¿Por qué una bomba pierde presión después de funcionar durante un período de tiempo?

Es un escenario clásico que deja frustrados a los operadores y técnicos de mantenimiento. Pones en marcha la bomba, el manómetro sube al instante al punto de ajuste correcto y el sistema funciona sin problemas. Te alejas confiado en que el trabajo está hecho. Sin embargo, cuando regresas una hora después, o a veces solo veinte minutos después, la presión ha bajado significativamente o el caudal se ha reducido a un hilo.

Esta pérdida de presión dependiente del tiempo es uno de los problemas más malinterpretados en el manejo de fluidos. Debido a que la bomba supera la prueba de arranque inicial, muchos asumen que el equipo en sí está en buen estado. Sin embargo, una caída en el rendimiento con el tiempo indica que las variables están cambiando mientras la máquina opera. No se trata solo de una falla estática; se trata de condiciones dinámicas que cambian en tu contra.

¿Por qué una bomba aparentemente saludable pierde fuerza después de funcionar un rato? La respuesta rara vez apunta a un solo culpable. En este artículo, desglosaremos las categorías principales responsables de este fenómeno: la inestabilidad hidráulica que se desarrolla al subir la temperatura, el desgaste mecánico que aumenta las fugas internas y los factores del sistema, a menudo pasados por alto, que alteran la demanda.

Lo que realmente significa [la pérdida de presión con el tiempo]

Antes de desarmar la bomba, necesitas definir los síntomas con precisión. La pérdida de presión con el tiempo es distinta a la de una bomba que nunca genera presión.

Este problema específico implicauna caída gradual de la presióno unapérdida de presión retardada. La bomba demuestra que puede hacer el trabajo al arrancar (en frío), pero falla en mantener ese trabajo durante la operación en estado estable (en caliente o en condición continua). Esta distinción es crítica. Nos dice que la geometría y la velocidad de la bomba son probablemente correctas, pero un factor externo o interno está degradando su capacidad para mantener esa presión a medida que pasan los minutos o las horas.

Causas hidráulicas de la pérdida de presión

Los problemas del sistema hidráulico son las razones más comunes para el desvanecimiento de la presión. Estos problemas a menudo tardan en manifestarse porque dependen de la acumulación (de calor, aire o residuos).

Cavitación que se desarrolla durante la operación

La cavitación no siempre es inmediata. A veces, una bomba funciona bien cuando el fluido está frío. A medida que la bomba funciona, la temperatura del fluido puede subir, especialmente en sistemas de recirculación. Un fluido más caliente tiene una presión de vapor más alta, lo que reduce la Altura Neta Positiva de Succión disponible (NPSHd). Una vez que la NPSHd cae por debajo de lo que la bomba requiere,la cavitacióncomienza. Esto crea burbujas de vapor que colapsan y perturban el flujo, haciendo que la presión de descarga se vuelva inestable y caiga.

Entrada de aire y pérdida de cebado

Las fugas de aire son traicioneras. Una fuga masiva impide el cebado por completo, pero una micro-fuga en el lado de succión actúa de manera diferente. A medida que la bomba funciona, aspira pequeñas cantidades de aire a través de juntas desgastadas o conexiones flojas. Este aire no detiene la bomba de inmediato. En cambio, se acumula en la parte superior del ojo del impulsor o en los puntos altos de la carcasa. Con el tiempo, esta bolsa de aire crece lo suficiente como para bloquear el flujo de fluido, reduciendo la presión efectiva o haciendo que la bomba pierda por completo su cebado.

Bloqueo o restricción en la línea de flujo

La acumulación de residuos es un problema progresivo. Cuando arrancas la bomba por primera vez, el filtro o colador puede estar limpio. A medida que la bomba hace circular fluido desde un sumidero o tanque sucio, las partículas quedan atrapadas en el colador de succión. Esta obstrucción gradual aumenta la resistencia. La bomba tiene que trabajar más para aspirar el fluido, lo que lleva a una presión de descarga reducida a medida que la línea de succión se asfixia.

