Se separan tres niveles: referencia de fabricante, criterio de campo del sistema de referencia y modelo interno IOTA. Un valor del caso Twin Tank no reemplaza el manual del fabricante de otra bomba.
1. Principio de funcionamiento
La bomba de anillo líquido utiliza un impulsor excéntrico dentro de una carcasa parcialmente llena con líquido de servicio. La rotación forma un anillo que crea celdas de volumen variable entre paletas: el volumen aumenta en aspiración y disminuye en descarga. El líquido cumple simultáneamente funciones de sello, compresión y evacuación térmica.
- Impulsor / rotor: elemento giratorio con paletas.
- Placa distribuidora: cara fija con puertos; no es un apoyo de roce.
- hA / hB: holgura individual entre impulsor y cada placa.
- JT: juego axial total = hA + hB.
2. Seguridad antes de intervenir
Una intervención física requiere bloqueo de energía eléctrica, vacío, presión y líquido de sello; drenaje y descontaminación; registro del estado inicial; y herramientas calibradas. No se debe desmontar antes de medir el estado previo, porque se pierde evidencia útil para determinar desplazamiento, desgaste o descentrado.
Ruido persistente tipo gravilla, roce metálico, sobrecorriente rápida, vibración nueva o temperatura elevada de rodamiento exigen detener y diagnosticar antes de continuar.
3. Vacío, presión absoluta y lectura operacional
El vacío mostrado en bar(g) es una diferencia respecto de la atmósfera; para entender cavitación y curva de bomba debe mirarse también la presión absoluta. En el estudio de referencia, -0,70 bar(g) equivale aproximadamente a 313 mbar abs; -0,90 a 113 mbar abs; -0,96 a 53 mbar abs y -0,98 a 33 mbar abs.
| Lectura | P. abs. | Altura equivalente | Comentario |
|---|---|---|---|
| -0,70 bar(g) | ~313 mbar | ~7,1 m.c.a. | Zona usada como referencia de prueba con agua |
| -0,90 bar(g) | ~113 mbar | ~9,2 m.c.a. | Operación exigida, todavía con mayor capacidad útil |
| -0,96 bar(g) | ~53 mbar | ~9,8 m.c.a. | Zona extrema: cae capacidad de curva y aumenta vapor |
| -0,98 bar(g) | ~33 mbar | ~10,0 m.c.a. | Condición crítica del estudio, no objetivo permanente |
4. Curvas de desempeño: el vacío no es sinónimo de caudal
La curva de una bomba de vacío cambia con la presión absoluta de aspiración y las rpm. En el caso analizado, al aproximarse a vacío extremo la bomba se desplaza hacia una región de menor caudal. Por eso un valor de vacío "más alto" puede coexistir con un llenado más lento. La evaluación debe combinar vacío, presión absoluta, caudal, tiempo de ciclo, temperatura y estado del líquido de sello.
5. Temperatura y caudal del líquido de sello
El agua de sello forma el anillo; su temperatura y caudal modifican el margen frente a la presión de vapor. Un caudal insuficiente puede deteriorar el vacío; un exceso puede generar golpeteo. El criterio descrito por HIBON/ERTP diferencia ambos fenómenos: si el ruido disminuye al reducir lentamente el agua, existe indicio de exceso; si persiste o aumenta, la cavitación debe tratarse como hipótesis principal y la operación no debe continuar sin corregir la causa.
6. Holgura axial: medir ambos lados
Medir 0,20 mm en una sola cara no demuestra que el ajuste sea correcto. El rotor puede estar cerca de una placa y demasiado lejos de la opuesta. El método correcto mide el recorrido axial completo JT, posiciona el rotor en JT/2 y luego verifica hA y hB.
| hA | hB | JT | Diagnóstico |
|---|---|---|---|
| 0,20 mm | 0,20 mm | 0,40 mm | Centrado de referencia TRVX-1257 |
| 0,20 mm | 0,60 mm | 0,80 mm | Falsa aceptación si solo se midió el lado A |
| 0,10 mm | 0,30 mm | 0,40 mm | Juego total plausible, pero rotor descentrado y riesgo de roce |
| 0,30 mm | 0,30 mm | 0,60 mm | Centrado, pero juego total superior a referencia TRVX |
Referencia específica: Travaini TRVX-1257: 0,15–0,20 mm por lado (0,30–0,40 mm totales). El mismo manual indica que un juego total de 1.000 µm puede reducir el caudal en más de 15%. Para ALPHA 50+ la tolerancia final debe confirmarse con ERTP/HIBON y número de serie.
