La bomba de membrana, conocida en inglés por las siglas AODD (Air Operated Doube Diaphragm), es un tipo de bomba de desplazamiento positivo de doble diafragma que funciona con aire comprimido. La bomba de diafragma emplea una válvula neumática que dirige el aire comprimido de un lado a otro de la bomba.
Las bombas de membrana son capaces de manipular líquidos con distintos niveles de viscosidad, así como líquidos con sólidos en suspensión. Gracias a las configuraciones especiales de diseño y a los materiales utilizados, este tipo de bomba también puede manipular con seguridad y eficacia productos químicos especialmente agresivos.
Los componentes de una bomba de membrana
Los principales componentes que integran y regulan el funcionamiento de una bomba de doble membrana son los siguientes.
- La carcasa central: incluye la entrada y la salida del suministro de aire y el intercambiador neumático, que proporciona presión alterna a la válvula de aire y contribuye al movimiento de las membranas y a la acción de bombeo al mismo tiempo. El intercambiador neumático, patentado por Debem, es un elemento clave en el funcionamiento de la bomba. Este componente consta de un cilindro exterior, que a su vez está dividido en tres secciones. El aire comprimido entra en la sección central y sale a las cámaras situadas detrás de las membranas a través de las dos secciones laterales. El intercambiador neumático también incluye un carrete que, moviéndose a lo largo del eje, dirige alternativamente el aire a las dos membranas, y un eje, sobre el que corre el carrete y al que se fijan las propias membranas.
- Las cámaras de fluidos: albergan los volúmenes en los que se aspira y bombea el fluido. Las cámaras de fluido comprenden las membranas (verde y amarilla en la imagen inferior) y a veces incluyen el alojamiento de las esferas que tienen una función similar a la válvula de retención de entrada y salida. En el interior de la cámara se crea un vacío en el que los diafragmas aspiran el líquido alternativamente y lo expulsan por cada lado para crear la acción de bombeo.
- Colectores: proporcionan la interfaz con el sistema y se fijan a las cámaras exteriores para garantizar la estanqueidad y, al mismo tiempo, crear una vía de flujo de fluidos. A veces incluyen el alojamiento de la bola, que actúa como válvula antirretorno para impedir que el fluido aspirado vuelva a su punto de partida.
- La válvula de aire: dirige el aire comprimido hacia las cámaras y ayuda a mover la unidad de membrana. Al mismo tiempo, la válvula de aire dirige el aire comprimido hacia la cámara opuesta, permitiendo su descarga a la atmósfera a través del orificio de escape situado en el bloque central.
- Diafragmas: disponibles en una amplia variedad de materiales y diseños, actúan a la vez como barrera para separar el lado del fluido de la bomba del lado del aire y, al mismo tiempo, crean la acción de bombeo mediante su expansión.
Los distintos componentes de las bombas de doble diafragma, aunque mantienen el mismo principio de funcionamiento, pueden tener distintas disposiciones según el tamaño o la serie de la bomba a la que pertenezcan.
Funcionamiento de una bomba de membrana
Tras haber profundizado en los principales componentes de las bombas de diafragma, es posible analizar su funcionamiento. Como ya se ha mencionado, todo el ciclo de funcionamiento de una bomba AODD se basa en el uso de aire comprimido como fluido motriz. Las bombas AODD utilizan dos membranas flexibles montadas sobre un eje compartido que se mueve repetidamente hacia delante y hacia atrás para bombear fluidos dentro y fuera de la cámara de fluidos de la bomba. Este movimiento crea un vacío que permite la entrada de líquido a través de un orificio de succión.
El ciclo de intercambio de aire en las bombas de doble membrana
El ciclo de intercambio consta esencialmente de tres fases que se repiten alternativamente para cada cámara.
- Fase 1: el aire, pasando por el orificio de la carcasa de la bomba, llega al anillo central, donde a través de una serie de conductos entre el carrete y el anillo exterior alcanza una de las dos «cámaras de aire» (en la figura el conducto está resaltado en rojo y la cámara de aire en azul). La membrana, empujada por la presión del aire, se expande y desplaza el líquido en el colector. La dirección correcta está garantizada por las esferas situadas debajo, que, por gravedad, cierran el paso, impidiendo que el líquido se salga.
- Fase 2: En la segunda fase, el carrete, empujado por el aire, golpea el lado opuesto en el intercambiador neumático, deslizándose a lo largo del eje, y presuriza la otra cámara de aire.
- Fase 3: En la tercera fase, denominada fase de descarga, la cámara de aire de la membrana que antes estaba bajo presión ve ahora un paso abierto hacia el ambiente exterior. El tirón de la membrana opuesta, que se está inflando, retrae la membrana al mismo tiempo que crea un vacío en la cámara de fluido, lo que permite que el fluido suba y se llene. Al mismo tiempo, el ciclo comienza de nuevo repitiendo, dentro de la segunda cámara, la acción descrita en el paso 1.
La mayoría de los productos Debem tienen un rango de presión de suministro entre 2 bar (mínimo) y 8 bar (máximo), aunque se ha comprobado que presiones incluso inferiores a 1 bar disparan algunos modelos.
Instalación de una bomba de doble membrana
Tras profundizar en los modos de funcionamiento de las bombas de diafragma, es posible definir los distintos modos de instalación. Entre ellos se incluyen los siguientes modos.
- Instalación en modo autoaspirante: la bomba de membrana se sitúa por encima del nivel del fluido y tiene la capacidad de aspirarlo, incluso cuando funciona en seco, es decir, sin líquido en su interior. La distancia entre la bomba y el nivel del fluido provoca pérdidas de presión. Si la bomba no está encapsulada, la altura máxima desde la que podrá aspirar el fluido no podrá superar los 6 metros, mientras que con la bomba encapsulada es posible alcanzar los 9 metros.
- Instalación con aspiración e impulsión divididas: En algunas aplicaciones es necesario manejar dos fluidos sin disponer de espacio para colocar dos bombas separadas. Debem ofrece la posibilidad de personalizar sus bombas dividiendo la aspiración y la impulsión. Se trata de mover dos fluidos (por ejemplo, dos colores diferentes) con la misma bomba. No obstante, los fluidos deben tener características similares de viscosidad y densidad.
- Instalación subterránea: En este tipo de instalación, la bomba se encuentra por debajo del nivel del fluido.
- Instalación con aspiración dividida: cuando es necesario transformar la bomba en un mezclador, es posible dividir el colector de aspiración manteniendo la línea de impulsión única. Este mecanismo permitirá a la bomba mezclar los dos fluidos.
- Instalación sumergida: En algunos casos, como el vaciado de pozos, es posible sumergir la bomba directamente en el agua.
- Instalación de trasvase de bidones: las bombas más pequeñas pueden colocarse directamente en los bidones que necesitan vaciarse.
La importancia de elegir la bomba AODD adecuada
Las bombas AODD son capaces de manejar una amplia gama de fluidos, caudales y viscosidades, y pueden funcionar eficazmente en las áreas de aplicación más diversas. Debem diseña y fabrica bombas de doble diafragma para responder con eficacia y seguridad a los retos de las industrias de todo el mundo. Debem pone a su disposición la experiencia de sus equipos técnicos y comerciales tanto para apoyar las necesidades de elección de una nueva bomba como para proporcionar información y consejos útiles sobre la gama de accesorios o piezas de recambio.