Desgaste Mecánico y Fugas Internas

Los problemas mecánicos a menudo imitan a los problemas hidráulicos. La diferencia clave aquí es la degradación física que permite que el fluido se deslice hacia atrás en lugar de avanzar.

Desgaste o Daño del Impulsor

Si está bombeando fluidos abrasivos, los bordes de ataque de los álabes del impulsor se desgastan con el tiempo. Si bien esto suele causar una caída del rendimiento a largo plazo durante meses, puede ocurrir una erosión rápida en aplicaciones severas. Los álabes erosionados no pueden impartir la misma energía al fluido, lo que resulta en una altura manométrica desarrollada más baja.

Anillos de Desgaste y Holguras Internas

Los anillos de desgaste existen para sellar el lado de descarga de alta presión del lado de succión de baja presión dentro de la carcasa de la bomba. Cuando estos anillos se desgastan, el espacio de holgura se amplía. Esto permite que el fluido presurizado se filtre de regreso al lado de succión en lugar de salir por la tubería de descarga. Esta recirculación interna actúa como un cortocircuito. La bomba está haciendo el trabajo, pero la presión nunca llega al sistema: queda atrapada dentro de la carcasa.

Efectos Térmicos Durante la Operación Continua

El calor lo cambia todo. A medida que la bomba funciona continuamente, tanto el fluido como los componentes de la bomba se calientan.

• Cambios de Viscosidad:Para aceites y fluidos viscosos, temperaturas más altas significan menor viscosidad. Un fluido delgado se desliza a través de las holguras internas más fácilmente que un fluido espeso. Una bomba de engranajes que mueve aceite frío podría mantener 100 PSI fácilmente, pero a medida que el aceite se adelgaza a la temperatura de operación, el deslizamiento aumenta y la presión cae.

• Expansión Térmica:Los diferentes metales se expanden a diferentes ritmos. Si la carcasa se expande más que el conjunto rotativo interno, las holguras internas pueden abrirse, lo que lleva a un mayor bypass y una menor eficiencia.

Factores del Motor y Eléctricos

A veces la bomba está bien, pero el accionamiento se está debilitando.

• Sobrecalentamiento del Motor:Si un motor tiene un tamaño insuficiente o la ventilación está bloqueada, se calienta. A medida que los devanados se calientan, la resistencia aumenta, lo que puede llevar a una caída en las RPM (velocidad) si el motor está luchando bajo carga. Dado que la presión de la bomba está directamente relacionada con el cuadrado de la velocidad, incluso una pequeña caída en las RPM causa una caída notable en la presión.

• Caída de Voltaje:En instalaciones con cargas pesadas y fluctuantes, las caídas de voltaje pueden hacer que el motor se ralentice, reduciendo el rendimiento hidráulico.

Causas Relacionadas con el Control y el Sistema

La bomba vive dentro de un sistema, y ese sistema es dinámico.

Válvulas de Control Cambiando de Posición

Los sistemas modernos utilizan válvulas automatizadas. Una caída de presión podría ser en realidad una válvula de control abriéndose aguas abajo. Si una válvula de proceso se abre más para satisfacer un requisito de temperatura, el caudal aumenta. Según la curva de la bomba, a medida que aumenta el caudal, la presión disminuye naturalmente. La bomba no está fallando; simplemente se está moviendo a un punto diferente de su curva.

Aumento de la Demanda del Sistema

De manera similar, si nuevos usuarios se conectan—alguien abre una estación de lavado o una nueva máquina inicia un ciclo—la demanda total del sistema aumenta. La bomba proporciona más caudal para satisfacer esta demanda, sacrificando presión en el proceso.

Problemas de Válvulas de Retención y Reflujo

Las válvulas de retención evitan el flujo inverso. Si una válvula de retención en el lado de descarga no se asienta correctamente o está obstruida por desechos, permite que la presión retroceda hacia la bomba o el sumidero cuando el sistema intenta mantener la presión. Si bien esto es más un problema durante los tiempos de inactividad, en sistemas de múltiples bombas, una válvula de retención con fugas en una bomba en paralelo puede actuar como una derivación, desviando la presión que debería ir al proceso.

