¿Cómo elegir una bomba?
Para elegir una bomba que satisfaga tus necesidades, debes determinar sus características según su uso.
En primer lugar, debes determinar qué medio se transferirá para evitar fenómenos de corrosión y, por lo tanto, un desgaste prematuro de tu bomba. Es esencial conocer la composición química del medio a bombear, su viscosidad y la posible presencia de componentes sólidos. Un conocimiento exhaustivo de todas las propiedades físicas del fluido tratado te permitirá elegir la tecnología ideal para tu aplicación y los materiales de construcción compatibles con el medio bombeado. Hay tablas de compatibilidad química que consultar antes de elegir la carcasa de tu bomba. Luego, debes verificar las características relacionadas con el transporte del medio, en particular:
- El caudal que necesitas generalmente se mide en m3/h (metros cúbicos por hora) o GPM (galones por minuto), el caudal influye en el tamaño y dimensiones de tu bomba;
- La altura de succión (altura entre la entrada de la tubería de succión y la bomba): como regla general, la altura de succión no debe superar los 10 metros. Más allá de esto, es necesario considerar el uso de una bomba sumergible.
- La altura de descarga (altura entre la bomba y la salida de la tubería de descarga).
- La longitud del circuito de descarga.
- Pérdidas de carga relacionadas con obstáculos en el circuito de bombeo (válvulas, curvas, etc.).
- La presencia o no de un tanque de descarga podría cambiar la altura.
- La temperatura depende, por lo tanto, de la elección de la carcasa de la bomba.
Estos diferentes valores te permiten calcular el NPSHa (Altura de succión neta positiva disponible) de la configuración. Esto te permitirá elegir una bomba adecuada y evitar cualquier riesgo de cavitación. También deberás controlar la eficiencia, que debe ser óptima a un 30% más o menos que la tasa de flujo nominal deseada.
¿Qué tipo de medio necesito bombear?
El medio que necesita ser transportado es muy importante al elegir una bomba, ya que las características de la bomba dependen de su viscosidad (es decir, la resistencia del fluido a un flujo uniforme), su temperatura de succión y si hay elementos sólidos en él. Deberás determinar si el medio a transportar es químicamente neutro o corrosivo para elegir la bomba diseñada para operar en estas condiciones.
Como regla general, cuanto más viscoso sea el medio, más difícil será el flujo a través de tu sistema de bombeo, pero ten cuidado, la viscosidad del medio varía según las condiciones de funcionamiento. Hay 4 grupos principales de fluidos según su nivel de viscosidad; en el primer grupo están los fluidos como el agua, el aceite o el alcohol que se mueven de la misma manera independientemente de la velocidad o nivel de agitación. Para estos tipos de usos no tendrás muchas restricciones en la elección de tu bomba. En el segundo grupo hay ciertos productos alimenticios como la mantequilla o la crema cuya viscosidad aumenta con la agitación; por lo tanto, en estos casos, una bomba centrífuga estándar no será adecuada para el flujo del fluido. El tercer grupo incluye medios que tienen un umbral que debe superarse antes de fluir. Una vez que se alcanza este punto, la viscosidad disminuye con la agitación. Adhesivos, pinturas y grasas forman parte del cuarto grupo que son muy espesos en reposo, pero su viscosidad disminuye si se mantiene una agitación constante.
Generalmente, para fluidos de baja viscosidad (primer y segundo grupo) las bombas centrífugas son las más adecuadas porque la acción de bombeo genera una alta tasa de cizallamiento del fluido, a medida que la viscosidad aumenta deberás tener en cuenta la resistencia adicional que el fluido ejercerá sobre la tasa de cizallamiento. Por otro lado, las bombas de desplazamiento positivo son la mejor opción para fluidos viscosos (tercer y cuarto grupo) porque operan a velocidades más bajas y la energía de cizallamiento transferida a los fluidos es menor que la de las bombas centrífugas.
¿Cuáles son los diferentes tipos de bombas?
Existen diferentes tipos de bombas, a saber:
- Bombas centrífugas (el fluido es succionado por una rueda de paletas o una hélice); son el modelo más común.
- Bombas de diafragma (el fluido es succionado por la oscilación de un diafragma).
- Bombas de pistón (el fluido es succionado y expulsado por el movimiento alternativo de uno o más pistones).
- Bombas peristálticas (el fluido es empujado hacia un tubo comprimido por rodillos giratorios).
- Bombas de engranajes (el fluido es succionado y descargado por la rotación de un rotor y piñón o por dos piñones que giran en direcciones opuestas).
También existen bombas dedicadas a usos específicos, que incorporan los diversos principios de funcionamiento descritos anteriormente, por ejemplo:
- Las bombas dosificadoras se utilizan para inyectar un fluido de manera precisa y exacta.
