Una bomba de betún puede tener el caudal nominal y la presión diferencial correctos, pero aun así funcionar mal si el lado de succión del sistema está mal diseñado.
Síntomas como flujo inestable, ruido anormal, vibración, capacidad reducida, alta carga del motor o pérdida intermitente de descarga suelen atribuirse a la propia bomba. En realidad, el problema puede originarse entre el tanque de almacenamiento y la entrada de la bomba.
Esta guía explica cómo el NPSH, la viscosidad del betún, la temperatura, el nivel del tanque, el diámetro de la tubería de succión, los filtros y la ubicación de la bomba afectan el rendimiento de la bomba de betún caliente.
Por qué el lado de succión es diferente del lado de descarga.
La bomba puede generar presión de descarga, pero no puede forzar la entrada de líquido en su propia entrada.
El material debe llegar a la bomba porque hay suficiente presión en la conexión de succión.
Si la resistencia a la succión es demasiado alta, el rendimiento de la bomba se deteriora incluso cuando el sistema de descarga está diseñado correctamente.
¿Qué es NPSH?
NPSH significa Cabezal de succión neta positiva.
Dos términos son importantes:
- NPSHa: Presión de succión positiva neta disponible en el sistema real.
- NPSHr: Altura neta de aspiración positiva requerida por la bomba en condiciones de funcionamiento especificadas.
Para un funcionamiento fiable, la capacidad de aspiración disponible debe superar los requisitos de la bomba con un margen de ingeniería adecuado.
Una forma conceptual de NPSHa es:
NPSHa = carga de presión absoluta + carga estática de líquido − pérdidas en la línea de succión − carga de presión de vapor
El cálculo exacto y el margen requerido deben ajustarse al método del fabricante de la bomba y a las propiedades reales del fluido.
Por qué el betún caliente requiere atención especial
El betún genera un problema de succión diferente al de un líquido de baja viscosidad.
Incluso cuando la cavitación por presión de vapor no es la limitación dominante, la alta viscosidad puede generar una resistencia considerable en la línea de succión.
Los posibles problemas incluyen:
- Presión de entrada insuficiente
- Fricción de succión excesiva
- Entrada de aire a través de juntas o sellos
- Filtros parcialmente bloqueados
- El betún frío restringe la entrada.
- Bolsas de gas o vapor en puntos altos
- Geometría deficiente de la salida del tanque
Por lo tanto, una bomba de betún caliente ruidosa o con suministro insuficiente de combustible no debe diagnosticarse automáticamente como cavitación convencional sin inspeccionar el sistema de succión completo.
Factor 1: Nivel de líquido del tanque
Si la bomba está ubicada por debajo del nivel del líquido del tanque, la presión estática del líquido ayuda a la succión de la bomba.
A medida que disminuye el nivel del tanque, disminuye la altura de elevación disponible.
Por lo tanto, un sistema que funciona perfectamente con el depósito lleno puede volverse inestable cerca del nivel mínimo de funcionamiento.
El diseño debe comprobarse al nivel mínimo de líquido previsto, no solo cuando el depósito esté lleno.
Factor 2: Elevación de la bomba
Siempre que sea posible, las bombas de transferencia de betún caliente suelen beneficiarse de un sistema de aspiración inundada.
Instalar la bomba muy por encima del nivel de líquido disponible dificulta la succión, especialmente con materiales de alta viscosidad.
Por lo tanto, durante la fase de diseño del equipo, se debe tener en cuenta la altura de la bomba en el diseño del proyecto, en lugar de colocarla donde quede espacio libre.
Factor 3: Diámetro del tubo de succión
Un tubo de succión demasiado pequeño aumenta la velocidad y la pérdida por fricción antes de que el líquido llegue a la bomba.
Por lo tanto, la línea de succión puede requerir un criterio de diseño diferente al de la línea de descarga.
Controlar:
- Diámetro interno real
- Flujo requerido
- Viscosidad del betún
- Longitud de la tubería
- Temperatura
- Número de accesorios
Para conocer los principios generales de dimensionamiento de oleoductos de betún, consulte:
Cómo calcular el diámetro de la tubería de betún para una planta de mezcla de asfalto.
Factor 4: Longitud del tubo de succión
Cuanto más larga sea la ruta de succión, mayor será la resistencia que la bomba deberá superar antes de que el material entre en la entrada.
Siempre que sea posible, la línea de succión debe ser:
- Corto
- Directo
- Calentado adecuadamente
- Aislamiento adecuado
- Libre de restricciones innecesarias
En ocasiones, acercar la bomba al depósito puede mejorar la fiabilidad de forma más eficaz que elegir un motor más grande.
Factor 5: Temperatura y viscosidad del betún
La temperatura suele ser la variable operativa más importante.
A medida que el betún se enfría, su viscosidad aumenta. Una mayor viscosidad incrementa la fricción en la línea de succión y puede alterar drásticamente las condiciones de entrada de la bomba.
Esta es la razón:
- La salida del tanque debe permanecer caliente.
- La tubería de succión debe calentarse donde sea necesario.
- La carcasa de la bomba debe precalentarse antes de la puesta en marcha.
- Las válvulas y los filtros no deben convertirse en puntos fríos.
Una bomba que arranca fácilmente a la temperatura de funcionamiento correcta puede volverse imposible de arrancar después de que el material se enfríe dentro de la línea de succión.
Factor 6: Filtros y coladores
Un filtro en el lado de succión introduce una resistencia adicional.
