Una planta de tratamiento de agua o de aguas residuales mueve grandes cantidades de agua corriente, pero las bombas que determinan si la planta funciona de forma fiable son las que manipulan productos químicos. Hipoclorito de sodio para la desinfección, cloruro férrico y alumbre para la coagulación, polímeros para la floculación, cal y sosa cáustica o ácido para el control del pH: son corrosivos, algunos son tóxicos y varios deben dosificarse con precisión; de lo contrario, el proceso se desvía. Las bombas para agua a granel suelen ser centrífugas o sumergibles y su funcionamiento es bien conocido. Las bombas que manejan productos químicos son las que causan problemas recurrentes en las plantas: fallos en las juntas con el hipoclorito, obstrucción de las bombas dosificadoras por los gases que desprende la lejía y corrosión de las tuberías de coagulantes. Esta guía trata sobre ese segundo grupo.
Llevamos más de una década suministrando bombas de accionamiento magnético y bombas de engranajes magnéticos a plantas municipales e industriales de tratamiento de aguas. Esta guía explica cómo seleccionar las bombas adecuadas para las tareas químicas en una planta de agua o de aguas residuales — dosificación para desinfección, dosificación de coagulantes y floculantes, ajuste del pH y transferencia de productos químicos corrosivos— teniendo en cuenta los requisitos de compatibilidad de materiales, manejo de gases y precisión de dosificación que diferencian el funcionamiento de las bombas para productos químicos del simple bombeo de agua.
1. Las estaciones de manipulación de productos químicos en una planta de tratamiento de agua
Dejemos a un lado las tareas de trasvase de agua sin tratar y agua tratada, que son competencia de las bombas centrífugas convencionales. La parte química de una planta de tratamiento cuenta con las siguientes tareas de bombeo, cada una con un fluido y unos requisitos de precisión distintos:
● Dosificación para la desinfección — dosificar hipoclorito sódico (y, en ocasiones, otros oxidantes) en el flujo de agua hasta alcanzar un nivel residual controlado.
● Dosificación de coagulantes — dosificación de cloruro férrico, sulfato de aluminio (alumbre) o cloruro de polialuminio (PAC) para neutralizar la carga de las partículas y facilitar la aglutinación de los sólidos.
● Dosificación de floculante — dosificación de la solución de polímero/polielectrolito a bajo caudal con un flujo constante y sin pulsaciones, para que los flóculos se formen correctamente.
● dosificación para el ajuste del pH — dosificar cal o sosa cáustica para elevar el pH, o ácido sulfúrico para reducirlo, ambos corrosivos.
● Trasvase a granel de productos químicos corrosivos — Trasvase de hipoclorito, cloruro férrico y ácido desde los depósitos de almacenamiento a granel y los camiones cisterna hasta los depósitos de uso diario.
● Lodos y productos químicos para el tratamiento — dosificación en las etapas de espesamiento, deshidratación y acondicionamiento de lodos en el lado de las aguas residuales.
Hay cuatro requisitos fundamentales que deben cumplirse: la compatibilidad de los materiales con productos químicos altamente oxidantes y ácidos; la capacidad de manejar fluidos que desprenden gases, como el hipoclorito de sodio, sin que se produzcan retenciones de gas; la precisión en la dosificación que permita mantener el punto de consigna del proceso; y la ausencia total de fugas de productos químicos tóxicos y corrosivos. Estos aspectos determinan la elección de la bomba en cada estación.
2. Hipoclorito de sodio: la tarea más ardua
El hipoclorito de sodio (NaOCl) en concentración industrial, normalmente del 5 al 15 %, es el producto químico de uso rutinario más exigente de la planta. Es un potente oxidante, corroe la mayoría de los metales y —lo que suele pillar desprevenidas a las plantas— desprende gases. Hay dos tipos de fallos que predominan y que deben abordarse conjuntamente:
● Ataque físico. El hipoclorito corroe el aluminio, el hierro fundido y el acero inoxidable estándar. La trayectoria de contacto con el líquido debe ser de material no metálico o revestida de fluoropolímero —PVDF, PTFE, ETFE o PFA— con cojinetes de carburo de silicio e imanes de samario-cobalto que resistan la acción química. Una configuración habitual y duradera es un cuerpo de hierro fundido con un revestimiento grueso de ETFE o PTFE: resistencia metálica con una superficie en contacto con el líquido inerte. Especificar metal sin recubrimiento en este caso garantiza una vida útil corta de la bomba.
