Lubricantes para Bombas de Engranajes y Lóbulos Industriales
La particularidad de las bombas de desplazamiento positivo — engranajes, lóbulos, tornillo — es que el propio fluido bombeado actúa como lubricante de las superficies de trabajo. Esto tiene una consecuencia crítica: si el fluido no tiene suficiente viscosidad o capacidad lubricante, la bomba se desgasta desde adentro.
Contenidos
1. El fluido bombeado como lubricante interno
En las bombas de desplazamiento positivo, los dientes de engranaje, los lóbulos o los tornillos NO tienen lubricación externa en la cámara de bombeo — el fluido que transportan es el único lubricante entre las superficies en movimiento. Esto implica que:
✓ Viscosidad mínima del fluido
La viscosidad del fluido bombeado debe ser suficiente para mantener la película hidrodinámica entre los engranajes. Para aceites: mínimo VG 10. Para fluidos muy viscosos (VG > 1000), la presión de aspiración puede ser el factor limitante.
✓ Fluidos abrasivos
Si el fluido contiene partículas sólidas (pinturas, polímeros con cargas, suspensiones), el desgaste abrasivo de los engranajes es inevitable. Se usan materiales más duros (acero nitrurado, acero herramienta) o se reduce la velocidad.
⚠ Fluidos de baja viscosidad (< VG 5)
Disolventes, agua, alcohols: no lubrica suficientemente los engranajes. Requiere diseño especial con materiales autoenlazados (PTFE, PPS, PEEK) o con recubrimientos de DLC.
⚠ Fluidos con sólidos abrasivos
Pinturas, barnices con pigmentos, cerámicas en suspensión: desgaste acelerado de engranajes. Seleccionar material del rotor en función del abrasivo. Mantenimiento preventivo cada 1 000–2 000 h.
2. Bombas de engranajes externos
Las bombas de engranajes externos son las más usadas en circuitos hidráulicos, transferencia de aceites y lubricación de reductores. Los dientes de los dos engranajes en malla están lubricados por el fluido bombeado. La holgura entre el flanco del diente y la carcasa determina la eficiencia volumétrica.
Parámetros críticos por tipo de fluido bombeado
Aceites minerales VG 10–1000
Rango óptimo. VG < 10 puede no lubricar; VG > 1000 limita caudal
Aceites de motor
Compatible. Cuidado con aditivos detergentes que pueden espumar
Fluidos hidráulicos HM VG 32–68
Aplicación típica. Filtración 10 µm mínimo
Aceites de transformador (mineral aislante)
Compatible pero muy alta precisión de tolerancias requerida
3. Bombas de engranajes internos (gerotors)
Las bombas de perfil gerotor (rotor interno excéntrico dentro de rotor externo) se usan extensamente en lubricación de motores, en transferencia de aceites viscosos y en sistemas hidráulicos de maquinaria compacta. La silenciosidad y el bajo pulsado son sus ventajas principales.
- ›Viscosidad mínima del fluido: VG 10 (a temperatura de trabajo). Para VG < 10, el leakage interno reduce la eficiencia volumétrica por debajo del 70%.
- ›Viscosidad máxima: VG 1 000 a temperatura de trabajo. Para fluidos más viscosos, se usan modelos de baja velocidad (100–300 rpm) con mayor holgura.
- ›Temperatura máxima del fluido: 120 °C continuo, 150 °C pico. Por encima de 120 °C, la mayoría de aceites minerales se degradan rápidamente.
- ›Rodamientos externos de la bomba gerotor: lubricados por el fluido bombeado en la mayoría de modelos. Si el fluido no es lubricante (agua, disolvente), los rodamientos deben ser de cerámica o DLC.
4. Bombas de lóbulos (Roots blowers y bombas de lóbulos)
Las bombas de lóbulos son de dos tipos: blowers de raíz (roots) para gases y bombas de lóbulos para fluidos viscosos. Los lóbulos NO se tocan — existe un pequeño gap entre ellos y la carcasa. Los engranajes de sincronización externos (fuera de la cámara de bombeo) son los que mantienen la sincronización de fase.
Blower de raíz (Roots) — Gas
Bomba de lóbulos — Fluidos viscosos
5. Bombas de tornillo positivo (Moineau / progressive cavity)
Las bombas de cavidad progresiva (Moineau) tienen un rotor de acero helicoidal que gira dentro de un estátor de elastómero. El fluido avanza por las cavidades helicoidales. El rotor actúa como lubricante del estátor. La selección del elastómero del estátor es tan crítica como el fluido:
NBR (Buna-N)
✓ Agua, soluciones acuosas, aceites ligeros
✗ Disolventes, aceites aromáticos, ozono
EPDM
✓ Agua caliente, ácidos diluidos, bases fuertes
✗ Aceites minerales, gasolina, grasas
Viton (FKM)
✓ Aceites minerales, disolventes, ácidos concentrados
✗ Cetonas, ésteres, aminas
PTFE (teflón)
✓ Universal — máxima resistencia química
✗ Fluoruros alcalinos fundidos
Los rodamientos del eje de la bomba Moineau se lubrican con grasa NLGI 2 Li-complex o Ca-sulfonato. En bombas para alimentación, grasa NSF H1. Intervalo: 2 000 h o anual.
