¿Qué es el Sello?
Como es sabido, el sello es uno de los elementos principales de las bombas centrífugas. Su uso es obligatorio en todas las bombas centrífugas, excepto en las bombas de acoplamiento magnético (sin sello). En este artículo intentaremos compartir con ustedes los tipos de sello y su mecánica de funcionamiento.
La función principal del sello en la bomba centrífuga es proporcionar estanqueidad entre las zonas húmeda y seca de la bomba. La zona húmeda es el lado del cuerpo de la bomba donde el fluido se presuriza y la energía mecánica se convierte en energía hidráulica. La zona seca, por su parte, es el lado que queda fuera de la zona húmeda, e incluye el eje, los rodamientos y el motor.
Para comprender mejor la función y el principio de funcionamiento del sello, resulta útil repasar brevemente la lógica de funcionamiento de la bomba centrífuga.
En primer lugar, el motor situado en la zona seca toma energía de la red, convierte la energía eléctrica en energía mecánica y transmite esta energía al eje de la bomba a través del acoplamiento. Un extremo del eje está conectado al lado del acoplamiento, es decir, a la zona seca, mientras que el otro extremo está conectado al rodete situado en el cuerpo de la bomba, al que llamamos zona húmeda. De este modo, el eje hace girar el rodete dentro del cuerpo. El rodete, a su vez, gracias a sus álabes, presuriza el fluido convirtiendo la energía mecánica en energía hidráulica.
Al observar este mecanismo de funcionamiento, el problema fundamental relacionado con la estanqueidad surge porque una parte del eje se encuentra en la zona seca mientras que la otra (creando una abertura en el cuerpo de la bomba) se encuentra en la zona húmeda, y al mismo tiempo porque el eje es un elemento móvil, es decir, giratorio. Para evitar fugas de fluido hacia el exterior del cuerpo, podemos plantear dos soluciones diferentes. La primera solución consiste en accionar el rodete de la bomba mediante un método distinto al de un eje conectado al motor; en este caso, sería adecuado utilizar una bomba de acoplamiento magnético. La otra solución consiste en utilizar un elemento adicional que permita tanto el giro del eje como minimizar la fuga desde el cuerpo de la bomba. A este elemento lo llamamos precisamente sello.
Los tipos de sello más utilizados hoy en día son el sello mecánico y la empaquetadura blanda. Aunque ambos tipos tienen sus propias ventajas y desventajas, la tasa de uso del sello mecánico aumenta a medida que mejora la calidad de la producción industrial. La razón de esta situación quedará clara cuando expliquemos a continuación el funcionamiento de ambos tipos de sello.
Empaquetadura Blanda
La empaquetadura blanda puede definirse como un equipo que proporciona estanqueidad rellenando físicamente el hueco entre el eje y el cuerpo mencionado anteriormente. Las empaquetaduras blandas se enrollan alrededor del eje "o de un casquillo instalado sobre el eje para protegerlo del desgaste" en distintas vueltas. De este modo se logra la estanqueidad al tiempo que se permite el giro del eje. Sin embargo, no debe olvidarse que las empaquetaduras blandas nunca proporcionan una estanqueidad total, e incluso no se desea que la proporcionen. Esto se debe a que, debido a la fuerza de fricción constante, la empaquetadura se calienta y aumenta la fricción superficial. Por ello, siempre debe haber fluido sobre la empaquetadura para que esta se enfríe y la fricción disminuya, aunque sea parcialmente. Aunque teóricamente esta cantidad de fuga se estima en 1-2 gotas por minuto, las observaciones de campo han mostrado que esta cifra alcanza incluso en los mejores sistemas de 5 a 10 gotas por minuto. Esta cantidad de fuga se ajusta mediante el elemento de compresión de la empaquetadura situado en la bomba.
Sello Mecánico
Los sellos mecánicos se utilizan también exactamente con el mismo propósito, pero su sistema de funcionamiento es bastante diferente. Los sellos mecánicos están formados por dos partes: el elemento fijo y el elemento móvil. El elemento fijo se monta en la bomba y no se mueve. El elemento móvil, en cambio, se monta sobre el eje o sobre un casquillo montado en el eje, y gira de forma sincronizada con el eje.
El sistema de funcionamiento del sello mecánico es el siguiente: cuando el fluido pasa por el interior de la bomba, el elemento fijo situado en el lado del cuerpo (en la zona de alta presión) es empujado, debido a la presión del fluido, hacia el elemento móvil situado en el lado del motor. Un resorte situado en el lado móvil permite este movimiento y sostiene la superficie móvil del sello. De este modo, las superficies de los elementos móvil y fijo quedan prácticamente adheridas entre sí. Sin embargo, dado que un lado gira de forma constante mientras que el otro permanece completamente fijo, si estas superficies se adhirieran por completo entre sí, en poco tiempo se desgastarían y se romperían por la fricción, y el sello dejaría de poder cumplir su función. Por ello, se forma un espacio muy pequeño entre las superficies de los elementos fijo y móvil. Este espacio tiene una longitud de aproximadamente 0,0008 mm. El hueco formado se llena con el fluido bombeado en la bomba, creando una película muy fina entre las dos superficies.
Dado que existen numerosos artículos, vídeos y animaciones sobre el principio de funcionamiento del sello mecánico, hemos resumido el tema brevemente. Si desean examinar en detalle la lógica de funcionamiento o hacer alguna pregunta, pueden ponerse en contacto con nosotros.
¿Empaquetadura Blanda o Sello Mecánico?
Ambos tipos de sello tienen sus propias ventajas y desventajas. El aspecto que debe tenerse en cuenta al elegir el sello son las necesidades del sistema y de la instalación. Por ejemplo, si se transfiere un fluido costoso, será adecuado utilizar un sello mecánico para reducir la fuga a cero. Del mismo modo, si el fluido bombeado supone un riesgo para las personas y el medio ambiente, y por ello también se requiere una fuga cero, el sello mecánico es la elección más correcta. Sin embargo, en un entorno donde la bomba soporta cargas elevadas o donde se producen frecuentes movimientos de pequeña magnitud en el suelo sobre el que se asienta la bomba, será más adecuado utilizar una empaquetadura blanda, ya que tolera mucho mejor la desalineación axial.
| Sello Mecánico | Empaquetadura Blanda | |
| Ventajas (+) |
||
| Proporciona una estanqueidad cercana al 100% | Ventaja de precio | |
| No Requiere Mucho Mantenimiento | Facilidad de Montaje | |
| Larga Vida Útil | Alta Tolerancia a la Desalineación Axial | |
| Desventajas (-) |
||
| Precios Elevados | Requiere Mucho Mantenimiento | |
| El Montaje es Más Difícil. | No Puede Proporcionar una Estanqueidad del 100% | |
| Tolerancia a la Desalineación Axial Muy Baja. | Daña el Eje o el Casquillo en Poco Tiempo | |
Arriba se han resumido brevemente los aspectos positivos y negativos de los tipos de sello mecánico y de empaquetadura blanda. Sin embargo, no debe olvidarse que la elección más correcta en este asunto la harán los fabricantes de bombas, ya que el tipo de sello es un material que debe elegirse teniendo en cuenta el fluido, el sistema en el que se encuentra la bomba y la propia estructura de la bomba. Además, los fabricantes de bombas probablemente conocen bien las condiciones del emplazamiento y del entorno para los que se requiere la selección, y cuentan con bombas que ya funcionan en esos sistemas. Por ello, también recomendarán el sello más adecuado basándose en su experiencia.
