La precisión del caudal es un aspecto importante a tener en cuenta en industrias como la farmacéutica, la de alimentación y bebidas o la del petróleo y el gas. La calidad de un producto y su cumplimiento de la normativa dependen de un control preciso de su caudal. En pocas palabras, el término "número de lóbulos de la bomba" se refiere al número de lóbulos que hay en cada rotor de una bomba lobular rotativa. La relación entre el número de lóbulos de la bomba y la precisión del caudal puede servir de orientación para seleccionar las bombas óptimas en función de sus prestaciones.
Comprender el recuento de lóbulos
Definición y principios básicos
¿Qué es un lóbulo de bomba?
Un lóbulo de la bomba es uno de los componentes giratorios que se encuentran dentro de una bomba de lóbulos rotativos. Estos lóbulos están montados sobre ejes sincronizados. Cuando estos ejes giran juntos, hacen que el volumen de la cámara de bombeo aumente en su lado de succión, creando así vacío o baja presión que aspira el fluido que se bombea a través de ella desde el mundo exterior. A medida que estos lóbulos continúan girando, el fluido queda atrapado entre ellos y la carcasa antes de liberarse finalmente cuando el tamaño disminuye de nuevo debido a la rotación continua.
Cómo se determina el número de lóbulos
El número de lóbulos en las bombas lobulares rotativas se determina contando el número de lóbulos presentes en cada rotor; los fabricantes hacen diferentes diseños que tienen varias cantidades para adaptarse a diferentes usos. Esta característica también afecta a otros aspectos relacionados con la suavidad o la precisión del flujo que debe producirse con este equipo.
Tipos de bombas según el número de lóbulos
Bombas monolóbicas
Sólo tienen un lóbulo por rotor, por lo que también son sencillas en cuanto a diseño y construcción; puesto que no se requiere mucha precisión ni se necesitan grandes cantidades a la vez, las bombas de un solo lóbulo pueden funcionar perfectamente. Estas características suelen reducir los costes durante el proceso de producción, pero siempre se producen algunas desventajas, como una menor precisión durante las operaciones a alta velocidad debido al número limitado de puntos de sellado entre las cavernas ocupadas por el líquido alrededor de la zona de la carcasa donde entra el medio.
Bombas multi-lóbulo
Las bombas multilobulares tienen más de un lóbulo en cada rotor; esto aumenta la precisión y la suavidad durante los procesos de bombeo, por lo que son adecuadas para áreas que requieren altos niveles de precisión, como la fabricación de medicamentos o la industria alimentaria, entre otras. El motivo es simplemente que hay más puntos de sellado en las bombas multilobulares que en las monolóbicas, por lo que se minimizan las pulsaciones y se mantiene un caudal constante en todo momento.
Ventajas y desventajas de los distintos recuentos de lóbulos
Bombas monolóbicas
Ventajas:
- Diseño y construcción sencillos
- Menores costes de producción
- Facilidad de mantenimiento
Desventajas:
- Menor precisión de caudal
- Aumento de las pulsaciones
- No se recomienda para aplicaciones que requieren altos niveles de precisión de las bombas multi-lóbulo
Bombas multi-lóbulo
Ventajas:
Mayor precisión de caudal
Los caudales uniformes se establecen debido a la ausencia de fluctuación en la velocidad que se produce cuando se utilizan otros tipos de bombas que tienen menos lóbulos por rotor, lo que puede afectar a la precisión de la dosificación durante la fase de preparación del fármaco, especialmente si es fundamental que se administren cantidades precisas a intervalos regulares dentro de determinados plazos.
Desventajas:
Diseño y construcción más complejos;
Su fabricación es más costosa que la de sus homólogos que sólo tienen unos pocos lóbulos montados en cada eje del rotor; a veces las piezas se desgastan con frecuencia, por lo que es necesario repararlas o sustituirlas con frecuencia.
