Creadas con la finalidad de transformar la energía cinética en hidráulica, las bombas de engranes son algunos de los equipos que por su diseño y precio son de los más utilizadas en varios sectores industriales, sobre todo en los que no se requiere de tanta pulcritud dentro del sistema hidráulico, por lo que ayudan mucho y son indispensables para los procesos de producción y maquila de algunos procesos.
Estos dispositivos tienen un funcionamiento basado en su estructura, lo que permite emplearlas en varios campos industriales, metalmecánicos, aeronáuticos, mineros, entre otros, de hecho, aparecieron hace muchos años, por lo que su uso está muy diversificado.
¿Qué son las bombas de engranajes?
Lo primero que debemos explicar es que las bombas hidráulicas son “unas máquinas generadoras que absorben energía mecánica y la restituyen en energía hidráulica al fluido que la transita, desplazando el fluido de un punto a otro”, según lo indica la investigación “Selección de equipo de bombeo para un sistema de suministro de agua”.
En este artículo, se señala que estos equipos se utilizan para bombear diferentes fluidos, entre ellos, agua, aceites de lubricación, ácidos, combustibles y ciertos materiales de la industria alimentaria, como cerveza y leche.
Las bombas, al igual que otros equipos industriales, se clasifican en diferentes tipos “con base en una gran cantidad de criterios, que van desde sus aplicaciones, materiales de construcción, hasta su configuración mecánica”, añade el artículo de ESIME.
Dentro de la clasificación básica de las bombas encontramos la que se hace a partir de su tipo de mecanismo giratorio, donde encontramos las bombas de paleta, de pistón y de engranaje.
Las bombas de engranajes son equipos industriales que sirven para el bombeo de fluidos, principalmente los que tienen un alto grado de viscosidad, ya que guían los líquidos en los circuitos hidráulicos con un desplazamiento positivo, proporcional a la velocidad en la que giran sus engranes.
Estas bombas están conformadas por dos engranajes que están unidos, los cuales giran dentro del cuerpo del dispositivo, es decir, la cubierta de la bomba. Uno de los engranes se llama impulsor, porque gira gracias a un motor eléctrico, mientras que el otro es conocido como intermedio debido a que gira gracias al primero.
Generalmente, un equipo como este cuenta con un componente de vibración en la frecuencia que tiene el engranaje, es decir, en la magnitud que hay en el número de repeticiones por unidad de tiempo cuando la bomba está en funcionamiento.
Lo que sobresale de estas bombas es que son robustas de caudal fijo, ya que sus presiones de operación llegan hasta los 250 bar (unidad de presión que equivale a un millón de barias). Por otra parte, sus velocidades alcanza las 6000 revoluciones por minuto.
Entre las principales características de las bombas podemos mencionar las siguientes:
- Están hechas con aluminio reforzado para que sean más resistentes.
- Tienen un alto rendimiento y buena durabilidad.
- Es posible trabajar con ellas en altas temperaturas.
- Su nivel sonoro es bajo, lo que facilita las condiciones de trabajo.
Otra característica de estas bombas tiene que ver con su uso para viscosidades, ya que ofrece “un suave y constante flujo”, según lo que explica el texto “Principios de bombas de engranes” de la Universidad de las Américas Puebla (UDLAP).
“Las bombas de engranajes pueden funcionar en seco, ya que en este tipo de bombas solo dos partes movibles son confiables, simples de operar y fáciles de mantener. Pueden funcionar en cualquier dirección, permitiendo un rango más amplio de aplicación”, añade el mismo texto.
El funcionamiento de estas bombas es otro aspecto que las caracteriza, pues se basa en la estructura misma de dichas máquinas. Es una ventaja saber cómo funcionan, pues de esta manera es más sencillo elegir si este equipo es apropiado para una fábrica en particular.
¿Cómo funcionan?
El funcionamiento que tienen las bombas de engranajes se basa en cuatro pasos básicos, como lo indica la UDLAP, el primero de ellos consiste en la entrada de un líquido a la bomba por medio del canal de succión, ubicado entre el engranaje exterior y el interior.
Cuando esto sucede, el líquido comienza a fluir por la bomba, específicamente por los espacios que quedan entre los dientes de los engranajes; en este punto, la forma creciente o forma de media luna, hace que el líquido se divida gracias a que funciona como un sello entre la entrada y la salida.
Posteriormente, la presión del líquido se eleva justo antes de pasar por el conducto de salida, para que pueda fluir correctamente y la bomba trabaje sin ningún tipo de alteraciones que la lleven a descomposturas.
Finalmente, “los dientes de los dos engranajes se acoplan completamente, formando un sello equidistante, entre el conducto de entrada y el de salida. El sello fuerza al líquido a salir por el conducto de salida”, añade la UDLAP.
A partir de esta forma que tienen las bombas para funcionar, también se les conoce como bombas de desplazamiento positivo, porque guían los líquidos de manera continua por toda la instalación o circuito hidráulico, lo que genera un flujo suave que es proporcional a la velocidad que llevan los engranajes al girar.
Por lo tanto, estos equipos aprovechan la fuerza de sus engranajes para poder transferir los fluidos, que salen del dispositivo con una presión mayor a la que entraron.
El rendimiento que tienen estas bombas se puede determinar a partir de dos factores:
- Rendimiento volumétrico: Se refiere a las fugas de líquido que se llegan a presentar en la carcasa de la bomba mientras se lleva a cabo el proceso de desplazamiento de fluidos. Esto no es solo una señal del buen estado o desperfectos que podría tener una bomba, también sirve para analizar su capacidad de diseño.
- Rendimiento mecánico: Indica las posibles pérdidas de energía mecánica en la bomba, las cuales pueden ser causadas por el propio movimiento de los engranajes. Una señal de bajo rendimiento es el desgaste acelerado que tiene el equipo.
A partir de su funcionamiento y rendimiento, las bombas de engranajes presentan algunas ventajas a la hora de instalarse en las industrias, podemos mencionar que por ser de descarga continua, es de gran utilidad para los líquidos que tienen una alta viscosidad.
De hecho, su descarga es continua a pesar de los cambios de presión que puede llegar a experimentar. Otra ventaja es que se puede operar en cualquier dirección y su costo de mantenimiento es bajo.
¿Dónde se utilizan?
Las bombas de engranajes se caracterizan por su diseño flexible, lo cual permite que puedan ser instaladas en diversos tipos de industrias, pues sus aplicaciones se enfocan en tareas como la filtración de líquidos en sistemas hidráulicos.
Una de sus aplicaciones consiste en bombear fluidos corrosivos y no corrosivos por un determinado circuito hidráulico. En los sistemas de lubricación también es común su uso, o bien, en las tareas que consisten en inyección de tinta.
Los sistemas de refrigeración son otro ejemplo del uso que se le puede dar a este tipo de equipos; además, no solo las industrias los utilizan, las fuerzas armadas también recurren a ellos, ya que les permiten mantener sus maquinarias funcionando correctamente.
El sector petroquímico es donde más se ocupan estas bombas de engranajes, porque sirven para algunas tareas básicas, entre ellas: la filtración, circulación, transferencia y lubricación de líquidos viscosos, es decir, los combustibles que después se distribuyen en las poblaciones.
Por las funciones que cumplen las bombas, es importante que al utilizarlas se les proteja contra presiones elevadas que podrían obstruir la descarga de líquidos, lo recomendable es recurrir a las válvulas de escape para darle a los equipos la protección que necesitan.
