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Acumuladores de vejiga, membrana o pistón en aplicaciones industriales ¿Cómo decidir el más adecuado?

La existencia de tres tipos de acumuladores hidráulicos nos indica que no todas las ventajas se concentran en un solo tipo de acumulador, sino que, factores como la aplicación, el tipo de fluido y la ubicación del mismo, nos llevan a decantarnos por un tipo u otro.

A continuación, hacemos un análisis de los factores que influyen en una correcta decisión a la hora de instalar un tipo específico de acumulador.

Tipo de aplicación

El primer factor a considerar, es para qué necesitamos el acumulador. Si  la aplicación es para golpes de ariete del circuito hidráulico, cualquiera de los 3 tipos es adecuado. Para cada caso habría que calcular para decidir en función de la magnitud, frecuencia y velocidad de la pulsación.

Por otro lado, si la pulsación es de frecuencia constante y no muy elevada en magnitud, los acumuladores a vejiga o membrana con baja presión de hinchado trabajan mejor. El acumulador de pistón se desaconseja.

Si lo que se busca en compensar la expansión térmica en un circuito hidráulico, los acumuladores a vejiga y membrana, al no tener ninguna fricción entre materiales internos, son mucho más aconsejables que el acumulador de pistón.

Para la utilización de acumulador como reserva de energía, cualquiera de los 3 tipos funcionaría. Sin embrago, en este caso es más aconsejable un acumulador de pistón, ya que se podría incorporar un sensor de nivel y obtener información de su desempeño.

Desempeño

El tiempo de reacción en la maniobra hidráulica, suele ser más dilatado en los acumuladores de pistón por el hecho físico de que el separador entre la presión de gas y el fluido es un pistón. Aunque dicho pistón suele fabricarse en aluminio ligero, siempre existirá una masa, mientras que en los acumuladores de vejiga o membrana el separador es  un simple elastómero haciendo que la respuesta sea más inmediata.

El factor de compresión (FC): en los acumuladores de vejiga no puede ser mayor de 4:1 ya que más allá de este valor, la vejiga colapsaría hasta dañarse. En el caso de los acumuladores de membrana, por su tipo de construcción el FC puede elevarse hasta 8:1 permitiendo otro tipo de aplicaciones.

Los acumuladores a pistón, en teoría, y a diferencia de los otros tipos anteriores pueden operar a cualquier ratio, sin embargo no es práctico operar a un FC mayor de 10:1. El FC máximo sucede también cuando se pierde la carga del acumulador, en este caso el pistón se puede recargar sin estar dañado. No es el caso de los otros tipos de acumulador.

El caudal máximo de restitución: El tamaño de la boca de conexión hidráulica obviamente influye en el caudal máximo de restitución, pero no es el único factor. Para obtener restituciones rápidas en los acumuladores de vejiga, es necesario seleccionar bocas de hasta 4” rebajando la presión máxima de trabajo o válvulas de seta (high flow) con su respectivo coste, si se requiere obtener caudales de hasta 2000 lts/min.

El acumulador de pistón permite construcciones de mayor diámetro y utilización de juntas de alta velocidad, aparte de conexiones mayores para lograr restituciones de caudal aún más elevadas en construcciones estándar.

La tolerancia a la contaminación: Los acumuladores de vejiga o membrana tiene una relativa buena tolerancia a la contaminación. Aun cuando partículas indeseables pueden dañar los elastómeros, generalmente resisten en cierto grado a estos problemas. Por el contrario, los acumuladores de pistón son extremadamente vulnerables a partículas que ingresen al interior, ya que podrían dañar las juntas y rayar las paredes del acumulador, causando daños irreparables o costosos de reparar.

Fiabilidad

En el caso de una fuga de gas, el acumulador de pistón puede ser recargado sin que sufra ningún daño. Sin embargo, al acumulador de vejiga se le debe sustituir la misma ya que, con toda probabilidad, estará dañada en caso de una fuga de gas. Así mismo, el acumulador de membrana es irreparable en caso de que su membrana se dañe.

El acumulador de pistón bajará su eficiencia en caso de fallo, ya sea porque las juntas se dañen o la pared interior esté rayada. Aunque con menor eficiencia, el acumulador seguirá trabajando, permitiendo una parada programada para su reparación. Los otros dos tipos de acumulador cambian de 100% a 0% en caso de fallo. Por ello se suelen colocar acumuladores de pistón en sistemas donde se busca una mayor seguridad en el desempeño.

En nuestro próximo artículo, analizaremos otros factores que influyen en la selección de los acumuladores hidráulicos, tales como: la viscosidad, la temperatura de trabajo, la instalación, la seguridad y el coste.

En el próximo artículo, analizaremos más factores que influyen a la hora de decidir el aumulador adecuado para nuestro proyecto industrial.