- Caso práctico
- Una bomba peristáltica Bredel está transfiriendo residuo lodoso espesado en una planta de tratamiento de la empresa de abastecimiento de agua Scheldestromen, en Países Bajos
- Bomba peristáltica Bredel reemplaza a costosa bomba de tornillo excéntrico que sufría averías
- El residuo lodoso se usa en la producción de biogás y se procesa hasta formar un digestato sólido que se emplea como fertilizante
Una bomba peristáltica Bredel reemplaza a una bomba de tornillo excéntrico defectuosa en la planta de tratamiento de agua de Scheldestromen, en Zeeland
Una bomba peristáltica Bredel demostró tener las características ideales para transferir residuo lodoso espesado en la producción de biogás de la empresa de abastecimiento de agua Scheldestromen (Waterschap Scheldestromen) en Países Bajos.
Una bomba peristáltica Bredel 65 está transfiriendo residuo lodoso espesado con polímero del 6 % al 8 % a tanques de fermentación en la planta de tratamiento de la empresa de abastecimiento de agua Scheldestromen en Terneuzen, Zeeland.
La bomba de tornillo excéntrico existente resultaba muy costosa para la transferencia de residuo lodoso: su breve vida útil, de dos meses y medio en promedio en el caso del estator y el rotor del estator, causaba tiempo de inactividad por mantenimiento.
Dimitry Loof, Planificador de Obras de la empresa de abastecimiento de agua Scheldestromen, afirmó que: “Tuvimos en cuenta los costos y los beneficios de cambiar de bomba, además de la breve vida útil de la bomba de tornillo excéntrico. Queríamos extender la vida útil de la bomba en esta aplicación”.
En un período de tres meses, la capacidad de la bomba de tornillo excéntrico se deterioraba constantemente. Por esto, Scheldestromen debía operar la bomba de tornillo excéntrico a mayor velocidad para poder usar el mismo caudal. Cuando la bomba funcionaba en el límite de su capacidad, Scheldestromen no podía absorber las fluctuaciones del proceso, lo que provocaba fallas y retrasos en el procesamiento del residuo lodoso.
Costos más bajos gracias a la mayor vida útil
La bomba de tornillo excéntrico sufría mucho desgaste en el estator y el rotor debido a la arena, lo que provocaba una pérdida de presión y una reducción en la capacidad. Reemplazar un estator y un rotor de estator costaba a Scheldestromen un total de 3000 euros (más IVA), además del tiempo que destinaba el personal al mantenimiento de la bomba.
Scheldestromen debía reemplazar el estator y el rotor de la bomba de tornillo excéntrico entre tres y cuatro veces por año.
Gertjan Dijkers, Operador de Proceso de la empresa de abastecimiento de agua Scheldestromen, expresó que: “Los problemas de las bombas de tornillo excéntrico se debían principalmente a la arena y a la tubería de presión, que era demasiado pequeña. Dicha tubería de presión ofrecía una resistencia relativamente alta. Esto se debía, en parte, a la distancia extensa, a que existen varios codos en ángulo recto en la tubería y que la sección transversal de la tubería de presión es relativamente pequeña (100 mm). Esto, junto con un contenido de materia seca de entre el 6 % y el 8 % (residuo lodoso y arena), garantizaba que la bomba enfrentara una contrapresión elevada. Así, la unidad sufría un desgaste rápido”.
Como consecuencia del funcionamiento poco confiable de la bomba de tornillo excéntrico, Scheldestromen no tenía la certeza de poder procesar todo el residuo lodoso proveniente de las plantas de tratamiento.
En su búsqueda de una bomba con mejor rendimiento y mayor vida útil, Scheldestromen se reunió con Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS) para explorar una posible solución usando bombas peristálticas Bredel. También consultaron a otro proveedor de bombas peristálticas, a un productor de bombas de lóbulos rotativos y a un fabricante de bombas de tornillo excéntrico.
Gertjan Dijkers, Operador de Proceso de la empresa de abastecimiento de agua Scheldestromen, expresó que: “Solo queríamos poder trabajar con el caudal que necesitamos al menos durante tres meses. Descubrimos que una bomba peristáltica Bredel puede trabajar durante tres meses antes de empezar a decaer. La principal ventaja es que, en esencia, la bomba peristáltica hace lo que debe hacer durante tres meses”.
