Se entiende perfectamente que las bombas de anillo líquido son más económicas y que el agua parece no tener costo, pero déjame mostrarte la realidad completa. Aunque el agua sea barata, no es gratis. Para que una bomba de anillo líquido funcione se requiere una gran cantidad de agua en lazo abierto y, si se busca reciclar en un lazo cerrado, es necesario contar con tanques, bombas de recirculación, filtros, válvulas, medidores de flujo, entre otros equipos. Todo esto implica inversión de dinero y espacio.
Además, el agua se calienta, se ensucia y en muchos casos debe reemplazarse. Cada cambio de agua significa tiempo de mantenimiento y un gasto adicional. Estos son costos de energía invisibles, ya que la bomba no solo mueve el agua, sino que también genera vacío. A esto se suma que el agua puede provocar corrosión, incrustaciones o la proliferación de bacterias si no se filtra y limpia correctamente, lo cual también se traduce en más tiempo y dinero perdidos. Para la reutilización del agua tenemos dos métodos, el lazo semicerrado y el lazo cerrado.
Lazo semicerrado en bombas de anillo liquido
Consiste en reutilizar el agua e inyectar agua fría (cuando sea necesario) mediante una válvula termostática o sensores electroválvulas y controladores para mantener la temperatura de trabajo.
Lazo cerrado en bombas de anillo líquido
Consiste en recircular el líquido de trabajo y reducir la temperatura mediante intercambiador de calor (chiller), filtros y ablandadores además de la utilizando los métodos antes mencionados lo cual reduce el consumo total del líquido de trabajo, evitando la cavitación o sobrepresión. La aplicación de la automatización mediante controlador y sensores, reduce los tiempos de mantenimiento y producción
¿Que se necesita para la implementación de un lazo cerrado?
Identificación de conexiones
- Entrada de vacío: Conecta al sistema que requiere vacío.
- Salida de vacío: Expulsa gas y vapor de líquido; puede ir al separador.
- Entrada de líquido de anillo: Suministro de líquido fresco o recirculado.
- Salida de líquido de anillo: Retorno hacia el tanque de suministro
Diseño e ingeniería
Cuando implementas un lado cerrado o side loop, no solo es conectar la salida de líquido a la entrada. Se deben incluir varios accesorios y partes clave para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente:
- Línea de recirculación: Conduce el líquido desde la descarga de la bomba hacia el tanque de suministro. Debe dimensionarse según caudal y presión de operación.
- Válvula de control de flujo: Regula el caudal recirculado, garantizando aporte óptimo de líquido al rotor.
- Intercambiador de calor: Mantiene la temperatura adecuada del líquido de anillo, evitando sobrecalentamiento y pérdida de eficiencia.
- Tanque de recirculación/alimentación: Almacena y acondiciona el líquido; incluye filtro de entrada, medidor de nivel y válvula de drenaje.
- Separador de condensados: Retiene vapor y condensado del gas aspirado, evitando cavitación y contaminación del líquido recirculado.
- Instrumentación:
- Caudalímetro: asegura flujo suficiente.
- Manómetro: controla presión en la entrada.
- Termómetro: monitorea la temperatura del líquido.
- Válvula de alivio: Protege la bomba frente a sobrepresión o exceso de caudal.
- Accesorios de tubería: Codos, tees, reductores, bridas, abrazaderas y sellos adecuados al fluido de trabajo.
Cálculos esenciales para el diseño e implementación para el lazo cerrado
En una bomba de anillo líquido con lazo cerrado, el agua no se desperdicia, sino que se utiliza continuamente dentro del sistema. Para que este circuito funcione de manera eficiente y segura, se deben calcular aspectos básicos como la cantidad de agua que circula, el tamaño del tanque, la capacidad del enfriador y las protecciones necesarias. Estos cálculos aseguran que la bomba trabaje siempre en condiciones óptimas, evitando sobrecalentamiento, falta de líquido o daños por presión.
Temperatura del agua de trabajo
Hay que calcular cuánta agua se necesita mover y cuán grande debe ser el enfriador (intercambiador) para mantener esa agua en una temperatura segura.
Nota: Si el agua se calienta demasiado → la bomba pierde eficiencia y puede dañarse.
Evitar la cavitación (que el agua hierva dentro de la bomba)
La bomba no puede trabajar con agua demasiado caliente ni con presión muy baja, porque el agua puede empezar a hervir antes de tiempo, por lo cual se hace un cálculo para asegurar que la presión y la temperatura estén siempre en un rango seguro.
Tuberías adecuadas
Se define el diámetro de las tuberías para que el agua recircule sin generar demasiada fricción ni pérdidas de energía.
Nota:También se calculan las pérdidas por codos, válvulas y accesorios.
Válvula de control de caudal
Debe dimensionarse para que pueda ajustar el flujo de manera precisa y evitar que la bomba trabaje con exceso o falta de agua.
Tanque de recirculación
Se calcula el tamaño mínimo del tanque para que tenga suficiente agua almacenada y permita que se enfríe y estabilice antes de volver a la bomba. Además este tanque también ayuda a separar burbujas de aire o vapor que pueden dañar el sistema.
Separador de condensados
El separador quita ese exceso para que no entre espuma o burbujas en la recirculación.
Seguridad (válvula de alivio)
Es como un seguro que libera presión si ocurre un exceso en el sistema, evitando daños en la bomba o en las tuberías.
Instrumentos de control
- Medidor de caudal: asegura que siempre circule suficiente agua.
- Manómetro (presión): permite ver si la bomba trabaja en condiciones seguras.
- Termómetro: alerta si la temperatura sube demasiado
La reutilización del agua en bombas de anillo líquido mediante sistemas de lazo cerrado o semicerrado no solo representa un ahorro económico al reducir el consumo de agua y energía, sino que también aporta un gran beneficio ambiental, al minimizar el desperdicio y la contaminación. Implementar estas soluciones con el diseño e ingeniería adecuados permite alargar la vida útil de los equipos, reducir tiempos de mantenimiento y garantizar un funcionamiento más eficiente, sostenible y responsable con el medio ambiente.
