La operación de transferencia dentro de la planta
El flujo de una instalación de apoyo a la transferencia de productos químicos es más corto que el de una planta de proceso, pero no por ello es menos exigente. Casi siempre se resume en la misma secuencia: llegada de un camión cisterna, descarga al tanque de almacenamiento, transferencia entre tanques o hacia el área de proceso y, finalmente, carga de regreso al vehículo.
Cada una de estas etapas impone una condición hidráulica diferente al equipo. Durante la descarga, el líquido suele encontrarse por debajo del nivel del eje de la bomba, o la línea de succión se vacía entre una operación y otra, lo que exige capacidad de cebado.
En la transferencia entre tanques, la bomba suele trabajar con succión inundada, en un régimen más estable, pero necesita vencer la altura manométrica de la instalación y operar de forma continua. Durante la carga, la principal exigencia es un caudal elevado en un corto período de tiempo, ya que el tiempo de permanencia del vehículo en la plataforma representa un costo operativo directo.
Sobre este arreglo hidráulico se superpone la variable que realmente diferencia el transporte químico de los demás: el producto.
Ácidos, solventes, monómeros, gases licuados, amoníaco, azufre, urea y productos orgánicos requieren, cada uno, una solución metalúrgica y de sellado diferente. Una bomba perfectamente adecuada para transportar agua de proceso puede ser completamente inadecuada para el mismo servicio con ácido concentrado o con un solvente inflamable de baja viscosidad.
Qué define la bomba correcta
En la práctica, la selección de una bomba de transferencia en una planta o terminal se organiza en torno a cinco preguntas. Pueden parecer obvias, pero es la combinación de sus respuestas, y no una respuesta aislada, la que define el equipo adecuado.
- ¿Cuál es el producto y con qué material es compatible?
La compatibilidad química es el primer criterio de selección y el más riguroso. Las bombas de proceso OMEL de la línea UND se suministran en diversos materiales, como hierro fundido nodular, acero al carbono, aceros inoxidables 304, 304L, 316, 316L, 317 y 420, además de aleaciones especiales como Duplex CD4MCu, Durimet 20 CN7M, Hastelloy B, Hastelloy C, entre otras.
La elección de la aleación no es un simple detalle de acabado: es la que determina la vida útil de la carcasa y del impulsor frente al producto transportado. - ¿Cómo es la condición de succión?
Si la bomba está instalada por encima del nivel del líquido, o si la línea de succión pierde el cebado entre lotes, una bomba convencional simplemente no arranca.
Este es el caso clásico de la descarga de camiones cisterna y de los pozos colectores, y es lo que diferencia una bomba de proceso convencional de una bomba autocebante. - ¿Cuál es el riesgo asociado a las fugas?
Aquí conviene destacar un dato que suele sorprender a quienes nunca lo han medido: una empaquetadura correctamente ajustada presenta una fuga de entre 30 y 60 gotas por minuto, y así es como funciona, ya que necesita esa película de líquido para lubricar y refrigerar.
Un sello mecánico simple adecuado reduce este valor a hasta 2 gotas por minuto. Un acoplamiento magnético, al no tener paso de eje a través de la carcasa, opera con estanqueidad total.
Cuando el producto es tóxico, inflamable o tiene un olor agresivo, la diferencia entre 30 gotas por minuto y cero deja de ser un simple detalle de mantenimiento y pasa a convertirse en un requisito de diseño. - ¿Cuáles son la presión y la temperatura de operación?
Los productos calentados para mantener una viscosidad adecuada para el bombeo, los productos criogénicos y las líneas de carga con alta presión limitan la familia de bombas aplicable y, principalmente, el tipo de sellado y la clase de brida. - ¿La bomba sigue un estándar dimensional reconocido?
Este es el criterio que más suele pasarse por alto y el que mayor impacto tiene en el costo del ciclo de vida. Una bomba fabricada según un estándar dimensional normalizado puede sustituirse por otra del mismo estándar sin modificar la base, la tubería ni la alineación. Es el caso de una bomba normalizada según ANSI/ASME, como la bomba UND II de OMEL.