● Desgasificación y retención de gases. El hipoclorito se descompone lentamente y libera gas. En una bomba dosificadora de diafragma convencional, ese gas se acumula en el cabezal de la bomba y esta acaba comprimiendo una burbuja de gas en lugar de mover líquido —funciona, pero deja de dosificar—. Esta acumulación de gas se considera generalmente el problema más grave en la cloración. La solución es una bomba que tolere el gas arrastrado. El sistema hidráulico de vórtice con turbina regenerativa gestiona un 10-15 % de gas arrastrado sin perder el cebado, que es exactamente la propiedad que necesita el hipoclorito y la razón por la que las bombas sin juntas de tipo vórtice se adaptan mejor a esta tarea que una simple bomba dosificadora de diafragma en la dosificación de lejía con desgasificación.
Para la dosificación y el trasvase de hipoclorito, nuestro Bomba de accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE ofrece la combinación revestida de fluoropolímero, sin juntas y resistente a los gases que requiere esta aplicación. Nuestra experiencia en turbinas regenerativas se refleja en nuestro Guía para la selección de bombas de vórtice industriales, así como el marco general sobre nuestro Página de soluciones de bombas resistentes a la corrosión.
3. Dosificación de coagulantes: cloruro férrico, alumbre y PAC
Los coagulantes neutralizan la carga eléctrica de las partículas finas en suspensión, de modo que estas se agrupan y pueden eliminarse. Los más comunes —cloruro férrico, sulfato de aluminio y cloruro de polialuminio— son corrosivos y, en el caso del cloruro férrico, también son ácidos fuertes y ligeramente abrasivos. Dos requisitos:
● Compatibilidad de materiales. El cloruro férrico es corrosivo y tóxico, y ataca a la mayoría de los metales; por lo tanto, se requiere una construcción no metálica o revestida de PVDF, PTFE o PVC. El alumbre y el PAC también se manipulan en circuitos de contacto con el producto no metálicos o revestidos. La bomba de accionamiento magnético revestida de fluoropolímero es la más adecuada para las condiciones más agresivas de esta gama.
● Dosis precisa y reproducible. La dosis de coagulante se ajusta en función de la turbidez y el caudal de entrada. Una sobredosis supone un desperdicio de producto químico y altera el pH; una dosis insuficiente permite el paso de sólidos. La repetibilidad volumétrica es fundamental, lo que hace que sea recomendable utilizar un dosificador de desplazamiento positivo para la dosificación precisa y una bomba revestida sin juntas para el trasvase a granel.
Para el transporte de coagulantes, la bomba AMC-F con revestimiento de PTFE es apta para el cloruro férrico y otros coagulantes más agresivos. Para la dosificación de coagulantes, la Bomba de engranajes magnética MDC-K proporciona un rendimiento volumétrico reproducible y, cuando el acero inoxidable es compatible, el Bomba magnética de vórtice de acero inoxidable MDW es una opción de transferencia más económica. El cloruro férrico también se utiliza como agente de grabado de placas de circuito impreso, por lo que la misma lógica de bombeo aparece en nuestro Guía para la selección de bombas para galvanoplastia y placas de circuito impreso.
4. Dosificación de floculantes: dosificación de polímeros de bajo caudal y sin pulsaciones
Tras la coagulación, un floculante polimérico une los pequeños aglomerados para formar flóculos más grandes y sedimentables. La dosificación del polímero plantea problemas distintos a los de la dosificación del coagulante: el caudal es bajo, la solución de polímero es viscosa y sensible al cizallamiento, y la dosificación debe ser constante. Tres puntos:
● Flujo suave y sin pulsaciones. Una dosificación intermitente desintegra los flóculos en formación y da lugar a resultados irregulares. Un caudal constante con pocas pulsaciones permite que los flóculos se formen correctamente. Esto favorece el uso de bombas de flujo continuo en lugar de las de flujo alternativo.