- Las bombas de elevación se utilizan, por ejemplo, para evacuar aguas residuales.
- Las bombas de tambor se utilizan para transferir un fluido contenido en un tambor o un bidón.
- Las bombas de lubricación, como su nombre indica, se utilizan para gestionar la lubricación de un sistema.
- Las bombas sumergibles succionan directamente el fluido en la bomba, por lo que no están limitadas por la altura de succión.
¿Cuándo deberías usar una bomba centrífuga?
Puedes considerar el uso de una bomba centrífuga si necesitas bombear medios con baja viscosidad y potencialmente conteniendo elementos sólidos. Las bombas centrífugas son equipos robustos que generalmente ofrecen una buena eficiencia.
Este tipo de bomba puede bombear grandes volúmenes y a un flujo constante. Generalmente no son autocebantes. Por lo tanto, debes llenar el circuito de forma independiente antes de poner en marcha la bomba.
También puedes considerar este tipo de bomba para suministrar una planta de tratamiento de aguas residuales, o para transportar fluidos espesos o líquidos de limpieza, como en la industria petroquímica.
¿Cuándo deberías usar una bomba peristáltica?
Puedes considerar el uso de una bomba peristáltica, que es ideal para medios limpios, estériles o agresivos, cuando necesitas asegurarte de que el fluido bombeado no se contamine por un agente externo. Estas bombas también te permiten dosificar el medio de manera precisa. Con este tipo de bomba, el medio se mueve a través de un tubo y no está en contacto con el cuerpo de la bomba, lo que garantiza una solución de bombeo higiénica.
Estas son bombas autocebantes, porque la recuperación de la tubería crea una acción de cebado y permite que la bomba evacue fluidos que contienen aire o posibles residuos gaseosos.
Por otro lado, este tipo de bomba es relativamente voluminosa en comparación con otras bombas con caudales similares. Además, el caudal no es constante porque la bomba peristáltica opera con pulsaciones. Este tipo de bomba también requiere un mantenimiento regular para evitar el desgaste de la manguera en el cuerpo de la bomba, pero la manguera es el único elemento que necesita ser reemplazado, lo que representa un costo relativamente bajo.
Las bombas peristálticas generalmente operan a caudales bajos. Se utilizan principalmente en la industria química y en el campo médico.
¿Cuándo deberías usar una bomba de diafragma?
Puedes considerar el uso de una bomba de diafragma cuando necesitas transportar medios muy viscosos o muy densos. Generalmente, estas bombas son de doble diafragma para permitir que el medio sea succionado y luego descargado. Estas bombas pueden funcionar en seco: no requieren lubricación y son autocebantes. Se utilizan principalmente en la industria química, pero son extremadamente flexibles, por lo que ahora se utilizan en muchos sectores como la industria alimentaria, electrónica y minera.
Generalmente, las bombas de diafragma de alta capacidad son operadas neumáticamente. Por lo tanto, debes considerar verificar la capacidad de tu red neumática si la bomba se va a utilizar en un edificio industrial, o proporcionar un compresor de aire cercano si necesitas usar la bomba al aire libre.
¿Cuándo deberías usar una bomba de engranajes?
Puedes usar una bomba de engranajes cuando necesitas transportar líquidos viscosos a alta presión, si no contienen partículas sólidas. Por lo tanto, son adecuadas para bombear materiales altamente viscosos a altas temperaturas, y también tienen la capacidad de revertir su dirección de bombeo.
Estas bombas se caracterizan por un flujo constante con muy poco ruido durante la operación. Generalmente, son equipos confiables y compactos con un diseño simple, por lo que su mantenimiento no será muy costoso. Sin embargo, no son ideales para usos de muy alto caudal.
Se utilizan ampliamente en la industria automotriz para lubricar todas las partes del motor. También se utilizan a menudo en el procesamiento de plásticos, en prensas automáticas o en el sector de fundición. Estas bombas también pueden proporcionar una función de dosificación.
¿Cuándo deberías usar una bomba de pistón?
Las bombas de pistón se pueden utilizar para medios de baja viscosidad y flujo medio (en el rango de 80 m³/h). Además, es imposible bombear partículas sólidas con este tipo de equipo porque la bomba solo puede garantizar un funcionamiento adecuado si el sello entre el cilindro y el pistón es perfecto.
Para usos de alta presión, puedes optar por una bomba de émbolo, que difiere de las bombas de pistón en que el sello no se mueve con el pistón, está fijo y, por lo tanto, es capaz de soportar presiones más altas.
Existen diferentes versiones de bombas de pistón múltiple (dúplex, triplex, etc.) que garantizan una vida útil más larga para la bomba porque la presión se distribuye en varios pistones. En estos casos, ten cuidado con la velocidad de rotación porque al elegir reducir el número de pistones para alcanzar el mismo nivel de presión, la velocidad será mayor y, en consecuencia, podría haber pulsaciones más altas.