Conocer la diferencia entre bombas monolóbicas y multilóbicas le ayudará a tomar la decisión correcta a la hora de elegir una bomba para sus necesidades. Todo depende de lo que quiera de ella: si necesita una precisión de caudal alta o baja, facilidad de uso, rentabilidad, etc.
Cantidad de lóbulos de la bomba en función de la precisión del caudal
Teoría
Dinámica de fluidos e interacción de lóbulos
El funcionamiento de las bombas lobulares rotativas depende de la dinámica de fluidos. La eficacia y la precisión en el movimiento de los fluidos vienen determinadas por la forma en que interactúan los lóbulos. El reflujo y las pulsaciones se reducen mediante la creación de puntos de sellado por cada lóbulo. Cuando hay más lóbulos, el flujo es más suave porque se crean más puntos de sellado, lo que también aumenta la precisión.
Además, el número de zonas muertas dentro de las cámaras de la bomba disminuye al aumentar el número de lóbulos utilizados. Las zonas en las que los líquidos no circulan correctamente debido al estancamiento provocado por estas regiones, denominadas "zonas muertas", pueden dar lugar a un flujo impreciso. Se puede conseguir una corriente continua y uniforme asegurando la participación de muchos lóbulos, lo que hace que este dispositivo sea apropiado para aplicaciones que necesitan sistemas de dosificación precisos y un manejo uniforme de los fluidos en todo momento.
Modelos matemáticos
Se han desarrollado teorías en torno a modelos matemáticos para explicar la relación entre las cantidades de los lóbulos de la bomba y la precisión de los caudales. Este tipo de simulaciones imitan lo que ocurre en el interior de las cámaras de bombeo desde el punto cero hasta que llega a la tubería de salida. Los ingenieros las utilizan para prever el rendimiento con distintas configuraciones.
Por ejemplo; un estudio realizado sobre nuevos perfiles de rotor descubrió que el tipo de perfil ECE de tres segmentos registró 55% mejores resultados en comparación con los diseños convencionales. Esto nos demuestra por qué debemos optimizar el número de lóbulos para mejorar la precisión del flujo. Existen muchos conocimientos adquiridos mediante modelos matemáticos sobre cómo afectan los distintos recuentos a las propiedades del flujo.
Implicaciones prácticas
Casos de estudio
Estudio de caso de la industria farmacéutica Una empresa farmacéutica necesitaba bombas dosificadoras precisas para la administración de medicamentos líquidos. Surgieron incoherencias con su sistema inicial de bomba monolóbica debido a la inestabilidad de los caudales de entrada y salida. Sin embargo, más tarde se emplearon sistemas multilóbulo que no sólo solucionaron este problema, sino que también consiguieron caudales de alta precisión en todo momento, satisfaciendo así las estrictas necesidades normativas en las que cualquier ligera desviación podría poner en peligro la vida de las personas.
Otro ejemplo es el de las plantas de procesamiento de alimentos que trabajan con sustancias espesas, como siropes o salsas, durante el proceso de trasvase entre depósitos; también en este caso se utilizaban inicialmente bombas de un solo lóbulo, que provocaban desniveles y pérdidas, lo que se traducía en un aumento de los costes a lo largo del tiempo, antes de cambiarlas por otras de varios lóbulos, lo que reducía las pérdidas a lo largo de las líneas y, al mismo tiempo, permitía un mejor control de la calidad del producto gracias a una distribución más uniforme dentro de cada depósito.
Ejemplos del sector
Industria farmacéutica La industria farmacéutica se nutre de la precisión en las mediciones de caudal. Una dosificación incorrecta puede provocar resultados catastróficos y, por lo tanto, se han establecido normativas muy estrictas al respecto en todo el mundo para garantizar la seguridad de los pacientes. Las bombas multilobulares ofrecen las dosificaciones precisas necesarias para este tipo de aplicaciones críticas desde los distintos puntos de sellado necesarios, lo que contribuye a reducir las pulsaciones que provocan variaciones y, por lo tanto, garantiza caudales de suministro constantes.
