LA BOMBA INTENSIFICADORA

En este esquema de presurización el agua no es presurizada directamente por una bomba común. En una bomba intensificadora típica existen dos circuitos de fluido: El circuito de agua y el circuito de aceite hidráulico.

El circuito de agua consiste en un filtro de entrada, una bomba directa (búster), un intensificador y un atenuador de choque (ver figura). El agua de red es filtrada por el sistema de filtrado a la entrada. El agua filtrada viaja a la bomba búster, donde la presión del agua se lleva a 90 psi (6.5 bar) asegurando que siempre llegue agua al intensificador. El agua filtrada se lleva entonces al intensificador donde se presuriza a 60,000 psi (4,200 bar). Antes de viajar por la tubería hasta el cabezal de corte el agua pasa por el atenuador de choque, que consiste en un reservorio de alta presión que absorbe las fluctuaciones de presión para mantener un flujo de características estáticas y consistentes. Sin el atenuador el chorro se mostrará pulsante y dejará marcas en el material cortado.

El circuito de aceite hidráulico consiste en un motor eléctrico (50HP), una bomba hidráulica, un tanque de aceite y un pistón. El motor eléctrico mueve la bomba hidráulica, la cual bombea el aceite desde el tanque y lo presuriza a 3,000 psi (220 bar). El aceite presurizado se envía al comando del pistón creando el movimiento de ida y vuelta acorde a un pistón de doble efecto. Cuando el aceite empuja el pistón hacia un lado, el otro extremo del pistón deja entrar el agua. Cuando el pistón vuelve, empuja el agua y el aceite es devuelto al tanque, previo paso por el circuito de enfriamiento. Mientras tanto, en el primer extremo ya está entrando agua nueva (ver figura) .

La tecnología de avanzada se encuentra en el intensificador. El principio de intensificación tiene lugar en el pistón, donde el aceite que se inyecta a 3,000 psi multiplica por 20 su presión en el agua, llevándola a 60,000 psi (ver figura) .

Esto se logra gracias a la diferencia de áreas entre el cilindro empujado por el aceite y el vástago que empuja el agua.

Teniendo en cuenta que Presión = Fuerza/Área si la presión del aceite es 1 y el área del cilindro es 20 la fuerza de empuje será 20. Si mantenemos la fuerza de empuje sobre el vástago y éste tiene área 1 entonces la presión será 20 y habremos multiplicado por veinte la presión de entrada. En el esquema de abajo las flechas pequeñas denotan los 3,000 psi del aceite empujando el cilindro, el cual tiene 20 veces más área que la cara del vástago.

En el dibujo se remarcan el cilindro y los vástagos. El cilindro contiene la flecha que sugiere un movimiento hacia la izquierda. Ambos vástagos se extienden a los lados del cilindro. El agua a alta presión es empujada hacia la izquierda mientras el agua a baja presión rellena el lado derecho. Al final del recorrido el ensamble cilindro-vástagos inicia el retorno por el camino inverso.

Sofisticadas válvulas de retención aseguran que el agua a baja presión y la que está a ultra alta presión sean obligadas a viajar en una sola dirección sin retorno. El cilindro y los cabezales exteriores se diseñan para soportar las altísimas presiones a las que son sometidos evitando fugas de agua al exterior y fugas de agua o aceite que podrían mezclar los circuitos.
El agua a alta presión es transportada hacia el cabezal de corte por medio de tubería especialmente diseñada para soportar los 60,000 psi. No pueden practicarse codos en la tubería, por lo que también se utilizan conexiones (codos, niples,...) también diseñados para soportar 60,000 psi.