Equilibrado de bombas: cómo reducir la vibración y prolongar la vida de los sellos mecánicos

El efecto del desequilibrio en el funcionamiento de la bomba

El desequilibrio en el rodete de una bomba surge por las mismas causas que en otros equipos:

Causas del desequilibrio:

• Erosión de las paletas: desgaste desigual provocado por el líquido bombeado, especialmente cuando contiene partículas abrasivas
• Daño por cavitación: destrucción de la superficie de las paletas por el colapso de burbujas de cavitación
• Corrosión: corrosión química en un medio agresivo
• Acumulación de depósitos: acumulación de sales, incrustaciones y productos bombeados
• Defectos de reparación: sustitución o reparación por soldadura de paletas individuales sin equilibrar posteriormente

Las consecuencias del desequilibrio en las bombas:

• Vibración del eje: genera un runout radial que se transmite al sello
• Mayor carga sobre los rodamientos: la vida útil puede reducirse de 5 años a 6–12 meses
• Caudal inestable: pulsaciones de presión y flujo
• Mayor consumo de energía: 10–15 % de costes en electricidad desperdiciada
• Ruido y vibración: transmitidos a través de la tubería a todo el sistema

El problema del sello mecánico

El sello mecánico es uno de los componentes más vulnerables de una bomba centrífuga. Trabaja en condiciones exigentes: alta presión, medio agresivo y fricción constante.

Cómo el desequilibrio destruye el sello:

1. Runout radial del eje: la vibración por desequilibrio provoca el runout del eje (desviación del eje de su posición nominal)
2. Pérdida de integridad de contacto: las caras del sello se separan y deslizan periódicamente
3. Desgaste acelerado: desgaste desigual de las caras y sobrecalentamiento
4. Fugas: aparición de una fuga y necesidad de sustitución frecuente del sello

Equilibrar el rodete de una bomba a tiempo supone un ahorro directo en costosos sellos mecánicos.

La relación entre el desequilibrio y la cavitación

La cavitación es la formación y colapso de burbujas de vapor en un líquido cuando la presión cae por debajo de la presión de vapor saturado. Es un fenómeno peligroso que destruye las paletas del rodete.

Cómo interactúan el desequilibrio y la cavitación:

La cavitación provoca desequilibrio:

• La erosión por cavitación destruye las paletas de forma desigual
• Esto crea una asimetría de masa → desequilibrio

El desequilibrio agrava la cavitación:

• La vibración por desequilibrio genera pulsaciones de flujo
• El flujo inestable intensifica la cavitación
• Se genera un círculo vicioso

El sonido característico de la cavitación es un «crujido de grava». Si escucha este sonido y la vibración es inestable, solucione primero el problema hidráulico y luego equilibre.

Métodos de equilibrado de bombas

Método 1: Equilibrado del rodete en máquina

Cuándo se utiliza: durante una revisión de la bomba, cuando el rodete ha sido desmontado.

Ventajas:

• Alta precisión de equilibrado para el componente individual
• Es posible rectificar y reparar por soldadura las paletas desgastadas simultáneamente
• Condiciones de taller controladas

Procedimiento:

1. El rodete se monta en un mandril de equilibrado (eje de sustitución)
2. El equilibrado se realiza en 1 o 2 planos
3. Tras el montaje de la bomba, se recomienda un equilibrado de comprobación en estado ensamblado

Método 2: Equilibrado de la bomba como conjunto (in situ)

Cuándo se utiliza: para bombas instaladas, sin desmontar.

Ventajas:

• Tiempo de parada mínimo (2–4 horas en lugar de varios días)
• Equilibrado de todo el sistema, teniendo en cuenta el acoplamiento, la alineación y los rodamientos reales
• Ahorro en desmontaje/remontaje

Procedimiento:

1. Se instalan sensores de vibración en las carcasas de los rodamientos de la bomba
2. Un tacómetro láser se apunta al acoplamiento o al eje
3. El equilibrado se realiza mediante el método de las 3 pasadas (véase el artículo de metodología)
4. Las masas de corrección se colocan en el disco trasero del rodete (donde sea accesible)

Metodología detallada: Equilibrado con el Balanset-1A paso a paso

Un enfoque combinado

En la práctica, se utiliza con frecuencia una combinación de métodos:

1. Durante la reparación: equilibrado del rodete en máquina (equilibrado grueso)
2. Tras el montaje: acabado del equilibrado de la bomba ensamblada in situ

Esto garantiza la vibración mínima del conjunto, teniendo en cuenta todos los factores: acoplamiento, alineación y rigidez de la tubería.

Recomendaciones prácticas

Cuándo es necesario el equilibrado de la bomba

• Tras una revisión: equilibre siempre después de sustituir el rodete o el eje, o de reparar las paletas
• Cuando aparece vibración: si la bomba ha comenzado a vibrar o funciona con más ruido de lo habitual
• Tras daños por cavitación: la cavitación destruye las paletas de forma desigual → desequilibrio
• Periódicamente en bombas críticas: bombas de alimentación de calderas y bombas de circulación — una vez cada 1–2 años
• Cuando los sellos se sustituyen con frecuencia: si un sello dura menos de un año, compruebe el equilibrado

Las particularidades del equilibrado según el tipo de bomba

Bombas centrífugas:

• Generalmente equilibradas en 1 plano (si el rodete es estrecho)
• Para diseños de doble aspiración — en 2 planos
• Grado de calidad de equilibrado: G6.3

Bombas multietapa:

• Cada rodete se equilibra por separado
• A continuación se equilibra todo el rotor ensamblado
• Un procedimiento más complejo que requiere experiencia

Bombas sumergibles:

• Equilibradas en un banco de ensayo especial
• Se tienen en cuenta las fuerzas hidrodinámicas

Comprobaciones previas al equilibrado

Debe comprobar:

1. Alineación bomba-motor: el desalineamiento del eje produce vibración a 2× — el equilibrado no resolverá el problema
2. Estado de los rodamientos: no se permite juego
3. Ausencia de cavitación: el característico ruido de «grava», vibración inestable
4. Limpieza del rodete: los depósitos por sí mismos crean desequilibrio
5. Sujeciones: todos los tornillos deben estar apretados

Tras el equilibrado

Qué comprobar:

• Vibración reducida a la zona A o B (según ISO 20816)
• Estabilidad de las lecturas de presión y caudal
• Sin fugas a través del sello
• Temperatura de los rodamientos (debe estar dentro de los límites)

Comprobaciones periódicas:

Para bombas críticas se recomienda la monitorización de vibraciones una vez por trimestre. Un aumento gradual de la vibración a la frecuencia de rotación (1×) es señal de un desequilibrio en desarrollo.