Por lo tanto, estas bombas son ideales para alcanzar altas presiones, y son muy adecuadas para aplicaciones como el bombeo de aceite, limpiadores de alta presión o para aplicaciones de dosificación como alternativa a las bombas de diafragma.
¿Cómo elegir entre una bomba sumergible y una bomba montada en la superficie?
La elección entre una bomba sumergible y una bomba montada en la superficie depende de la altura de succión total. Si el medio a succionar es más profundo que 7 metros, entonces necesitarás usar una bomba sumergible, ya que una bomba montada en la superficie no sería capaz de extraer un fluido a esta profundidad.
Por otro lado, si la altura de succión permite el uso de ambos tipos de bomba, la elección debe hacerse según la aplicación, las condiciones ambientales y la frecuencia de uso. Las bombas montadas en la superficie permiten un fácil acceso y, por lo tanto, son más fáciles de mantener. Sin embargo, las condiciones de instalación pueden influir en el rendimiento de la bomba. Por lo tanto, es necesario proporcionar protección contra mal tiempo y posibles agentes externos.
Otra desventaja de las bombas montadas en la superficie es la necesidad de cebar, mientras que en el caso de una bomba sumergible, la carcasa está sumergida en el líquido a bombear y, por lo tanto, ya está cebrada.
En el caso de una bomba montada en la superficie, puedes optar por una bomba autocebante cuando el circuito no se puede cebar de forma independiente. Este tipo de bomba está equipado con un mecanismo para eliminar el aire de la tubería de succión y una válvula de retención para evitar que el líquido fluya de regreso a la tubería de succión cuando la bomba se detiene.
¿Cuáles son los principales motores utilizados para las bombas?
Las bombas generalmente tienen dos partes distintas: la parte de la bomba en sí, que transporta el medio, y la parte de motorización, que impulsa la bomba.
Las bombas eléctricas que utilizan un motor eléctrico son las más comunes. El suministro de energía depende en particular de la altura (altura de succión y altura de descarga), las pérdidas de altura, la distancia de transporte y el caudal.
Las bombas autónomas son generalmente bombas motorizadas equipadas con un motor de combustión. A diferencia de una bomba convencional que requiere una fuente de energía externa, una bomba motorizada es una bomba, generalmente centrífuga, asociada con un motor de combustión (diésel o gasolina), lo que la hace autónoma en su uso. Este tipo de bomba se utiliza principalmente en agricultura y en la preparación para emergencias en la lucha contra incendios. Las bombas motorizadas también son útiles como relé cuando el líquido debe ser transportado a largas distancias.
También existen bombas neumáticas que funcionan con aire comprimido; estas bombas se utilizan principalmente para aumentar la presión en un circuito. Sin mencionar las bombas manuales, algunas bombas se pueden vender sin un motor. En este caso, es necesario proporcionar el sistema que les permitirá funcionar.
¿Cómo se evita la cavitación de la bomba?
La cavitación ocurre cuando el líquido bombeado está cerca de su punto de ebullición (es decir, su transformación en gas, que depende de la temperatura del líquido y la presión a la que está sometido). La cavitación es causada por la formación de burbujas de vapor que implosionan y pueden dañar rápidamente la bomba y generar ruido que puede resultar molesto.
Por lo tanto, es importante verificar que la bomba esté bien adaptada a la configuración general de la instalación y en particular a la altura de succión. Para evitar la cavitación de la bomba, es preferible anticipar la formación de burbujas de gas verificando que la bomba esté dimensionada correctamente para la instalación. Esto requiere calcular un valor llamado NPSHa (Altura de succión neta positiva disponible), que depende del caudal, la presión, las pérdidas de carga y succión, así como la altura de descarga. El fabricante de la bomba indica un valor llamado NPSHr (Altura de succión neta positiva requerida). Ambos valores se expresan en metros, y para que la bomba esté dimensionada correctamente, debes verificar que el NPSHa calculado sea al menos 0.5 m más alto que el NPSHr.
Si un problema de cavitación persiste, puedes considerar algunas modificaciones que aumentarán el NPSHa, como:
- Reducir la temperatura del medio en la entrada de la bomba (por ejemplo, agregando un anillo de enfriamiento).
- Disminuyendo la velocidad de la bomba.
- Instalación de una manguera de succión con un diámetro más grande.
- Reducir las pérdidas de carga (causadas en particular por la fricción) eliminando curvas y válvulas innecesarias.
También puedes reducir el NPSHr tomando las siguientes medidas, por ejemplo:
- Reducir el diámetro de la tubería de descarga.
- Instalación de una válvula de estrangulamiento en el circuito de descarga.
- Reemplazar la bomba existente por una bomba mejor adaptada a las condiciones de funcionamiento.
