Definición de Bombas Centrífugas/Rotodinámicas y de Desplazamiento Positivo
Ingeniera Química
Las bombas son elementos utilizados para la impulsión de fluidos capaces de generar presiones que trasladen a este de un sitio a otro o a través de un sistema. En general son utilizadas para fluidos incompresibles.
De acuerdo con el tipo de bomba, estas poseen distintas piezas que permiten elevar la presión del fluido que se desea impulsar. Por ello, en esta sección veremos los principales tipos de bombas y sus características. La clasificación más general de las bombas es si estas son rotodinámicas o de desplazamiento positivos. Dentro del primer grupo se encuentran las bombas centrífugas y las periféricas, mientras que en el segundo grupo tenemos las bombas alternativas y rotatorias.
Bombas centrífugas
Muchos autores plantean sub-clasificaciones dentro de los distintos grupos, por ejemplo, dentro de las bombas centrífugas se puede hablar de tipo difusor, tipo turbina, si las clasificamos según su diseño; mientras que, si las clasificamos en función de la dirección de flujo pueden ser radiales, axiales o mixtas. En general, este tipo de bombas se utilizan para impulsar fluidos en procesos químicos, de alimentos, ya que los componentes internos pueden realizarse de materiales como aceros inoxidables, sistemas de enfriamiento y otros servicios.
Las bombas centrífugas, como su nombre lo indica, pueden tener distintas formas, pero todas ellas son bombas hidráulicas que se accionan bajo el trabajo de una fuerza centrífuga. Estas bombas trabajan con un impulsor que se encuentra girando dentro de una caja, las palas o álabes del impulsor transmiten energía cinética al fluido y elevan su presión. En la succión, el eje es coincidente con el eje de rotación del impulsor mientras que la descarga se produce en el mismo plano, pero en el eje normal a la succión. Otro elemento constitutivo de este tipo de bombas es la caja voluta, la cual aumenta su sección gradualmente hasta la descarga y entonces, la energía cinética se convierte en energía de presión.
Debido a los problemas típicos de estas bombas, el sellado del eje es un elemento fundamental. En general, vemos comúnmente dos tipos de sellado, el cierre por empaquetadura o el cierre mecánico. Sin embargo, tienen otras ventajas, ya que son compactas, su mantenimiento es reducido y tienen una gran versatilidad en los procesos. Además, los mecanismos de acople son sencillos y, en general, no requieren de reguladores.
Bombas de desplazamiento positivo
Mientras que una bomba centrífuga posee una curva de altura desarrollada en función del caudal de trabajo, es decir, a mayor caudal impulsa a menor altura, las bombas de desplazamiento positivo trabajan con un caudal constante. Esto representa la mayor ventaja de este tipo de bombas, ya que prácticamente se independiza de la altura de elevación siendo buenas bombas para inyección o dosificación. Este tipo de bombas es muy utilizado en calderas, donde debemos asegurar un flujo constante para evitar accidentes y además se trabaja a altas presiones. Además, en cuestiones de higiene resultan más beneficiosas, por lo que también son ampliamente utilizadas en procesos de la industria alimenticia y farmacéutica.
En cuestiones de desventajas se puede mencionar que son más costosas y al poseer mayor número de piezas, su mantenimiento es más costoso y complejos como así también hay mayor cantidad de piezas sometidas al desgaste.
En cuestiones constructivas hay distintos tipos de bombas de desplazamientos positivos, por ejemplo, oscilantes y rotatorias. Todas ellas trabajan a partir del mismo principio, cuando en el cuerpo principal se reduce el espacio de trabajo que contiene el fluido, este es impulsado y se descarga, mientras que, cuando se aumenta la sección de trabajo nuevamente se hace espacio a la succión para comenzar otro ciclo de impulsión. Como prácticamente el caudal es independiente de la altura desarrollada, la limitante de la presión resulta ser una válvula de seguridad. Para poder regular el caudal, se debe modificar el número de revoluciones y así obtener, distintos puntos de operación.
A la hora de seleccionar una u otra bomba se debe tener en cuenta las características del fluido que deseamos impulsar, por ejemplo, si es viscoso, si está a una temperatura elevada, si es una mezcla líquida – gaseosa, si posee sólidos, si es de tratamiento de aguas residuales, como así también debemos pensar en qué proceso y en qué condiciones debe actuar.
Trabajo publicado en: Feb., 2022.
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