● Bajo esfuerzo cortante. Las cadenas poliméricas son largas y sensibles al cizallamiento; un cizallamiento excesivo degrada el polímero y anula su acción de puenteo. Una manipulación cuidadosa preserva el rendimiento del floculante, por lo que la velocidad de la bomba y el sistema hidráulico son factores importantes.
● Medición precisa de caudales bajos. El polímero se dosifica a bajo caudal con gran precisión. Las bombas magnéticas de engranajes proporcionan un caudal volumétrico constante y repetible, sin juntas que puedan presentar fugas. Para la dosificación de pequeños volúmenes de polímeros y aditivos, nuestro Bomba magnética de engranajes micro-mini MDC-M se adapta a la aplicación, con el MDC-K para caudales de polímero más elevados. El principio de desplazamiento positivo que permite una dosificación precisa es el que caracteriza a nuestro Principio de funcionamiento y guía de selección de las bombas de desplazamiento positivo.
5. Ajuste del pH y transferencia de productos químicos corrosivos
El control del pH protege la planta y cumple los límites de vertido. La cal y la sosa cáustica elevan el pH; el ácido sulfúrico lo reduce. Los ácidos y la sosa cáustica concentrada son tan corrosivos que las bombas de dosificación y de trasvase requieren una selección cuidadosa de los materiales:
● Dosificación de ácido. El ácido sulfúrico, utilizado para reducir el pH, corroe la mayoría de los metales y requiere piezas en contacto con el líquido fabricadas en PVDF, PTFE o PFA. Una bomba revestida sin juntas elimina tanto el riesgo de corrosión como el de fugas en las juntas cuando se trabaja con ácidos peligrosos.
● Manipulación de sosa cáustica y cal. La sosa cáustica es compatible con el acero inoxidable 316L dentro de ciertos límites, pero resulta más segura en construcciones revestidas de fluoropolímero cuando se utilizan concentraciones y temperaturas más elevadas. La lechada de cal es abrasiva y requiere piezas en contacto con el fluido resistentes a la abrasión, así como un sistema de manejo de sólidos.
● Trasvase a granel desde el camión cisterna al depósito de día. El hipoclorito, el cloruro férrico y el ácido llegan en camiones cisterna y se transfieren a los depósitos de uso diario —una tarea de transferencia continua en la que la bomba revestida sin juntas vuelve a ser la solución ideal, ya que mantiene el fluido corrosivo contenido—. Para aplicaciones de funcionamiento continuo en las que no es deseable ni siquiera una ruta de exposición estática de la junta tórica, la Serie de bombas de vórtice en carcasa PWH/PWD/PWM es la alternativa con motor integrado.
La lógica de contención de fugas en todas estas aplicaciones corrosivas se describe en nuestro Página de soluciones de bombas a prueba de fugas.
6. Control de la dosificación, cebado e integración del sistema
Una bomba química correctamente especificada seguirá teniendo un rendimiento inferior al esperado si el sistema que la rodea no es el adecuado. Hay varios aspectos clave que determinan si una bomba dosificadora mantiene el valor de consigna durante su funcionamiento:
● Dosificación regulada por el flujo y por la señal. La dosificación de productos químicos suele ajustarse al caudal de agua o regularse mediante un sensor en línea —de turbidez, pH o cloro residual—. La bomba requiere un control de velocidad, normalmente un variador de frecuencia, para que la dosificación se adapte a la demanda en lugar de funcionar a un caudal fijo. Esto es especialmente importante en la dosificación de desinfectantes y coagulantes, donde la carga entrante varía.
