Bombas de accionamiento magnético son bombas centrífugas que transmiten el par a través de una barrera sellada usando imanes en lugar de una penetración de eje. Eliminar la penetración de eje elimina el sello dinámico, la fuente más común de fugas en bombas, y elimina por completo las emisiones fugitivas por esa vía de fuga.
En una bomba centrífuga convencional, un eje atraviesa la carcasa para alcanzar el motor, y dondequiera que salga algo tiene que sellarlo, ya sea empaquetadura o un sello mecánico. Una bomba de accionamiento magnético elimina esa penetración: un anillo magnético exterior, movido por el motor, se sitúa fuera de la carcasa, separado por una camisa de contención estacionaria y no magnética de un rotor magnético interior fijado al impulsor, de modo que el par atraviesa la barrera magnéticamente sin que ninguna pieza móvil rompa la frontera de presión. Como la camisa es una barrera estática, soldada o adherida, en lugar de una interfaz giratoria, la fuga externa en operación normal es efectivamente nula, siendo la elección predeterminada para fluidos tóxicos, inflamables o de alto valor.
La contrapartida es que los rodamientos radiales y de empuje están dentro de la camisa de contención, en el fluido bombeado, lubricados y refrigerados por éste. Normalmente son casquillos en un material duro como el carburo de silicio, que funcionan sobre una película delgada que desaparece en segundos si la bomba opera en seco, sufre cavitación severa o pierde el cebado. Los rodamientos entonces se dañan por adherencia, agrietan o se bloquean, daños que una bomba sellada nunca sufriría por el mismo incidente. Por tanto, la protección contra funcionamiento en seco es esencial:
Una camisa de contención metálica se sitúa en el campo magnético rotante del acoplamiento, y ese campo cambiante induce corrientes de Foucault que generan calor, similar a las pérdidas en el núcleo de un transformador; en acoplamientos de mayor tamaño este calor no es trivial y debe eliminarse mediante el fluido de proceso o un flujo de refrigeración separado. Las camisas no metálicas (plásticos reforzados con fibra o compuestos cerámicos) evitan por completo las pérdidas y son adecuadas para fluidos limpios y compatibles. Las camisas metálicas, necesarias donde la presión, la temperatura o la resistencia química descartan un composite, emplean una aleación no magnética de alta resistividad para limitar el efecto.
Los rodamientos internos y las holguras reducidas entre imán y camisa hacen que las bombas de accionamiento magnético sean intolerantes a sólidos abrasivos o fibrosos, que se alojan en la película del rodamiento y aceleran el desgaste mucho más que en una bomba sellada. Los fabricantes fijan el contenido de sólidos permitido y el tamaño de partícula muy por debajo de una bomba estándar de aspiración final, por lo que las corrientes cargadas de sólidos necesitan filtración aguas arriba verificada frente a los límites del proveedor.
Las bombas con motor enlatado son la otra configuración principal sin sello: el estator y el rotor del motor están ambos encerrados, con el rotor funcionando en húmedo dentro de una lata metálica delgada que lo aísla eléctricamente del fluido de proceso. Ambas comparten el beneficio principal, ausencia de fugas por sellos, y el riesgo esencial, daños en los rodamientos por funcionamiento en seco.
| Atributo | Bomba de accionamiento magnético | Bomba con motor enlatado |
|---|---|---|
| Transmisión de par | Motor externo, acoplamiento magnético | Motor integrado, rotor en húmedo dentro de la lata |
| Reemplazo del motor | Motor estándar IEC/NEMA, intercambio sin abrir la contención | Motor personalizado, reparación en fábrica requerida |
| Desacoplamiento ante sobrecarga | El acoplamiento puede patinar antes de dañar el motor | Sin mecanismo de deslizamiento; los devanados quedan expuestos al par de bloqueo |
| Huella | Ligeramente mayor, carcasa de acoplamiento externa | Más compacto, menos interfaces rotativas |
| Servicio a alta temperatura | Bueno, el motor queda fuera de la zona caliente | Devanados más cerca del calor del proceso, necesita refrigeración |
La alternativa a prescindir del sello es un sello de eje convencional gestionado con un plan de sello API 682 diseñado, usando lavado, enfriamiento (quench) o fluido de barrera de doble sello para controlar la temperatura de las caras del sello y prolongar su vida. Un sello mecánico bien especificado evita las sensibilidades al funcionamiento en seco y a los sólidos de los diseños sin sello, y suele dar advertencias tempranas, como aumento de fugas o variación de la temperatura del vaso del sello, antes de la falla, a diferencia de una bomba de accionamiento magnético, que ofrece casi ninguna. Las soluciones sin sello son las indicadas cuando cualquier fuga es inaceptable; una bomba sellada con lavado es más tolerante para servicios abrasivos o con funcionamiento intermitente en seco.
Debido a que una bomba de accionamiento magnético ofrece pocos síntomas externos antes del fallo de los rodamientos, la monitorización de la condición debe sustituir a las inspecciones visuales de fugas que detectan el deterioro de los sellos de forma temprana: monitorización de vibraciones, tendencias de corriente del motor y lecturas de temperatura de la camisa o de la descarga, respaldadas por interbloqueos estrictos de caudal mínimo y protección contra funcionamiento en seco. Registrar horas de funcionamiento, intervalos de rodamientos y eventos de disparo por funcionamiento en seco asociados a la etiqueta de la bomba en la plataforma de gestión de activos de Fabrico, junto con límites de caudal mínimo y fechas de inspección de la camisa, convierte una avería reactiva en un reemplazo programado. Reserva una demo de Fabrico para ver cómo pueden rastrearse los activos de bombas sin sello de esta manera.
No. Los rodamientos internos dependen del fluido de proceso para la lubricación y refrigeración, y esa película se pierde casi tan pronto como se detiene el caudal. Incluso un breve funcionamiento en seco, de segundos a un par de minutos según el tamaño del rodamiento, puede causar daños irreversibles, por lo que la protección contra funcionamiento en seco nunca debe ser opcional.
Eliminan la vía de fuga del sello dinámico, la fuente dominante de fugas en las bombas convencionales, por lo que la fuga externa en operación normal es efectivamente nula. Sin embargo, la camisa de contención sigue siendo una barrera de presión y debe inspeccionarse por erosión o corrosión, ya que una brecha en la camisa permitiría la salida del fluido.
Generalmente no sin advertencias significativas. Los sólidos abrasivos o fibrosos aceleran el desgaste de los rodamientos internos y de las holguras estrechas entre imanes, por lo que un contenido de sólidos significativo suele requerir filtración aguas arriba o una tecnología de bombeo diferente.
En bombas con camisas metálicas, las pérdidas por corrientes de Foucault añaden calor que el fluido de proceso o un circuito de refrigeración deben evacuar, y en unidades de mayor potencia esto puede ser una parte significativa del consumo energético total. Las camisas no metálicas evitan esa pérdida pero tienen sus propios límites de presión y temperatura, por lo que la elección del material debe sopesar tanto las propiedades del fluido como la potencia del acoplamiento.
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