Criterios Esenciales para la Selección y Funcionamiento de Bombas

La elección adecuada de una bomba es crucial para la eficiencia de cualquier sistema. Para ello, se deben considerar diversos parámetros clave:

• Naturaleza del fluido: Propiedades físicas y químicas del líquido a bombear.
• Capacidad requerida (Q): Volumen de fluido a mover por unidad de tiempo.
• Condición de succión: Presión y altura disponibles en la entrada de la bomba.
• Condiciones del lado de descarga: Presión y altura requeridas en la salida de la bomba.
• Carga total de la bomba (ha): Energía total que la bomba debe impartir al fluido.
• Sistema donde la bomba impulsará el fluido: Características y requisitos del circuito hidráulico.
• Fuente de potencia: Tipo de motor (ej. motor eléctrico) y sus especificaciones.
• Limitaciones físicas: Espacio disponible, peso, vibraciones, etc.
• Costos: Inversión inicial, operación y mantenimiento.

Información Específica para la Configuración de Bombas

Una vez definidos los parámetros generales, se requiere información específica para la configuración y selección del modelo exacto:

• Tamaño de la bomba: Dimensiones generales del equipo.
• Tamaño y condición de succión: Tipo de conexión (bridada, atornillada) y diámetro.
• Tamaño y tipo de conexión de descarga: Diámetro y estándar de conexión.
• Velocidad de operación: RPM del motor y/o impulsor.
• Impulsor: Potencia, voltaje, frecuencia, chasis del motor.
• Tipo de acoplamiento: Directo, flexible, etc.
• Montaje: Horizontal, vertical, sumergible.
• Diseño y materiales: Materiales de construcción según el fluido y las condiciones de operación.

Entendiendo la Cavitación: El Fenómeno NPSH

El NPSH (Net Positive Suction Head) es un parámetro de diseño fundamental para conocer la cercanía a la cavitación. Si la presión en algún punto del circuito es menor que la presión de vapor del líquido, este entrará en cavitación. Este fenómeno, similar a la vaporización, puede dificultar o impedir la circulación de líquido y causar daños severos en los elementos del circuito.

En las instalaciones de bombeo, se debe tener en cuenta el NPSH referido a la aspiración de la bomba, distinguiéndose dos tipos:

NPSH Disponible (NPSH_A)

Es una medida de cuán cerca está el fluido de la cavitación en un punto específico de la instalación. Representa la energía de presión absoluta en la succión de la bomba, por encima de la presión de vapor del líquido.

NPSH Requerido (NPSH_R)

Es el valor límite requerido por la bomba, en cierto punto de la instalación, para evitar que el fluido entre en cavitación. Este valor es proporcionado por el fabricante de la bomba.

Leyes de Afinidad en Bombas Centrífugas

Las Leyes de Afinidad permiten entender cómo varían la capacidad (caudal), la carga (altura) y la potencia de una bomba cuando se modifican la velocidad de operación o el diámetro del impulsor.

Variación por Velocidad del Impulsor (n = RPM)

Cuando la velocidad del impulsor varía:

• La capacidad (Q): Q₁/Q₂ = n₁/n₂
• La carga total (H): H₁/H₂ = (n₁/n₂)²
• La potencia (P): P₁/P₂ = (n₁/n₂)³

Variación por Diámetro del Impulsor (d)

Cuando el diámetro del impulsor varía:

• La capacidad (Q): Q₁/Q₂ = d₁/d₂
• La carga total (H): H₁/H₂ = (d₁/d₂)²
• La potencia (P): P₁/P₂ = (d₁/d₂)³

Clasificación de Bombas Hidráulicas

Las bombas se clasifican principalmente en dos grandes categorías:

1. Bombas de Desplazamiento Positivo

   Envían una cantidad fija de fluido por revolución del eje y pueden manejar un amplio rango de viscosidades. El flujo no depende de la diferencia de presión (Δp) de descarga, ya que la cámara de bombeo está separada del conjunto de bombeo.

   Tipos de Bombas de Desplazamiento Positivo:

   • Rotatorias: Engranaje, aspas, tornillo, cavidad progresiva, leva, tubo flexible.
   • Recíprocas: Pistón, émbolo, diafragma.

2. Bombas Cinéticas (Dinámicas)

   Transfieren energía al fluido al acelerar su rotación. El flujo sí depende de la pérdida de carga del sistema.

   Tipos de Bombas Cinéticas:

   • Flujo radial (centrífugas)
   • Flujo axial (de impulsor)
   • Flujo mixto

Bombas de Chorro (Eyectoras)

Las bombas de chorro, utilizadas con frecuencia en sistemas hidráulicos domésticos, están compuestas por una bomba centrífuga junto con un ensamble de chorro o eyector.

Bomba de Chorro de Pozo Profundo

En este tipo, la bomba principal y el motor se encuentran a nivel del terreno, en la boca del pozo, mientras que el ensamble del chorro está abajo, cerca del nivel del agua.

Bomba de Chorro Superficial

Cuando la distancia entre la bomba y el nivel del agua es de hasta 6 m (20 ft), el ensamble del chorro puede construirse en el cuerpo de la bomba. Así, el agua se elevaría por medio de una sola tubería de succión.

Efecto de la Viscosidad en Bombas Centrífugas

Al aumentar la viscosidad del fluido en una bomba centrífuga, la curva altura-caudal se hace más vertical y la potencia requerida aumenta. Tanto la altura como el caudal disminuyen en el punto de máximo rendimiento. Las principales pérdidas son por fricción con el fluido y fricción con el disco, y estas pérdidas varían significativamente con la viscosidad del líquido.