La innovadora colaboración entre BCAM, Vicomtech y Egile aumenta la eficacia de las bombas Gerotor en un 16%

• Este logro, resultado de la colaboración entre BCAM, Vicomtech y Egile ha dado lugar a una mejora significativa de la eficiencia de las bombas gerotor.
• Esta colaboración también ha dado lugar a un artículo titulado ‘On shape design and optimization of gerotor pumps’, aceptado en la conferencia Symposium on Geometry Processing (SGP) 2024 y posteriormente publicado en un número especial del Computer Graphics Forum.

La colaboración entre BCAM, Vicomtech y Egile ha dado como resultado una mejora significativa de la eficiencia de las bombas gerotoras. El trabajo conjunto entre las tres entidades ha conseguido aumentar el caudal de una bomba gerotor existente en un 16%, manteniendo el mismo uso de material para su fabricación.

BCAM es un centro de investigación interdisciplinaria de primera línea mundial en el campo de las Matemáticas Aplicadas que se fundó en 2008 como Centro Vasco de Investigación de Excelencia (BERC) y ha sido acreditado tres veces consecutivas como la distinción Severo Ochoa (2013, 2017, 2021).   

Vicomtech es un centro de investigación aplicada especializado en tecnologías digitales relacionadas con la Informática e Interacción Visuales y la Inteligencia Artificial. BCAM tiene una larga trayectoria de colaboración con este centro a través de distintos proyectos Elkartek. Además, el estudiante de doctorado Juan Camilo Pareja está desarrollando una tesis industrial bajo la co-supervisión de M. Barton (BCAM) y A. Moreno (Vicomtech).

Egile está especializada en mecánica de alta precisión. Este un grupo industrial diversificado, cuenta con más de 350 empleados y con empresas que operan en otros sectores como Agua y Medioambiente, Ciberseguridad Industrial y Salud.

Esta colaboración también ha dado lugar a un paper, escrito por J. C. Pareja-Corcho; M. Barton; A. Pedrera-Busselo; D. Mejía-Parra; A. Moreno; y J. Posada bajo el título 'On shape design and optimization of gerotor pumps', aceptado en la conferencia SGP, en el que se detalla el desarrollo de un algoritmo innovador para optimizar el diseño de bombas gerotor.

Las bombas gerotor, componentes cruciales en diversos sistemas de transferencia de fluidos, funcionan con dos piezas giratorias entrelazadas que mueven el fluido paralelamente a sus ejes. A pesar de su uso generalizado, encontrar la forma óptima para conseguir el máximo caudal de fluido dentro de las limitaciones de material ha sido durante mucho tiempo un reto complejo.

Para solucionarlo, el equipo de colaboradores desarrolló un novedoso algoritmo para optimizar el diseño de las bombas gerotor. Este algoritmo construye eficazmente la envoltura del componente interior y luego la optimiza para maximizar la eficiencia. Su enfoque no sólo mejora el rendimiento, sino que también garantiza que la bomba pueda fabricarse utilizando la misma cantidad de material que los diseños tradicionales.

"Nuestro nuevo conducto de optimización nos permite diseñar y optimizar rápidamente las formas, y en consecuencia el rendimiento, de las bombas gerotor", afirma Michael Barton, (Group Leader, Investigador Asociado Ikerbasque - línea de Diseño Matemático, Modelización y Simulaciones). "Los resultados de nuestras simulaciones son muy prometedores, ya que hemos conseguido aumentar en un 16% el caudal de un rotor ya existente y ampliamente utilizado. De momento, sólo tenemos un prototipo de plástico, el siguiente paso es fabricar una bomba de metal y validar estos resultados mediante experimentos físicos", añade.

El equipo aplicó su algoritmo a un gerotor de referencia, consiguiendo mejorar sustancialmente su rendimiento. Además, el algoritmo les permitió estudiar el impacto del número de dientes en el área de la cavidad del gerotor, proporcionando una visión más profunda de la dinámica del diseño.

Este avance es muy prometedor para los sectores que dependen de sistemas de transferencia de fluidos, como la automoción, la industria aeroespacial y la maquinaria industrial. Las bombas gerotor mejoradas no sólo aumentan la eficiencia operativa, sino que también representan un gran paso adelante en la innovación del diseño de bombas.

"El algoritmo aplicado hace uso de las condiciones específicas de la geometría y la cinemática de las bombas gerotor para generar de manera eficiente y rápida el diseño rápido. Esta eficiencia y rapidez nos permite abordar problemas complejos como la optimización de forma sin un gran coste computacional. Esta filosofía se enmarca en el flujo de diseño y prototipado rápido que Vicomtech ha desarrollado con Egile en previas colaboraciones", señala el equipo de Vicomtech involucrado en el proyecto.

Esta fructífera colaboración pone de relieve un avance fundamental en la tecnología de las bombas gerotor, que sienta las bases para futuras innovaciones en este campo.

Este proyecto ejemplifica a la perfección la transferencia tecnológica, mostrando cómo la investigación científica puede repercutir directamente en las prácticas de la industria. Al combinar conocimientos teóricos con aplicaciones prácticas, la colaboración entre BCAM, Vicomtech y Egile transformó técnicas computacionales de vanguardia en mejoras tangibles en el diseño de bombas industriales. Esta sinergia entre investigación e industria no sólo acelera la innovación, sino que garantiza que los avances tecnológicos se apliquen rápida y eficazmente en el mundo real, impulsando el progreso en todos los sectores.