6. Sellos mecánicos y rodamientos externos
Los sellos mecánicos de las bombas de desplazamiento positivo se lubrican con el propio fluido bombeado (si es lubricante) o con un fluido de barrera externo (si el producto no lubrica o es peligroso). Los rodamientos del lado del accionamiento sí tienen lubricación externa:
| Tipo bomba | Sello mecánico | Fluido barrera | Rodamientos externos |
|---|---|---|---|
| Engranajes externos (aceite) | Simple, lubricado por aceite bombeado | No necesario | Grasa Li-complex NLGI 2 o aceite circulante |
| Engranajes externos (fluido peligroso) | Doble sello con barrera de aceite mineral o PAO | Aceite mineral VG 32 a 0.5–1 bar presión | Grasa Ca-sulfonato NLGI 2 |
| Gerotor (aceite) | Simple, lubricado por fluido | No necesario | Grasa NLGI 2 o lubricado por fluido |
| Lóbulos (fluidos alimentarios) | Simple doble cara, NSF H1 compatible | Aceite blanco NSF H1 si barrera necesaria | Grasa Ca-sulfonato NSF H1 NLGI 2 |
| Moineau (agua/lechada) | Empaquetadura grafito o sello mecánico | Agua limpia a presión (flush) | Grasa Li-complex NLGI 2 |
Tabla resumen — Lubricantes externos por tipo de bomba
| Tipo bomba | Lubricante externo | Viscosidad/NLGI | Intervalo |
|---|---|---|---|
| Bomba engranajes externos (hidráulica) | Aceite ISO HM VG 32–46 (fluido bombeado = lubricante) | VG 46 | 2 000 h (análisis) |
| Bomba engranajes externos (transferencia) | Aceite del producto = lubricante interno. Grasa NLGI 2 rodamientos externos | VG del producto | Rodamientos: 2 000 h |
| Bomba gerotor (motor) | Aceite motor = lubricante interno. Sin lubricación externa adicional. | VG del motor | Cada cambio aceite motor |
| Blower de raíz (Roots) | Aceite CLP VG 100–150 en engranajes sincron. Grasa NLGI 2 rodamientos | VG 100–150 / NLGI 2 | 4 000 h / 2 000 h |
| Bomba lóbulos alimentaria | Aceite PAO NSF H1 VG 220 en engranajes. Grasa Ca-sulfonato NSF H1 | VG 220 / NLGI 2 | 4 000 h / 2 000 h |
| Bomba Moineau general | Grasa NLGI 2 Li-complex rodamientos eje | NLGI 2 | 2 000 h / anual |
| Bomba Moineau alimentaria | Grasa NLGI 2 Ca-sulfonato NSF H1 rodamientos | NLGI 2 | 2 000 h |
Preguntas frecuentes — Bombas de engranajes y lóbulos
¿Por qué una bomba de engranajes se desgasta más rápido bombeando fluidos de baja viscosidad?
En bombas de engranajes, el fluido bombeado es el lubricante de los flancos del diente. A baja viscosidad (< VG 10), la película hidrodinámica no se forma correctamente, hay contacto metal-metal y desgaste abrasivo/adhesivo. Para fluidos de baja viscosidad, se usan bombas especiales con materiales autoenlazados como PTFE o cerámicas.
¿Qué aceite usar en los engranajes de sincronización de un blower de raíz (roots)?
Aceite de engranajes CLP VG 100–150 (DIN 51517 Parte 3). Cambio cada 4 000 h o anual. Algunos fabricantes especifican aceite sintético PAO VG 100 para intervalos más largos.
¿Se puede usar una bomba de lóbulos de caucho NBR para bombear aceite mineral?
El NBR estándar es incompatible con aceites aromáticos. Para aceites minerales usar estátor de Viton (FKM) o PTFE, que ofrecen mejor resistencia química.
¿Cuándo se debe cambiar el aceite de los engranajes de sincronización de una bomba de lóbulos?
Cada 4 000 horas de operación o una vez al año (lo que llegue primero). El primer cambio a las 500 horas para eliminar partículas de rodaje.
¿Cómo se sabe si el fluido de barrera de un sello mecánico doble es el correcto?
El fluido de barrera debe: ser compatible con los materiales del sello, tener viscosidad mínima VG 22, no contaminar el producto en caso de fuga (usa aceite NSF H1 si es alimentario), y estar a una presión 0.5–1 bar superior al proceso para que la dirección de fuga sea siempre hacia el exterior.
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