● Carga inicial y tratamiento del aire. Cuando se vacía un depósito de productos químicos de uso diario, la tubería de aspiración se llena de aire y la bomba pierde el cebado. Una bomba autocebante o tolerante al gas se recupera sin necesidad de purgarla manualmente, lo que evita la llamada al servicio técnico y la interrupción en la dosificación que provoca una bomba dosificadora no autocebante. En el caso del hipoclorito que desgasifica, se trata de un problema recurrente en la práctica, no de un caso aislado.
● Calibración y verificación. Los sistemas de dosificación necesitan un método para verificar el volumen realmente suministrado: una columna de calibración o una verificación del caudal. Las bombas volumétricas repetibles garantizan la estabilidad de esta calibración a lo largo del tiempo, mientras que una bomba desgastada o con residuos de gas presenta desviaciones y obliga a realizar comprobaciones frecuentes.
● Contención y diques de contención. Las bombas químicas se encuentran dentro de zonas con diques de contención junto a sus depósitos. Su diseño sin juntas reduce el riesgo de fugas que los diques están destinados a contener, lo que disminuye desde el principio la probabilidad de que se produzca un derrame que deba notificarse.
Estos aspectos se sitúan a nivel del sistema, y tenerlos en cuenta en la fase de selección evita que, como suele ocurrir, una bomba adecuada acabe rindiendo por debajo de lo esperado debido a que no se ha especificado el control de dosificación o el cebado.
7. Matriz de selección de bombas para aplicaciones con productos químicos en el tratamiento del agua
La tabla siguiente resume nuestras recomendaciones habituales para las estaciones de manipulación de productos químicos. Se trata de puntos de partida; la concentración real de los productos químicos, el caudal y el objetivo de precisión siempre deben validarse en función del proceso real:
| Estación | Químico | Requisito fundamental | Bomba recomendada |
| Dosificación para la desinfección | Hipoclorito de sodio al 5-15 % | Revestimiento inerte + tolerancia al gas | Accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE |
| Trasvase a granel de hipoclorito | Hipoclorito de sodio | Inerte, sin juntas, resistente a los gases | Accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE |
| Dosificación de coagulantes | Cloruro férrico / alumbre / PAC | Resistencia a la corrosión, precisión | Engranaje magnético MDC-K; AMC-F para transferencia |
| Dosificación de floculante | Polímero / polielectrolito | De bajo caudal, sin pulsaciones, de bajo cizallamiento | Bomba de engranajes magnética MDC-M |
| Dosificación de ácido para ajustar el pH | Ácido sulfúrico | Revestimiento inerte, sin fugas | Accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE |
| Manipulación de sosa cáustica y cal | NaOH, lechada de cal | 316L o revestido, resistencia a la abrasión | MDW 316L o con revestimiento AMC-F |
| Trasvase a granel de productos corrosivos | Hipoclorito, FeCl₃, ácido | Continuo, contenido | Vórtice en lata AMC-F o PWH |
| Dosificación para el acondicionamiento de lodos | Polímeros, química de tratamiento | Dosificado, repetible | Familia de engranajes magnéticos MDC |
8. Por qué las bombas sin sellos y resistentes a los gases son adecuadas para el tratamiento del agua
El uso de productos químicos para el tratamiento del agua pone de relieve dos características concretas de las bombas: su diseño sin juntas y su resistencia a los gases. He aquí cuatro razones por las que son importantes en este contexto:
● Los productos químicos tóxicos y corrosivos deben almacenarse en contenedores de seguridad. El hipoclorito, el cloruro férrico y los ácidos son peligrosos de manipular y su vertido está regulado. Una fuga en un sello mecánico supone un riesgo para la seguridad y el cumplimiento normativo. Las bombas sin sello con accionamiento magnético y las bombas con motor encapsulado eliminan la posibilidad de fugas en los sellos dinámicos.
● Los fluidos que desprenden gases superan a las bombas dosificadoras normales. El hipoclorito sódico en forma gaseosa obstruye las bombas dosificadoras de diafragma convencionales. Una bomba de turbina regenerativa resistente a los gases mantiene la dosificación durante la desgasificación, lo que elimina el fallo más habitual en los sistemas de cloración.