Por Qué el Problema Aparece Solo Después de Funcionar

La frustración surge de la diferencia entrecondiciones de arranqueycondiciones de estado estacionario.

Al arrancar, el fluido está frío, el motor está fresco, los filtros están vacíos y no hay acumulación de aire. Este es el escenario [ideal]. Después de funcionar durante un período, se impone el [mundo real]. Los filtros atrapan suciedad, el calor se absorbe en el metal y las micro-fugas acumulan suficiente aire para causar problemas. Las pruebas de funcionamiento cortas a menudo no detectan estos problemas porque el sistema aún no ha alcanzado ese umbral crítico de fallo.

Enfoque de Diagnóstico Paso a Paso

Diagnosticar esto requiere paciencia. No puedes solo mirar la bomba; debes monitorearla con el tiempo.

1. Línea Base de Arranque:Registra la presión, el caudal y el consumo de amperios inmediatamente al arrancar.

2. Monitorear la Caída:Observa los manómetros. ¿La presión cae gradual o repentinamente?

   Caída gradualsugiere obstrucción del filtro o cambios de viscosidad.

   Caída repentinasugiere liberación de bolsas de aire o apertura de una válvula.

3. Verificar Temperatura:¿Está excesivamente caliente la carcasa de la bomba o el motor?

4. Inspeccionar la Succión:Busque vórtices en el sumidero o burbujas de aire en los visores.

5. Verificar la Demanda:Recorra la línea. ¿Se abrió una válvula? ¿Se disparó el manómetro diferencial de un filtro?

Conceptos Erróneos Comunes

• La bomba está defectuosa: Rara vez es cierto si funcionó al inicio. La bomba suele ser la víctima de cambios en el sistema.

• Mayor velocidad solucionará el problema: Acelerar la bomba a menudo aumenta la cavitación o la sobrecarga del motor, empeorando el problema.

• La pérdida de presión siempre es una fuga: Como se discutió, la recirculación interna o los cambios de viscosidad causan pérdida de presión sin que se escape ni una sola gota de fluido al exterior.

Cómo Prevenir la Pérdida de Presión con el Tiempo

Mantenimiento de la bombay el diseño del sistema son sus mejores defensas.

• Gestión de Filtración:Instale manómetros de presión diferencial en los filtros para saber cuándo se están obstruyendo antes de que el flujo se vea afectado.

• Margen de NPSH:Asegúrese de que su sistema tenga suficiente altura de succión para manejar la presión de vapor de los fluidos calientes.

• Punto de Operación:Haga funcionar la bomba cerca de su Punto de Máxima Eficiencia (BEP). Operar demasiado a la izquierda o a la derecha de la curva causa vibración y calor que aceleran el desgaste.

• Inspección de Rutina:Revise los anillos de desgaste y los claros del impulsor durante las paradas anuales para detectar fugas internas a tiempo.

Conclusión

La pérdida de presión que ocurre con el tiempo suele ser una falla progresiva, no una rotura repentina. Ya sea que se trate del calor que adelgaza el aceite hidráulico, aire acumulándose en la carcasa o un filtro que estrangula lentamente el suministro, la causa raíz casi siempre se puede rastrear a cómo cambia el sistema durante la operación. Al comprender estos factores dinámicos, puede ir más allá de las soluciones rápidas e implementar soluciones a largo plazo.

Preguntas Frecuentes

¿La pérdida de presión puede indicar daño por cavitación?
Sí. Si la cavitación está causando la caída de presión, también está causando daño físico al impulsor. La caída de presión es un síntoma; el daño es el resultado.

¿Cuánto tiempo debe una bomba mantener una presión estable?
Una bomba saludable en un sistema estable debería mantener una presión constante indefinidamente, asumiendo que la demanda del sistema (flujo) permanece constante.

¿Es la pérdida de presión más común en bombas multietapa?
Puede ser más difícil de diagnosticar en bombas multietapa porque el desgaste en una etapa podría estar enmascarado por las otras, lo que lleva a una lenta y confusa disminución de la presión general.