Sin estandarización, cada sustitución se convierte en un pequeño proyecto de reforma.
Descarga de camiones cisterna: bombas autocebantes UND/III-AE
La descarga de un camión cisterna es, desde el punto de vista hidráulico, uno de los servicios más exigentes de la planta. La bomba está instalada a un nivel fijo, el nivel del producto va descendiendo dentro del tanque del vehículo, la línea de succión contiene aire al inicio de cada operación y el ciclo se repite varias veces al día.
Una bomba de proceso convencional necesitaría una válvula de pie, el llenado manual de la línea y un operador dedicado a resolver la pérdida de cebado, lo que introduce precisamente el tipo de intervención manual que se busca eliminar en un área donde se manipulan productos peligrosos.
Las bombas de proceso autocebantes OMEL modelo UND/III-AE fueron diseñadas para este servicio. La carcasa es de una sola pieza, con cámara de cebado integrada, lo que elimina la necesidad de una cámara separada, separador de aire o válvulas auxiliares.
La bomba trabaja con una altura de succión efectiva de hasta 6 [m] y mantiene una retención positiva de líquido en la carcasa bajo condiciones de sifón, de modo que la cámara permanece llena al final de cada ciclo y la bomba queda preparada para la siguiente operación sin necesidad de intervención para realizar el cebado. El diseño también incorpora autopurga de vapores, una característica relevante cuando el producto es volátil. Una bomba no autocebante, además de tener que cebarse al inicio de la operación de bombeo, puede, al final del ciclo de bombeo y debido a un eventual descuido del operador, llegar a funcionar en seco, provocando daños en el sello mecánico y en otras partes de la bomba.
Transferencia entre tanques y líneas de proceso: UND/III
Una vez finalizada la descarga, el producto comienza a circular dentro de la instalación: desde el tanque de almacenamiento hacia otro tanque, hacia el área de proceso o hacia la línea de carga.
En general, se trata de un servicio con succión inundada, continuo o semicontinuo, en el que la exigencia pasa del cebado a la confiabilidad y a la resistencia química a largo plazo.
Las bombas de proceso OMEL modelo UND/III cumplen íntegramente con las especificaciones de la norma ANSI/ASME B73.1, que establece el estándar dimensional para las bombas centrífugas horizontales de proceso químico.
En la práctica, esto significa que las dimensiones de montaje, las conexiones y las cargas admisibles en las bridas siguen una referencia internacional, permitiendo sustituir la bomba por otra del mismo estándar sin modificar la instalación existente.
El rango de operación es amplio: capacidad de hasta 1700 [m³/h], altura manométrica de hasta 210 [m] y temperaturas de -100 [°C] a 260 [°C], con construcciones especiales para temperaturas de hasta 350 [°C].
Desde el punto de vista del sellado, uno de los principales puntos fuertes de esta línea es la flexibilidad de la cámara de sellado. Está disponible la configuración con empaquetadura, que permite la conversión a sello mecánico en campo sin mecanizado adicional, así como las cámaras SUPERBOX y CONEBOX, que admiten sellos simples, sellos dobles y sellos tipo cartucho según las exigencias del producto.
En las industrias químicas, esta bomba se aplica tradicionalmente a la transferencia de diversos productos, corrosivos o no, a la carga y descarga de ácidos y al manejo de productos orgánicos, azufre, urea, amoníaco, gases licuados, solventes, monómeros y polímeros.
Instalaciones compactas y reforma de líneas: UND/II-IL
No todas las plantas cuentan con el espacio, la base civil o el tiempo de parada disponible para instalar un conjunto horizontal completo. Para estos casos existe la bomba centrífuga vertical de montaje en línea, modelo UND/II-IL, que también cumple con la norma ANSI/ASME B73.2.
La lógica de esta familia es simple y vale la pena que el personal de proyectos la comprenda: la bomba se instala directamente en la tubería, exactamente como una válvula. Esto elimina la necesidad de grandes bases y cimentaciones y también elimina la alineación entre el motor y la bomba en campo, ya que ambos forman una unidad compacta alineada de fábrica.
