alta o baja viscosidad (desde 1 mPas hasta 1,000,000 de mPas), y con alto contenido de sólidos, además de productos tixotrópicos y dilatantes, abrasivos, químicamente agresivos (pH 14), lubricantes o no lubricantes, adhesivos y tóxicos. Y pueden alcanzar una presión de descarga de hasta 435 PSI.

Las bombas dosificadoras de doble diafragma son una alternativa económica y confiable para dosificación media-alta, con la única limitante que se tiene que contar con suministro de aire comprimido en el área y que la presión de descarga máxima es de 100 PSI.

Este tipo de equipos pueden bombear con facilidad líquidos limpios, de baja/media viscosidad, corrosivos y abrasivos, así como transportar partículas de gran tamaño. Gracias a que no operan con un motor eléctrico, pueden usarse en zonas potencialmente explosivas.

El flujo de la bomba se puede variar de una manera muy sencilla, solo se requiere un regulador de aire, o bien si se requiere una operación más sofisticada, existen equipos a los que se les puede adaptar un controlador automático que a su vez permitirá conectar la bomba a un PLC o una computadora.

Si se requiere una dosificación más precisa y controlada, se puede instalar un amortiguador de pulsaciones y vibraciones, que produce un flujo de fluido constante hasta cerca de 99%, además de reducir la agitación del producto, formación de espuma, salpicaduras y/o degradación del producto.

Las bombas de engranes transfieren fluidos a través de la rotación de un arreglo de engranes, existen distintos configuraciones como lo son las bombas de engranes externos, internos, anulares, etc.

El elemento rotatorio crea un sello del líquido junto con la carcasa de la bomba y genera de esta manera la succión en la entrada de la bomba. El fluido es atraído dentro de la bomba, pasa entre los dientes de los engranes y se transfiere hasta la descarga.

Estos equipos tienen ventajas considerables sobre equipos de pistón o diafragma, como lo son el soportar altas presiones de operación con fluidos de muy alta viscosidad. Son bombas simples y de bajo costo.

El fluido dosificado tiene menos pulsaciones, esto simplifica el sistema ya que no se requieren amortiguadores de pulsación, ayuda a medir el flujo con precisión, lo que significa un menor requerimiento de NPSH.

Cuando se acoplan magnéticamente a un motor se eliminan los problemas de fugas de fluido. Debido a que estas bombas dependen de las tolerancias estrechas entre los engranajes, los baleros y la carcasa, es importante monitorear constantemente las condiciones del equipo, especialmente si se utilizan para el bombeo de fluidos abrasivos. Al desgastarse, el equipo podría presentar fugas de producto alrededor de los dientes de los engranes y de los baleros, afectando la precisión de la dosificación precisa.

Las bombas dosificadores de engranes no son una buena opción si se busca trabajar con flujos bajos ya que lo anterior, dificulta o afecta la precisión con la que se dosifica.

Esta tecnología de dosificación es comúnmente usada en la industria química, médica y farmacéutica para el suministro de materiales químicamente reactivos y para la dosificación de aditivos a alta presión en las industrias del plástico, caucho y poliuretano.