Elección de la bomba adecuada para trabajos industriales y comerciales
La elección de una bomba para trabajos industriales y comerciales puede resultar compleja si se decide entre una bomba de desplazamiento positivo (DP) o una centrífuga. Cada una de las dos regiones de bombas tiene ventajas únicas en un escenario determinado, y domina el mercado en el mismo sentido. Para optimizar el rendimiento, la eficacia y la rentabilidad, es esencial comprender sus diferencias, ventajas y limitaciones. En este artículo describiremos los mecanismos y aplicaciones, así como los criterios seleccionados, para que pueda tomar la decisión que mejor se adapte a sus necesidades de bombeo.
Repasar lo básico
¿Cómo funciona una bomba centrífuga?
Las bombas centrífugas son bombas que funcionan con agua. Se basan en el flujo/velocidad para transportar fluidos. Utilizan la fuerza de rotación. La energía impulsada por el rotor hace girar un impulsor que, a su vez, lleva el agua cada vez más lejos. Al mismo tiempo, la energía cinética se convierte en presión. Funcionan mejor en situaciones de gran caudal y baja presión. Por lo tanto, son útiles para el suministro de agua, sistemas HVAC, procesamiento de agua y procesamiento químico. Todo ello depende de la presión del sistema y del mantenimiento de un caudal constante.
¿Cómo funciona una bomba de desplazamiento positivo?
En comparación con las bombas centrífugas, las bombas de desplazamiento positivo (PD) no dependen de la energía cinética. En su lugar, las bombas PD atrapan mecánicamente un volumen determinado de líquido y lo fuerzan hacia una zona de descarga. Las bombas de engranajes, tornillo, pistón y diafragma entran en esta categoría. Dado que las bombas PD no pueden mantener una velocidad constante durante todo el proceso de bombeo, son perfectas para fluidos viscosos, dosificación o situaciones de alta presión, como trasvase de aceite o sistemas hidráulicos.
Diferencias clave: Rendimiento y aplicaciones
1. Dinámica de caudal y presión
Bombas centrífugas: El caudal se reduce a medida que aumenta la presión (altura) del sistema. Funcionan bien con fluidos de viscosidad baja a media (por ejemplo, agua, aceites ligeros) en situaciones de gran caudal, como los sistemas de agua municipales.
Bombas de desplazamiento positivo: El caudal se mantiene bastante estable a pesar de los cambios de presión. Funcionan bien con fluidos muy viscosos (por ejemplo, jarabes, asfalto) y tareas de alta presión como la dosificación de productos químicos y la inyección de combustible.
Tabla comparativa de prestaciones
| Parámetro | Bomba centrífuga | Bomba de desplazamiento positivo |
|---|---|---|
| Caudal en función de la presión | Variable | Constante |
| Manejo de la viscosidad | Pobre por encima de 150 cP | Excelente |
| Capacidad de autocebado | Limitado (requiere imprimación) | Inherente |
| Eficacia a alta presión | Disminuye significativamente | Mejora |
2. Impacto de la viscosidad
Debido a la mayor fricción interna, las bombas centrífugas no pueden aumentar el caudal con fluidos viscosos. Por ejemplo, bombear crudo de 500 cP reduciría drásticamente el rendimiento.
Las bombas PD son más beneficiosas con medios viscosos. Por ejemplo, las bombas de engranajes pueden mover aceites lubricantes o adhesivos de forma eficiente, ya que el llenado de las holguras internas aumenta la eficiencia volumétrica.
3. Eficiencia y consumo energético
Las bombas centrífugas tienen un rendimiento máximo a determinados caudales, pero se vuelven ineficaces en situaciones de bajo caudal y alta presión.
Las bombas PD son más eficientes desde el punto de vista energético gracias a su alto rendimiento mecánico sostenido en un rango de presiones, por ejemplo, al dosificar o durante el lavado a alta presión.
Pensar en la bomba adecuada: Factores clave
1. Características de los fluidos
Viscosidad: Para fluidos con una viscosidad superior a 150 cP (por ejemplo, miel, lodos), las bombas PD funcionan mejor.
Sensibilidad al cizallamiento: Las bombas PD, como las de diafragma y las peristálticas, son capaces de manipular fluidos sensibles al cizallamiento, como productos farmacéuticos o alimentarios, sin degradarse.
2. Necesidades del sistema
Requisitos de presión: Tareas como la ósmosis inversa y los sistemas hidráulicos requieren alta presión, algo que se puede conseguir fácilmente a demanda con las bombas de DP, que pueden alcanzar hasta 10.500 psi.
Consistencia en el flujo: Las tareas que requieren un control preciso del caudal, como la inyección de productos químicos, prefieren las bombas PD.
3. Condiciones de funcionamiento
Self-Priming: Las bombas PD son intrínsecamente autocebantes y pueden utilizarse en condiciones de elevación de aspiración como el uso intermitente, como el bombeo de sentinas marinas.
Mantenimiento: Las bombas PD, al igual que las bombas de pistón, suelen tener más piezas móviles, lo que significa que es probable que se desgasten más, pero necesitan menos mantenimiento. Por otro lado, las bombas centrífugas necesitan sustituciones periódicas de las juntas.
Aplicaciones industriales
Casos de uso de bombas centrífugas
- Para el trasiego de grandes volúmenes de líquidos, plantas de tratamiento de aguas.
- Para refrigeración: generación de energía.
- Tratamiento químico de líquidos de baja viscosidad.
Casos prácticos de bombas de desplazamiento positivo
- Petróleo y gas: Para el trasiego de aceite lubricante se utilizan bombas de engranajes y para el crudo, bombas de tornillo.
- La dosificación de jarabe en restaurantes y bares comerciales utiliza bombas de diafragma.
- La manipulación de fluidos estériles en productos farmacéuticos utiliza bombas peristálticas.
Preguntas frecuentes (FAQ)
1. ¿Qué bomba es mejor para fluidos de alta viscosidad?
Para fluidos muy espesos, las bombas de desplazamiento positivo funcionan mejor, ya que son capaces de mantener el caudal y el rendimiento necesarios cuando se trata de medios más espesos.
2. ¿Pueden las bombas centrífugas soportar variaciones de presión?
No: el caudal disminuye considerablemente a alta presión. Las bombas PD son adecuadas para esas condiciones.
3. ¿Son más caras las bombas de DP?
El coste inicial puede ser un problema, aunque a menudo se justifica con el ahorro de energía y la reducción del desgaste en aplicaciones de alta presión o viscosidad.
4. ¿Necesitan cebarse las bombas centrífugas?
La mayoría lo hacen para evitar el funcionamiento en seco, pero en el caso de las bombas PD, son autocebantes.
Conclusión
El debate entre bombas de desplazamiento positivo y centrífugas se reduce a las propiedades del fluido, las necesidades de la operación y el diseño del sistema. Las bombas de desplazamiento positivo son mejores en términos de precisión, alta presión y manejo de fluidos viscosos, mientras que las bombas centrífugas son mejores en sistemas de baja presión y alto caudal. Tener en cuenta factores como la viscosidad, la presión y los intervalos de mantenimiento permite a los ingenieros hacer una selección óptima en términos de eficacia y fiabilidad.