Industria alimentaria y de bebidas En los distintos procesos de fabricación de alimentos y bebidas, la constancia es fundamental, sobre todo en lo que respecta a la cantidad de material que debe utilizarse en cada momento. Las bombas de un solo lóbulo tienden a dejar pasar grandes cantidades de sustancia a la vez, lo que provoca daños en el producto debido al desbordamiento. Por otro lado, las bombas de varios lóbulos permiten un ajuste fino que hace posibles proporciones sucesivamente más pequeñas por ciclo, con lo que se consigue una mayor precisión en todas las fases de producción, incluso cuando se trata de mezclas más espesas, como jarabes o salsas, en las que una distribución uniforme podría resultar difícil sin este tipo de equipos.
Aplicaciones prácticas y recomendaciones de productos
Sectores que se benefician de la precisión de los flujos
Industria farmacéutica
Para dosificar correctamente y mantener una calidad constante, la industria farmacéutica necesita precisión. Las bombas multilóbulo son buenas para reducir las pulsaciones y conseguir un caudal constante, lo que resulta ideal para este campo. Es muy importante tener un control preciso del caudal para cumplir las estrictas normativas y garantizar la seguridad de los pacientes. Las bombas lobulares rotativas Ace funcionan de forma fiable a la vez que bombean con suavidad, lo que las hace idóneas para su uso con productos farmacéuticos delicados.
Industria alimentaria
Del mismo modo, la industria alimentaria y de bebidas se beneficia enormemente de una alta precisión de caudal. La uniformidad en el suministro garantiza que no haya desperdicios y también ayuda a mantener la calidad de los productos, que no debe cambiar con el tiempo. Esta uniformidad sólo puede conseguirse si se utilizan bombas multilóbulo, ya que están diseñadas específicamente para manejar líquidos espesos como jarabes o salsas. Estos tipos de bombas crean una distribución uniforme, aumentando así la eficacia general durante la producción. Titan Flow Meters fabrica caudalímetros de líquidos que son a la vez precisos y eficientes para diversos procesos industriales, incluidos los utilizados en alimentos y bebidas.
Productos recomendados
A: Bombas lobulares rotativas Ace
Bombas lobulares rotativas Ace tienen una construcción robusta con un diseño modular que es su característica distintiva, entre otras muy numerosas. Pueden configurarse de forma flexible, mejorando así la flexibilidad del proceso y la fiabilidad operativa, además de ser aplicables a medios de viscosidad baja, media o alta gracias a su suave acción de bombeo. En resumen, estas máquinas funcionan bien en distintas condiciones, incluso en sectores como el farmacéutico o el alimentario, donde otros modelos pueden fallar.
B: Caudalímetros Titan
Caudalímetros Titan están construidos principalmente para el rendimiento, por lo que no se lo piense dos veces si necesita mediciones precisas de las velocidades de movimiento de sus líquidos; engranajes ovalados, medidores de turbina, etcétera, forman parte de su gama que atiende todo tipo de necesidades de procesamiento de metales ligeros, pero esto no significa que no se puedan medir con precisión otros productos químicos, ya que incluso las industrias farmacéuticas también requieren estándares similares.
Las industrias que requieren un manejo preciso de los fluidos deben comprender cómo afectan los diferentes números de lóbulos a la precisión del caudal. Un mayor número de lóbulos suele proporcionar caudales más suaves y precisos. Por este motivo, las bombas multilobulares se consideran las mejores para aplicaciones de alta precisión en las que es necesario suministrar cantidades exactas durante periodos específicos sin que se produzcan desviaciones por el camino. Por lo tanto, la selección correcta de una bomba garantizará la fabricación de productos de calidad y, al mismo tiempo, aumentará la eficacia operativa de una organización.