7. Procedimiento de ajuste axial
- Identificar aspiración y descarga.
- Instalar comparador sobre el extremo del eje.
- Llevar eje-impulsor a una placa y poner a cero.
- Mover completamente a la placa contraria: esa lectura es JT.
- Comparar JT con la especificación aplicable.
- Calcular JT/2 y centrar el rotor.
- Bloquear alojamientos, tornillos y tuercas según manual.
- Volver a medir después del apriete.
- Verificar giro libre y ausencia de contacto en ambos sentidos axiales.
- Registrar hA, hB, JT, horas y responsable.
8. Rendimiento y pérdida de capacidad
Para comparar degradación puede usarse la relación: tiempo nuevo = tiempo base × capacidad relativa. Si un estanque tarda 18 s con 100% de capacidad, una pérdida de 15% eleva el tiempo teórico a 21,2 s; 25% a 24 s; 40% a 30 s; y 50% a 36 s. Esta relación es útil como sensibilidad, no como curva universal del fabricante.
| Pérdida | Capacidad restante | Tiempo desde 18 s |
|---|---|---|
| 5% | 95% | 18,9 s |
| 15% | 85% | 21,2 s |
| 25% | 75% | 24,0 s |
| 40% | 60% | 30,0 s |
| 50% | 50% | 36,0 s |
9. Torque, potencia y corriente
El torque de eje puede estimarse como T [N·m] = 9550 × Pabs [kW] ÷ n [rpm]. Para motores trifásicos, una estimación de corriente usa I = 1000 × Pabs ÷ (√3 × V × η × cosφ). Para diagnóstico no debe asumirse proporcionalidad perfecta entre corriente y carga a baja potencia: la mejor referencia es una línea base medida en el mismo equipo, con condiciones comparables de rpm, agua de sello y descarga.
- Corriente alta: revisar roce axial, exceso de líquido, rodamiento, presión o sólidos.
- Corriente baja + bajo rendimiento: revisar fuga interna, holgura, agua de sello, rpm o válvula abierta.
- Corriente oscilante: evaluar cavitación, entrada intermitente o válvula inestable.
- Desbalance de fases: investigar suministro, conexiones y condición eléctrica.
10. Cavitación y vacío extremo
El síntoma tipo gravilla, vibración y cambio de sonido del motor son compatibles con cavitación. En el caso de referencia se observó una zona de alerta operacional a partir de aproximadamente -0,88 bar(g), intensificándose cerca de -0,96/-0,98 bar(g). El estudio cuantitativo muestra doble castigo: menor caudal por curva de bomba y pérdida adicional por vapor/burbujeo.
11. Fugas y estanqueidad
En vacío, una apertura residual aparentemente pequeña puede tener un efecto grande. Deben verificarse juntas, sellos, conexiones, check valves, válvulas actuadas y correspondencia real entre actuador y disco. Un feedback eléctrico o una indicación de "cerrado" no reemplaza la verificación mecánica.
12. Separadores y protección contra arrastre
Cuando se incorporan etapas auxiliares como boosters, el gas debe llegar protegido contra arrastre de líquido y sólidos. El diseño propuesto contempla separación/demister, drenajes, control de nivel y enclavamientos. La protección del booster es parte del diseño de proceso, no un accesorio opcional.
13. Sistema Twin Tank: alternancia de vacío y presión
Dos estanques transitorios alternan funciones: mientras uno succiona, el otro descarga. La capacidad del sistema depende de que válvulas de vacío, presión, bypass, turbo, hidróforo y checks cambien con sincronía. Una única carrera incompleta puede alterar el balance completo del ciclo.
14. Neumática: presión no es calidad de aire
En el caso estudiado, la condición esperada era aproximadamente 7–7,5 bar. Presiones de 3–4 bar no garantizan velocidad ni carrera completa de actuadores. Pero una presión correcta tampoco garantiza aire seco: FRL y trampas de agua retiran condensado líquido, no sustituyen un secador ni una medición de punto de rocío.
15. Válvulas críticas y montaje
Las mariposas excéntricas de alta performance deben verificarse como conjunto actuador-adaptador-vástago-disco-asiento. Un montaje desfasado puede indicar 0% y quedar parcialmente abierto. Después de intervención se debe comprobar posición real, repetibilidad, tiempos de maniobra y feedback.
16. Instrumentación recomendada
Como mínimo: presión/vacío absolutos o convertibles, presión neumática, temperatura y caudal de agua de sello, corriente/potencia trifásica, rpm cuando corresponda, feedback de válvulas, tiempo de ciclo y punto de rocío del aire comprimido. La instrumentación debe validarse contra contexto para detectar variables pegadas o incoherentes.