Además, al poder instalarse en tramos rectos de tubería, evita codos, curvas y uniones que existirían únicamente para acomodar un conjunto horizontal.
Con capacidad de hasta 350 [m³/h], altura manométrica de hasta 210 [m] y temperaturas de -30 [°C] a 260 [°C].
Productos peligrosos y cero fugas: UND/MAG
Existe una clase de productos para la cual la discusión sobre qué sello mecánico especificar simplemente no se aplica, porque no se acepta ninguna tasa de fuga. Los productos inflamables, explosivos, tóxicos, letales, cancerígenos, sensibles a la atmósfera, pirogénicos, criogénicos o de olor agresivo exigen una contención total, y es precisamente para esta condición que se utiliza la bomba centrífuga con accionamiento magnético.
En el modelo UND/MAG, el accionamiento se transmite del motor al impulsor mediante un acoplamiento magnético a través de una camisa de contención, lo que elimina por completo el paso del eje a través de la carcasa y, con ello, la vía de fuga.
La camisa se fabrica en una sola pieza, de construcción extrapesada, en Hastelloy C, obtenida por embutición profunda y sin soldaduras, con alternativas en acero inoxidable 304 o titanio para altas presiones. La prueba hidrostática de la camisa de contención es de 80 [bar].
Con capacidad de hasta 300 [m³/h], altura manométrica de hasta 200 [m] y temperatura máxima de 120 [°C] con imanes de neodimio-hierro-boro, o de hasta 300 [°C] con imanes de samario-cobalto.
Los cojinetes internos son de carburo de silicio puro sinterizado, montados sobre el eje mediante anillos de compensación de tolerancias en Hastelloy C, lo que permite operar a cualquier temperatura sin necesidad de compensación mecánica de las tolerancias.
Hay un detalle de aplicación que debe observarse en la especificación: la viscosidad mínima de operación con cojinetes estándar es de 0,3 [cP], y por debajo de este valor deben utilizarse cojinetes de carburo de silicio grafitado o de grafito.
La bomba se fabrica de acuerdo con la norma ANSI B73.3 y también cumple con las normas ANSI/HI 5.1 y 5.6, específicas para bombas de accionamiento magnético.
Conclusión
La seguridad y la confiabilidad de una operación con productos químicos dependen, en gran medida, de los equipos fijos que permiten transferir el producto de un recipiente a otro. Una bomba seleccionada únicamente por el caudal y el precio, sin considerar la condición de succión, la compatibilidad de los metales, los requisitos de contención y el estándar dimensional, tiende a convertirse en una fuente de mantenimiento recurrente, paradas no programadas y, en última instancia, pérdida de contención.
Desde el punto de vista técnico, el enfoque correcto es el inverso: se parte del producto y de la condición hidráulica de cada etapa y, a partir de allí, se define el equipo adecuado. Para la descarga de camiones cisterna, con succión negativa y ciclos repetitivos, la solución es la bomba autocebante UND/III-AE.
Para la transferencia con succión inundada entre tanques y hacia las líneas de proceso, la opción adecuada es la bomba de proceso UND/III conforme a ANSI/ASME B73.1 o la bomba vertical en línea UND/II-IL conforme a ANSI/ASME B73.2.
Y donde no se acepta ninguna tasa de fuga, la solución es la bomba de accionamiento magnético UND/MAG conforme a ANSI B73.3.
Seleccionar correctamente entre estas cuatro configuraciones es lo que transforma una instalación de carga y descarga en una operación previsible.
Alcance de este artículo y desarrollos posteriores
Este artículo abordó el manejo de productos químicos líquidos, que constituye el servicio predominante en bases, terminales y centros de distribución.
Cabe destacar que OMEL también ofrece soluciones para el transporte y la descarga neumática de sólidos a granel, en forma de polvo, gránulos o pellets, mediante los sopladores rotativos de desplazamiento positivo tipo Roots, serie SRT.
¿Necesita ayuda?
Envíe las condiciones de su proceso, el producto, el caudal, la altura manométrica, la temperatura y la configuración de succión, y el equipo técnico de OMEL le indicará la configuración adecuada para su instalación.