A medida que el filtro acumula impurezas, esta resistencia aumenta.
Los posibles síntomas incluyen:
- Caudal reducido de la bomba
- Aumento del ruido
- Descarga inestable
- Mayor vacío o menor presión de entrada
Por lo tanto, la superficie del filtro y la frecuencia de mantenimiento deben coincidir con la limpieza del betún y el caudal esperados.
Factor 7: Válvulas y accesorios de succión
Cada válvula, codo, reductor u otra restricción parcialmente cerrada añade resistencia.
Los problemas comunes incluyen:
- La válvula no está completamente abierta.
- Selección de válvula incorrecta
- Demasiados codos cerca de la bomba.
- reducciones abruptas
- Válvulas de retención bloqueadas
En general, la tubería de aspiración debe ser más sencilla que la red de descarga.
Factor 8: Fugas de aire
Una bomba puede aspirar aire a través de una junta incluso cuando no se observan fugas visibles de betún caliente.
Inspeccionar:
- Bridas
- Juntas
- Conexiones roscadas
- Sellos de bomba
- Empaquetadura de válvula
El aire atrapado puede producir un flujo inestable y ruido que puede confundirse con cavitación.
Factor 9: Bolsas de gas y vapor
La geometría de las tuberías puede crear puntos altos donde se acumula el gas.
Siempre que el diseño del sistema lo permita, las líneas de succión deben evitar puntos elevados innecesarios y disposiciones que atrapen aire o vapor.
La salida del tanque y la disposición de las tuberías también deben evitar la formación de vórtices o la aspiración de gas cuando el nivel del tanque es bajo.
Cómo reconocer posibles problemas de succión
Los síntomas típicos incluyen:
- La bomba hace ruido después de arrancar.
- El caudal es inferior al esperado.
- La presión de descarga fluctúa
- La bomba pierde el cebado o el suministro de material.
- La vibración aumenta a mayor caudal.
- El rendimiento mejora cuando sube el nivel del tanque.
- El rendimiento empeora cuando el betún se enfría.
- La limpieza del filtro de succión restablece temporalmente el flujo.
Estos síntomas no demuestran una única causa, pero apuntan al sistema de succión.
Una secuencia práctica para la resolución de problemas
- Confirme la temperatura real del betún.
- Confirme el nivel del tanque.
- Verifique que todas las válvulas de succión estén completamente abiertas.
- Compruebe el filtro o colador de succión.
- Verifique que la bomba y la línea de succión estén completamente precalentadas.
- Inspeccione si hay fugas de aire.
- Compruebe la rotación y la velocidad de la bomba.
- Compare el caudal real con el caudal de diseño.
- Mida las condiciones de entrada y salida si dispone de la instrumentación adecuada.
- Compare el resultado con los requisitos de succión del fabricante de la bomba.
Por qué aumentar la potencia del motor no soluciona la mala succión
Si la bomba no puede recibir suficiente material, instalar un motor más grande no crea una mayor altura de succión.
La solución correcta podría implicar, en cambio:
- Reducción de la resistencia a la succión
- Aumento del diámetro de la tubería
- Acortar la tubería
- Mejorar la calefacción
- Limpiar el filtro
- Bajar la altura de la bomba
- Aumentar el nivel disponible del tanque
Betún modificado y betún de caucho
Los aglutinantes modificados con SBS y caucho granulado pueden ofrecer una mayor resistencia a la succión debido a su viscosidad y características del material.
Para estos materiales, verifique:
- Viscosidad real a temperatura de funcionamiento
- Idoneidad de la bomba
- Temperatura mínima de línea requerida
- Diámetro de succión
- Configuración del filtro
- Posibles problemas de partículas o contaminación
El procedimiento de puesta en marcha es importante.
Una de las prácticas más perjudiciales es intentar arrancar a la fuerza una bomba que contiene betún frío o de alta viscosidad.
Antes de iniciar:
- Precalentar la bomba
- Precaliente la línea de succión.
- Confirmar la temperatura del tanque
- Abra las válvulas necesarias.
- Verificar la capacidad de recepción
- Confirme la dirección de la bomba.
El procedimiento exacto debe ajustarse a las instrucciones de funcionamiento del fabricante del equipo.
Preguntas frecuentes
¿Qué causa la cavitación en una bomba de betún?
Una posible causa es la insuficiente presión de succión disponible. En el servicio de betún caliente, la alta viscosidad, las líneas de succión restringidas, el bajo nivel del tanque, los filtros obstruidos, el material frío y la entrada de aire también pueden generar síntomas similares.
¿Debe estar la bomba de betún debajo del tanque?
Un sistema de aspiración inundada suele ser beneficioso para materiales viscosos, pero la disposición final depende del tanque, la bomba y el diseño del proyecto.
¿Por qué la bomba funciona cuando el depósito está lleno pero falla cuando el nivel es bajo?
Un nivel de tanque más alto proporciona una mayor presión estática de succión. Si el sistema ya está cerca de su límite de succión, reducir el nivel del tanque puede evidenciar el problema.
¿Puede un filtro obstruido causar síntomas similares a los de la cavitación?
Sí. Un filtro de succión sucio puede aumentar sustancialmente la resistencia de entrada y reducir la capacidad de la bomba.
Conclusión
El bombeo fiable de betún depende tanto del sistema de succión como de la propia bomba.
Una secuencia de diseño útil es:
Nivel del tanque → Temperatura → Viscosidad → Diámetro de succión → Pérdida de succión → NPSH → Verificación de la bomba
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