● Las plantas tienen muchas bombas pequeñas que funcionan sin supervisión. Las plantas de tratamiento funcionan de forma continua, a menudo con una dotación de personal mínima. Las bombas que fallan debido a problemas en las juntas o a la acumulación de gases provocan llamadas de emergencia y agua que no cumple con los parámetros establecidos. Las bombas sin juntas y resistentes a los gases reducen las intervenciones no planificadas. La rentabilidad del mantenimiento está en nuestras Guía sobre la vida útil y el mantenimiento de las piezas de las bombas químicas.
● La precisión en la dosificación protege el proceso y reduce los costes de productos químicos. Los productos químicos suponen un gasto de funcionamiento, y una dosificación excesiva no solo supone un desperdicio, sino que también altera la composición química del agua. La dosificación volumétrica repetible mantiene el valor de referencia y controla el gasto. Esta necesidad forma parte de la amplia expansión de las infraestructuras hidráulicas en la India y a nivel mundial que tratamos en nuestro Nota sobre la demanda en el mercado de bombas de la India.
9. Gama de bombas para productos químicos de tratamiento de agua de Aulank
Llevamos más de 17 años suministrando bombas sin sellos a plantas municipales e industriales de agua y de tratamiento de aguas residuales. La gama que solemos recomendar para el sector de la manipulación de productos químicos es la siguiente:
● Bomba de accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE — la unidad principal para el trasvase de hipoclorito, cloruro férrico, ácidos y sustancias corrosivas, con piezas en contacto con el líquido fabricadas en fluoropolímero, un sistema de contención sin juntas y resistencia a los gases desprendidos por la lejía.
● Bomba de engranajes magnética micro-mini MDC-M y Bomba de engranajes magnética MDC-K — dosificación de floculantes poliméricos de bajo caudal, dosificación de coagulantes y dosificación de productos químicos de tratamiento con un caudal volumétrico constante.
● Bomba magnética de vórtice de acero inoxidable MDW y Bomba de acero inoxidable con accionamiento magnético de vórtice MDH — un sistema de transferencia de 316L más económico dentro de la compatibilidad con el acero inoxidable, como la circulación de sosa cáustica dentro de ciertos límites y la circulación de productos químicos neutros.
● Serie de bombas de vórtice en carcasa PWH/PWD/PWM — Variante con motor encapsulado para la transferencia corrosiva continua en la que se requiere la máxima contención.
Esto es lo que una planta de tratamiento de aguas o un integrador de sistemas obtiene de nosotros concretamente:
● Material adecuado para cada sustancia química — Revestimientos de PTFE, PFA y ETFE y opciones de acero inoxidable 316L seleccionadas en función del uso previsto, incluida la construcción con revestimiento grueso para hipoclorito.
● Sistema hidráulico de vórtice resistente a los gases — gestionar el gas arrastrado que provoca atascos en las bombas dosificadoras convencionales cuando se utiliza hipoclorito.
● Cojinetes de carburo de silicio e imanes de samario-cobalto — Componentes internos resistentes a los productos químicos para aplicaciones oxidantes y ácidas.
● Dimensionamiento de engranajes magnéticos para una dosificación precisa a bajo caudal — Salida sin pulsaciones y de bajo cizallamiento para la dosificación de polímeros y coagulantes.
● Control de calidad documentado — Certificación ISO 9001, TÜV CE para bombas de vórtice con accionamiento magnético, registros de ensayos de parámetros individuales y más de 50 patentes sobre la estructura de accionamiento síncrono con imanes permanentes y el sistema hidráulico de vórtice blindado.
Si está buscando bombas para una planta de agua potable, una planta de tratamiento de aguas residuales municipales o industriales, una planta de tratamiento de efluentes o un sistema de dosificación compacto, envíenos sus requisitos en cuanto a productos químicos, concentración, caudal y precisión, y le enviaremos una selección de productos recomendados con las especificaciones de los materiales y los presupuestos en un plazo de dos días laborables.
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● Serie de bombas de desplazamiento positivo