17. Diagnóstico de vacío insuficiente
Separar "bomba no genera vacío" de "el sistema no transporta mezcla". Revisar fugas, agua de sello, rpm, válvulas, check, posición del flexible, restricciones y mezcla. Un vacío aparente correcto en HMI no garantiza caudal útil suficiente.
18. Diagnóstico de presión anormal
Verificar secuencia de válvulas, bypass, checks, obstrucciones, presión neumática y tiempos de conmutación. Un cierre tardío puede producir transitorios de corriente y esfuerzos que parezcan una falla eléctrica cuando la causa es mecánico-neumática.
19. Diagnóstico de bajo caudal
Comparar simultáneamente tiempo de llenado, vacío, corriente, rpm, agua de sello y estado de válvulas. Si el tiempo empeora con agua —variable de referencia más estable— la causa debe buscarse en el equipo o arquitectura antes de atribuirla a especie, compactación o barrido.
20. Secuencia de arranque y parada
El arranque debe verificar energía, aire de servicio, nivel/caudal de sello, disponibilidad de válvulas, ausencia de bloqueo y condiciones de proceso. La parada debe evitar dejar presión o vacío atrapado y debe respetar la secuencia de alivio definida por la lógica del fabricante/sistema.
21. Mantenimiento preventivo
| Frecuencia | Control recomendado |
|---|---|
| Cada turno | Ruido, vibración, vacío, corriente, temperatura y caudal de sello. |
| Semanal | Fugas, fijaciones, líneas de sello, filtros, transmisión y marcas testigo. |
| Mensual / 500 h | Tendencias, tiempo de ciclo, corriente por fase, vibración y control axial según criticidad. |
| 1.000 h | Rodamientos/lubricación según referencia aplicable y juego axial completo. |
| Parada programada | Impulsor, placas, planitud, espesor, eje, rodamientos, alojamientos y estanqueidad. |
22. Mantenimiento predictivo y basado en datos
El modelo IOTA evoluciona en tres capas: conteo de maniobras y vida operacional; diagnóstico por comportamiento —variables pegadas, maniobra lenta, feedback ausente—; y análisis contextual cruzando presión, vacío, ciclos, turbo, bodega, tonelaje, detenciones e histórico. El PLC controla; el hosting conserva historia y umbrales.
23. Troubleshooting por síntoma
| Hallazgo | Mecanismo probable | Qué revisar |
|---|---|---|
| Picaduras tipo cráter | Cavitación | Vacío absoluto, temperatura y caudal de sello. |
| Rayas circulares | Roce axial | Centrado, JT, rodamientos y fijaciones. |
| Ruido desaparece al reducir agua | Golpeteo por exceso de líquido | Regular caudal según fabricante. |
| Ruido persiste/aumenta | Cavitación posible | Detener y corregir causa. |
| Cambio hA/hB con JT constante | Desplazamiento axial | Rodamientos, tuercas, alojamientos y tornillos. |
| Corriente baja + tiempo lento | Fuga interna / baja capacidad | Holgura, agua, rpm y válvulas. |
24. Caso real de referencia: prueba con agua
En el sistema Twin Tank estudiado, la prueba con agua se utiliza para reducir variables de especie, talla y compactación. El rango histórico esperado fue 20–22 s; 23 s como límite cercano; 23–27 s como operación degradada; y más de 28 s como alerta severa. Un tiempo cercano a 34 s con agua se consideró incompatible con una descarga eficiente. Estos números describen ese sistema y no son un estándar universal.
25. Formato mínimo de registro
Registrar instalación, modelo, serie, motor, fecha, horas, responsable y motivo. Antes/después: hA, hB, JT, runout radial/axial, vacío absoluto, presión de descarga, caudal y temperatura de sello, rpm, IA/IB/IC, potencia, vibración y tiempo de llenado. La decisión final debe quedar como liberado, condicionado o no liberado.
26. Mejoras de ingeniería
Las mejoras deben atacar la causa del régimen de operación: estanqueidad, neumática, instrumentación, tratamiento de aire, secuencia, capacidad de extracción de gas y mantenimiento. En el caso analizado se evaluaron boosters para mover el punto de operación hacia -0,85/-0,90 bar(g), además de monitoreo inteligente, punto de rocío y persistencia histórica.
Manual Práctico de Mantenimiento de Bombas de Vacío de Anillo Líquido REV003 · Informe Técnico-Pericial Twin Tank Alfa50 REV002 · estudios de vacío extremo y boosters · documentación técnica de fabricante referenciada dentro de esos documentos.