“Con la unidad Bredel podemos trabajar con mayores contenidos de materia seca en el espesador por gravedad e, incluso, podemos enviar un caudal mayor hacia dicho espesador. Gracias a la bomba Bredel, no necesitamos reducir el contenido de materia seca: lo mantenemos elevado, algo que también es una ventaja.”
Las bombas peristálticas Bredel no tienen piezas giratorias que puedan obstruirse o desgastarse con la arena, lo que reduce en gran medida el costo de mantenimiento y mano de obra. Además de mejorar los costos, la bomba peristáltica Bredel ofrece también ventajas ergonómicas. No fue necesario que Scheldestromen aumentara el diámetro de la tubería, que se congestionaba mucho con la bomba de tornillo excéntrico. La accesibilidad es mucho mejor con la bomba Bredel y, debido a su gran capacidad de succión, se encuentra en la planta baja.
Scheldestromen calculó que puede amortizar la inversión en la bomba Bredel en un plazo de cuatro años y ahorrar mucho en el costo de mantenimiento respecto de la bomba anterior (de tornillo excéntrico).
El costo anual de mantenimiento y de mano de obra de la bomba de tornillo excéntrico era de 9420 euros, según Scheldestromen. La empresa de abastecimiento de agua estima que, gracias a la bomba peristáltica Bredel, ahorrará el 42 % de su costo anual de mantenimiento en comparación con la bomba de tornillo excéntrico. Otra ventaja para Scheldestromen es que un único operario puede cambiar la manguera peristáltica por sí solo.
Ed Zorg, Ingeniero de Ventas Industriales de WMFTS en Países Bajos, expresó que: “La empresa de abastecimiento de agua Scheldestromen eligió la bomba Bredel por varias razones. Las demás opciones no solucionaban la situación. La bomba de lóbulos rotativos tenía dificultades para generar presiones por encima de 4 bar, y sus piezas se desgastaban. El otro fabricante de bombas peristálticas no tenía una unidad de prueba con el tamaño adecuado para esta aplicación.
Otro motivo importante por el que Scheldestromen nos eligió fue la relación que desarrollamos con ellos. Fuimos capaces de enviar rápidamente una bomba de muestra desde nuestra fábrica de Bredel, para que pudieran examinarla. Después, antes de entregar la unidad nueva, le aplicamos algunos ajustes para adaptarla a su situación. Esa cooperación y respuesta rápida con la bomba de muestra resultó muy importante”.
Producción de biogás
El biogás que se produce mediante la fermentación de residuo lodoso abastece la central combinada de calor y electricidad propia de la planta de tratamiento. Como resultado, el 80 % de la planta de tratamiento funciona con electricidad autogenerada. El lodo fermentado se procesa hasta lograr un digestato sólido, que después se quema. Como la unidad Bredel puede bombear un lodo más espeso que la bomba de tornillo excéntrico, ahora Scheldestromen puede producir más biogás.
Dimitry Loof, Planificador de Obras de la empresa de abastecimiento de agua Scheldestromen, indicó que: “Cuando surgían problemas con la bomba de tornillo excéntrico, nos veíamos obligados a disminuir la velocidad del proceso de espesamiento y a espesar por debajo de un 5 % de materia seca, lo que podía poner en peligro a todo el proceso. Si bombeábamos una cantidad insuficiente de materia seca al tanque de fermentación, el tiempo de residencia en dicho tanque era menor. Pero nuestro objetivo es que la materia orgánica se descomponga todo lo posible, por lo que el tiempo de residencia debe ser más extenso. La desventaja de acortar el tiempo de residencia en la fermentación era que producíamos menos biogás. Y debido a la poca confiabilidad operativa de la bomba de tornillo excéntrico, los costos de mantenimiento eran más altos que lo normal.
Con la unidad Bredel podemos trabajar con mayores contenidos de materia seca en el espesador por gravedad e, incluso, podemos enviar un caudal mayor hacia dicho espesador.
Gracias a la bomba Bredel, no necesitamos reducir el contenido de materia seca: lo mantenemos elevado, algo que también es una ventaja. Al abastecer el tanque de fermentación con una mayor concentración de materia seca, la fermentación mejora. Cuanta más agua se agregue al tanque de fermentación, más se debe calentar. Cuanto más seca sea la materia seca, menos agua es necesario calentar. De esta manera, calentar el tanque de fermentación requiere menos energía. Si bien este problema no existe en verano, durante el invierno ahorramos mucha electricidad, ya que calentar menos supone una gran ventaja”.
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