Las bombas lobulares son equipos rotativos de desplazamiento positivo utilizados para transportar líquidos viscosos, productos sensibles al esfuerzo cortante y fluidos que contienen sólidos blandos. Una de sus principales características es que sus rotores giran sincronizados manteniendo pequeñas holguras entre ellos y respecto al cuerpo de la bomba.
Intercambiadores tubulares
Esta operación sin contacto directo permite transportar el producto de manera suave, disminuir el desgaste de los rotores y reducir el riesgo de generación de partículas por rozamiento dentro de la cámara de bombeo.
El mecanismo de sincronización
La bomba dispone de dos ejes:
Eje conductor: recibe el movimiento del motor o del sistema de accionamiento y transmite la rotación a uno de los lóbulos.
Eje conducido: mueve el segundo lóbulo y recibe el movimiento mediante un conjunto de engranajes de sincronización ubicado fuera de la cámara de bombeo.
En determinados modelos, como la INOXPA SLR-T, estos engranajes poseen dentado helicoidal. Su función es mantener coordinada la posición angular de los dos ejes para evitar que los lóbulos entren en contacto mientras giran.
Las holguras existentes entre los rotores y entre estos y el cuerpo de la bomba son muy pequeñas. Por esta razón, la precisión del montaje, el estado de los rodamientos y la correcta sincronización de los engranajes son fundamentales para el funcionamiento del equipo.
Fases del ciclo de bombeo
El desplazamiento del fluido se produce mediante cavidades que se forman entre los lóbulos y las paredes de la cámara.
Fase A: aspiración
Cuando los lóbulos se separan en el lado de entrada, aumenta el volumen disponible dentro de la cámara. Esto genera una reducción local de presión que permite que el líquido ingrese a la bomba.
La capacidad real de aspiración dependerá también de factores como la presión disponible en la entrada, la viscosidad del producto, la velocidad de rotación y las pérdidas de carga de la tubería.
Fase B: transferencia
Durante el giro, una cantidad de líquido queda atrapada en las cavidades formadas entre los lóbulos y el cuerpo de la bomba.
Estas cavidades transportan el producto alrededor de la periferia de la cámara, desde la aspiración hasta la impulsión. El fluido no atraviesa directamente el espacio central entre los dos rotores.
Las pequeñas holguras ayudan a limitar el retorno interno del líquido desde la descarga hacia la aspiración, aunque siempre puede existir cierto deslizamiento interno dependiendo de la viscosidad, la presión diferencial, la velocidad y el estado de las piezas.
Fase C: impulsión
Al llegar al lado de descarga, las cavidades se abren hacia la conexión de salida. Al mismo tiempo, la aproximación de los perfiles de los lóbulos reduce progresivamente el volumen disponible y obliga al líquido a salir de la cámara.
Los lóbulos no engranan ni chocan entre sí durante esta fase. La descarga se produce por desplazamiento volumétrico y por la reducción controlada del espacio que contiene el fluido.
Importancia de las holguras y los ajustes
Para que la bomba opere correctamente, los lóbulos deben conservar las separaciones indicadas por el fabricante en todas las posiciones de giro.
Una sincronización incorrecta puede ocasionar:
- Ruidos o vibraciones anormales.
- Roce entre los lóbulos.
- Contacto entre los rotores y el cuerpo.
- Sobrecalentamiento.
- Sobrecarga del accionamiento.
- Desgaste prematuro.
- Atascamiento de la bomba.
En la bomba INOXPA SLR-T, el ajuste axial se realiza mediante arandelas distanciadoras colocadas entre la camisa y el lóbulo. El fabricante especifica espesores de 0,1, 0,15 y 0,2 mm para obtener las holguras requeridas. Estos valores son propios de ese modelo y no deben aplicarse a otras bombas sin consultar su manual.
La sincronización relativa de los lóbulos se efectúa mediante el mecanismo de fijación del engranaje del eje conducido. De manera resumida, el procedimiento contempla:
- Aflojar el aro cónico de apriete del engranaje conducido.
- Ajustar la posición relativa de ambos ejes.
- Comparar la separación entre los lóbulos en diferentes posiciones.
- Igualar las holguras mediante pequeños movimientos angulares.
- Apretar progresivamente y en cruz los tornillos del mecanismo.
- Girar manualmente los ejes para comprobar que no exista contacto en ningún punto.
Este trabajo debe ser realizado por personal capacitado y siguiendo los valores de holgura, pares de apriete y procedimientos indicados por el fabricante.
Ventajas de la operación sin contacto
Protección del producto
La ausencia de contacto entre los rotores permite un transporte suave, adecuado para productos viscosos, sensibles al esfuerzo cortante o que contienen sólidos blandos.
No obstante, la integridad final del producto también depende de la velocidad de rotación, la geometría de los rotores, la presión diferencial y el tiempo de permanencia dentro de la bomba.
Menor desgaste
Cuando la bomba está correctamente sincronizada, no existe roce continuo entre los lóbulos. Esto disminuye el desgaste de los componentes de la cámara de bombeo.
Los engranajes y rodamientos situados en la caja de transmisión sí requieren lubricación y mantenimiento periódico. En la SLR-T, estos componentes trabajan con lubricación mediante baño de aceite.
Diseño higiénico y limpieza CIP
Las bombas lobulares sanitarias pueden integrarse en sistemas de limpieza en sitio o CIP, siempre que el diseño concreto del equipo haya sido desarrollado y validado para este proceso.
La eficacia del CIP depende de varios factores:
- Velocidad y turbulencia de la solución.
- Temperatura.
- Concentración química.
- Tiempo de circulación.
- Compatibilidad de los elastómeros.
- Drenabilidad y geometría higiénica del equipo.
En el caso de la SLR-T, INOXPA recomienda una velocidad mínima del líquido de limpieza de 1,8 m/s y presenta procedimientos con soluciones alcalinas o ácidas a 70 °C. Estas condiciones no deben generalizarse a otros equipos sin consultar su documentación técnica.
Consideraciones de seguridad y operación
Aunque los lóbulos no se toquen durante el funcionamiento normal, la bomba puede generar ruido por los engranajes, rodamientos, variaciones de presión, pulsaciones hidráulicas o condiciones inadecuadas de instalación.
El nivel acústico permitido y la protección auditiva necesaria deben establecerse a partir del manual del modelo, las mediciones realizadas en la instalación y la normativa de seguridad ocupacional vigente.
También debe evitarse el funcionamiento en seco cuando el fabricante no lo autorice. En muchas configuraciones, el producto bombeado refrigera y lubrica las superficies del cierre mecánico. La ausencia de líquido puede provocar sobrecalentamiento y daños en las caras de obturación.
Algunos modelos pueden admitir periodos limitados de funcionamiento en seco cuando están equipados con cierres refrigerados o sistemas auxiliares específicos. Esta capacidad siempre debe confirmarse en el manual del equipo.
Conclusión
La bomba lobular sincronizada combina desplazamiento positivo, precisión mecánica y transporte suave del producto.
Su correcto funcionamiento depende de mantener las holguras especificadas, sincronizar adecuadamente los rotores, conservar la lubricación de la transmisión y respetar las condiciones de operación establecidas por el fabricante.
Cuando estos factores se controlan correctamente, la bomba puede ofrecer un bombeo eficiente, higiénico y con bajo desgaste, incluso al manejar líquidos viscosos, productos delicados o fluidos que contienen sólidos blandos.
