La innovación en las bombas de alta presión mejora la desalinización y la eficiencia energética

De acuerdo con estadísticas recientes de la Asociación Internacional de Desalación (IDA), el crecimiento de la desalación está aumentando, con más de 14.451 plantas en todo el mundo, frente a 13.751 en 2008. La tecnología principal utilizada sigue siendo la ósmosis inversa (OI), una solución viable a la escasez de agua, un problema al que se enfrentan más países cada año.

Reducir el consumo de energía requerida por el proceso de osmosis inversa para mantener bajos los costes de la planta ofrece prácticas más sostenibles y continúa proporcionando un agua limpia y asequible.

Mejorar la tecnología actual de las bombas centrífugas de etapas múltiples es el siguiente paso en la reducción de consumo de energía;

El papel de las bombas de alta presión en los sistemas de desalación

La bomba de alta presión es el corazón del proceso de desalación, cada planta de desalinización debe tener al menos una bomba de alta presión. En las plantas con varios trenes, que son unidades modulares de desalación que consisten en membranas, bombas, dispositivos de recuperación de energía, etc, cada tren también tiene normalmente una bomba de alta presión. Los trenes generalmente comparten los encabezados de las tuberías y pueden compartir sistemas de pretratamiento comunes.

En los primeros tiempos de la desalinización, las bombas de desplazamiento positivo (DP) eran las más comunes. Las bombas DP ofrecían una mayor eficiencia que las bombas centrífugas cuando los tamaños de las plantas de desalinización eran relativamente pequeños.

A medida que la desalación evolucionó, los usuarios comenzaron a darse cuenta de las limitaciones de las bombas de desplazamiento positivo para escalar a las grandes instalaciones y comenzaron a adoptar las bombas centrífugas, debido a su funcionamiento por sí más fácil, su mantenimiento y la escalabilidad para grandes capacidades. Las bombas de desplazamiento positivo todavía tienen un lugar en la desalinización, pero normalmente se encuentran en los trenes de tamaños más pequeños que generan menos de 100 galones por minuto (GPM).

Diseños y avances tecnológicos de las bombas centrífugas

Las eficiencias de las bombas centrífugas han seguido aumentando debido a las innovaciones tecnológicas. Una innovación clave es el uso de un software dinámico hidráulico computacional (CFD) para optimizar el diseño de los componentes hidráulicos. El uso de este software de alta complejidad de la bomba permite a los fabricantes modelar con precisión el espacio de todo el sistema hidráulico de la bomba y reducir las pérdidas de eficiencia interna.

Otro componente clave del diseño de la bomba de alta presión es el modo en que la bomba maneja cargas de empuje. Las cargas de empuje se pueden realizar de múltiples maneras. Algunas son más efectivas que otras. Algunas bombas se basan en los cojinetes del motor para manejar la carga de empuje, aunque esta configuración no es común, ya que el rodamiento del motor no está diseñado para manejar las altas cargas impuestas por el proceso de desalinización.

El diseño más ideal utiliza un cojinete de empuje hidrodinámico interno que no requiere tubería externa y es lubricado por el líquido bombeado. En este sistema, el rodamiento utiliza una serie de inclinación de los cojinetes y un impulsor giratorio adyacentes. Cuando la bomba se inicia, una película de líquido se establece instantáneamente.

A medida que el impulsor sube en velocidad, la capa de líquido entre las superficies de las pastillas y el rotor se comprime, obligando a las pastillas a llegar a un punto de equilibrio y estar paralelas a la cara del impulsor. Una vez que esta capa de fluido comprimido tiene una fuerza de resistencia igual a la de la carga de empuje, la bomba ha alcanzado su punto de operación normal.

El rodamiento hidrodinámico hidráulico se ha diseñado específicamente para la desalación y, por tanto, es capaz de manejar cargas de gran empuje. La disposición de rodamientos es ideal ya que está completamente integrado en la bomba y no requiere de equipos auxiliares externos.

Este rodamiento no tiene mantenimiento programado, porque no hay contacto mecánico con el interior de la bomba. Todos los eslabones internos, cojinetes radiales, etc son también lubricados por el fluido haciendo de esta bomba la primera bomba centrífuga multietapa de su clase en la industria de la desalinización

Conclusión

Al precio actual de una bomba, los costes ahorrados amortizarían la bomba y el motor en 7 u 8 años. Ello teniendo en cuenta solamente el ahorro energético. El operador descubriría ahorros adicionales debido a costes de mantenimiento y períodos de inactividad más bajos

Un análisis de costos del ciclo de vida siempre se debe realizar cuando se consideran equipos de bombeo de alta presión .

Muchos fabricantes de bombas se contentan con proporcionar bombas de clase tradicional, mientras que otros continúan intentando llegar a nuevas y emocionantes maneras de mejorar la eficiencia y ayudar a los usuarios finales a tener éxito. Nuevas configuraciones de las bombas, operaciones de alta velocidad, nuevos diseños de cojinetes están esperando para ser descubiertos

Autor: Eric Kadaj