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Las bombas mono, o bombas de cavidad progresiva , se utilizan ampliamente en las industrias de petróleo y gas, petroquímica, alimentaria, farmacéutica e incluso de tratamiento de agua y aguas residuales gracias a su diseño especializado. El núcleo de estas bombas consta de dos componentes: un rotor metálico y un estator de caucho. El estator se encarga de crear un sellado completo entre el rotor y la carcasa de la bomba , proporcionando así una presión y un caudal uniformes para el transporte de fluidos.
Dado que el estator está en contacto directo con el fluido, el tipo y la calidad de su caucho son cruciales. Para garantizar un rendimiento a largo plazo y evitar la corrosión, la hinchazón o las fallas prematuras, es necesario realizar pruebas químicas del caucho del estator de la bomba Mono . Estas pruebas determinan la resistencia del compuesto de caucho a entornos químicos, temperatura, presión y tipo de fluido.
Importancia de las pruebas químicas de los materiales de caucho del estator
Elegir los neumáticos equivocados puede provocar los siguientes problemas:
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El caucho se hincha debido a la absorción de aceite o disolvente.
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Se endurece o agrieta al entrar en contacto con ácidos y bases fuertes.
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Pérdida de elasticidad y reducción del sellado.
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Pérdida de eficiencia y tiempo de inactividad de la línea debido a fallas prematuras de la bomba
Por lo tanto, es fundamental realizar pruebas químicas antes de la operación o al seleccionar el tipo de caucho (NBR, EPDM, FKM, NR, etc.).
Tipos de materiales de caucho utilizados en estatores de bombas mono
Dependiendo del tipo de fluido la bomba individual utiliza diferentes gomas:
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NBR (Caucho de nitrilo-butadieno) : resistente a aceites e hidrocarburos
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EPDM (monómero de etileno propileno dieno) : resistente a ácidos, a álcalis y al agua caliente.
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FKM (Viton) : Resistente a productos químicos altamente corrosivos y altas temperaturas.
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NR (caucho natural) : excelente resistencia al desgaste, adecuado para lodo y fluidos minerales
Para seleccionar correctamente cada uno se deben realizar pruebas químicas y físicas según las condiciones de trabajo.
Principales pruebas químicas de los materiales de caucho del estator
1. Prueba de resistencia al aceite y a los disolventes
En esta prueba, se sumerge una muestra de caucho en un aceite industrial o un disolvente específico. Se miden los siguientes cambios:
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Expansión porcentual de volumen o peso
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Cambio de dureza (Shore A)
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Cambio en la resistencia a la tracción
: El propósito de esta prueba es verificar la compatibilidad del caucho con combustibles, aceites e hidrocarburos.
2. Prueba de resistencia a ácidos y álcalis
En las industrias química, de tratamiento de agua y de aguas residuales, los estatores pueden estar expuestos a ambientes ácidos o alcalinos. Para ello , la muestra debe colocarse en una solución de H₂SO₄, HCl o NaOH. Los criterios de evaluación son los siguientes:
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Decoloración o agrietamiento
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Deterioro de las propiedades mecánicas
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Porcentaje de absorción o hinchamiento
3. Prueba de resistencia al calor y a la oxidación.
Los neumáticos se endurecen , agrietan y pierden elasticidad a altas temperaturas . Las pruebas de resistencia al calor se realizan a temperaturas entre 70 °C y 150 °C (según el tipo de neumático). Esta prueba demuestra cuánto tiempo puede un neumático soportar las temperaturas de funcionamiento sin perder calidad.
4. Prueba de absorción de agua y humedad
Los estatores que operan en ambientes húmedos o en contacto con fluidos acuosos pueden absorber humedad. Esta prueba consiste en sumergir el caucho en agua destilada o agua de mar y medir los cambios en su peso y volumen.
5. Prueba de envejecimiento acelerado
En esta prueba, las muestras de caucho se exponen a una combinación de sustancias químicas, temperatura y presión para acelerar la degradación. Posteriormente, se observan los cambios en sus propiedades físicas y químicas. Este método puede ayudar a predecir la vida útil de los estatores.
6. Pruebas de compatibilidad
En ocasiones, los estatores deben ser compatibles con fluidos específicos, como lodos minerales, alimentos o productos farmacéuticos. En esta prueba, se coloca una muestra directamente en el fluido y se verifica su apariencia y cambios mecánicos después de un período de tiempo definido.
Métodos de prueba complementarios
Además de las pruebas químicas, se utilizan algunas pruebas analíticas para examinar la estructura del caucho:
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FTIR (Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier): identificación de grupos funcionales y tipos de polímeros
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TGA (Análisis termogravimétrico): Verificar la estabilidad térmica y el porcentaje de relleno
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DSC (calorimetría diferencial de barrido): mide la temperatura de transición vítrea (Tg)
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SEM (Microscopio electrónico de barrido): observe los cambios en la superficie y la degradación microscópica
Bombas de cavidad progresiva Bornemann
Normas internacionales pertinentes
Existen varias normas para las pruebas químicas del caucho del estator de la bomba Mono, las más importantes de las cuales son:
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ASTM D471: Prueba de resistencia a líquidos de caucho
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ASTM D573: Prueba de envejecimiento térmico del caucho
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ASTM D1415: Prueba de dureza del caucho
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ISO 1817: Determinación de los efectos de los líquidos sobre el caucho vulcanizado
Estas normas proporcionan una base precisa y uniforme para comparar la calidad de los neumáticos.
Beneficios de las pruebas químicas antes de la selección del material
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Reducir los costos de mantenimiento y el reemplazo frecuente del estator
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Prolonga la vida útil de la bomba y reduce el tiempo de inactividad de la producción
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Garantizar la compatibilidad del material con los fluidos del proceso.
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Mejorar la eficiencia y reducir el consumo energético
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Mayor seguridad en industrias sensibles como la farmacéutica y la alimentaria
en conclusión
El estator de una bomba es uno de los componentes más críticos y sensibles en el proceso de transferencia de fluidos. Su durabilidad y eficiencia dependen directamente de la correcta selección del material de caucho y de las pruebas químicas estándar . Mediante un examen minucioso de la resistencia del caucho a disolventes, ácidos, álcalis, temperatura y humedad, se puede seleccionar la solución óptima para cada aplicación.
Al invertir en el control de calidad y las pruebas químicas de los materiales del estator, las empresas e industrias pueden evitar fallos prematuros, altos costos de reparación y paradas de la línea de producción. En definitiva, las pruebas químicas de los materiales de caucho del estator no solo son un requisito técnico, sino también una inversión económica y estratégica para cualquier industria .