Existen innumerables tipos de bombas que realizan funciones específicas, de entre ellas tenemos una bomba de desplazamiento positivo menos conocida, pero muy útil y eficaz. Esta bomba es la más utilizada en todas las industrias, desde las del petróleo y el gas hasta las farmacéuticas, pasando por las fábricas de alimentos. Una cosa es cierta: comprender una bomba de desplazamiento positivo, su funcionamiento y sus ventajas puede ayudar a resolver el problema básico de qué bomba funcionará mejor en el lugar de aplicación. Esta entrada del blog se centra en los principios de funcionamiento de las bombas de desplazamiento positivo y sus aplicaciones en diversas industrias.
Qué es una bomba de desplazamiento positivo
Una bomba de desplazamiento positivo es aquella que emplea un proceso en el que un volumen definido de fluido es capturado y movido empleando alguna fuente de energía, y ese fluido es empujado después a través de algún tubo de descarga. Por lo general, las bombas centrífugas succionan los fluidos, y de ahí su elevada velocidad de rotación, mientras que las bombas de desplazamiento positivo son capaces de suministrar un volumen constante de fluido independientemente de la presión opuesta. Esto las hace adecuadas para aplicaciones de alta presión o cuando se deben bombear fluidos espesos de alta viscosidad.
Las bombas de desplazamiento positivo se clasifican en dos tipos: bombas rotativas y bombas alternativas. En estos tipos se emplean diferentes métodos con un producto final invariable, como con el caudal establecido a la misma velocidad.
¿Cómo funciona una bomba de desplazamiento positivo?
Una bomba de desplazamiento positivo se define como una máquina que desplaza volúmenes de líquido desde la entrada hasta el puerto de salida de la bomba. En la práctica, significa que el líquido se introduce en la bomba mediante la formación de cavidades, y esta acción se denomina retención de líquidos. En la actualidad, la presión media de entrada de agua en la cámara implica el pinzamiento interno de los líquidos.
En las bombas rotativas, tales estructuras se hacen girar mediante engranajes que mueven una estructura geométrica para agarrar el agua en movimiento. Y tales elementos están en rápida rotación, con lo que se mantiene el flujo constante de líquido. Por el contrario, las bombas alternativas funcionan mediante un pistón, o una membrana que permite desplazar el líquido en un movimiento oscilante.
Proceso de trabajo
El proceso puede interpretarse del siguiente modo:
- Admisión: La bomba genera una succión dentro de la cavidad, por lo que entra líquido.
- Atrapar el fluido: Después de entrar, el fluido en movimiento queda atrapado dentro de la cámara por piezas móviles adicionales o por el funcionamiento del pistón explicado anteriormente.
- Desplazamiento: A continuación, la bomba empuja el fluido atrapado hacia delante a través del tubo de descarga mediante la reducción del volumen de la cámara que contiene el fluido.
Este proceso cíclico o continuo hace que las bombas de desplazamiento positivo sean ideales para situaciones en las que hay que suministrar un volumen controlado de fluido en un tiempo determinado.
Tipos de bombas de desplazamiento positivo
Hoy en día, hay diferentes tipos de bombas de desplazamiento positivo que incluyen:
Bombas de engranajes
Las formas casi paralelas cortan un camino a través de las glándulas de bombeo y comprenden una serie de protuberancias en forma de pasador o trampas de fluido que capturan el líquido entre las posiciones opuestas de los dientes. Este tipo de bombas se emplean a menudo cuando existe una gran demanda de precisión en la cantidad de fluido suministrado, por ejemplo, en sistemas de circulación de aceites.
Bombas de lóbulos
Las bombas lobulares de flujo axial constan de 2 rotores lobulados que operan en un espacio muy pequeño para manejar la transferencia de fluidos. En este caso, los rotores sólo transfieren fluido desde la entrada hasta la salida con poco o ningún contacto, estas bombas también se utilizan en aplicaciones sanitarias como el procesamiento de alimentos y bebidas.
Bombas de diafragma
Utilizan un diafragma flexible para crear alternativamente vacío y presión para mover un fluido. Se utilizan mucho en procesos químicos y tratamiento de aguas residuales, ya que pueden bombear fluidos corrosivos.
Bombas peristálticas
En este tipo de bomba, un tubo flexible es constreñido por rodillos o zapatas para propulsar un fluido en su interior. Esta bomba es especialmente beneficiosa para uso médico, ya que evita la contaminación del fluido, que sólo entra en contacto con el tubo.
Bombas de pistón
En este tipo de bombas, el pistón se utiliza como elemento para desplazar una cantidad de fluido de una posición a otra avanzando y retrocediendo en el interior de un cilindro. Las bombas de pistón son conocidas por su capacidad de generar altas presiones, por lo que pueden encontrarse en sistemas hidráulicos de medios porosos.
Ventajas de las bombas de desplazamiento positivo
Las bombas de desplazamiento positivo tienen una serie de ventajas, que son las razones por las que se solicitan en la mayoría de los sectores. Entre estas ventajas se incluyen las siguientes:
- Caudal constante: Uno de los principales aspectos positivos de las bombas de desplazamiento positivo es que pueden mantener un caudal constante en un rango de presión de descarga. Esta capacidad es muy valiosa en numerosos procesos, como la dosificación de algunos fluidos.
- Capaz de soportar altas presiones: El único inconveniente de las bombas de desplazamiento positivo es la generación de presión de una bomba de desplazamiento positivo puede ser superior a 4000 psi, por lo que se utilizan para aplicaciones que implican empujar fluidos a través de una larga distancia o a través de una presión considerable.
- Manipulación de fluidos viscosos: A diferencia de las bombas centrífugas, que son ineficaces a la hora de mover fluidos espesos o viscosos, las bombas de desplazamiento positivo están diseñadas para bombear con eficacia líquidos muy viscosos o espesos. Esto las hace adecuadas para bombear aceites, jarabes, lodos, entre otras aplicaciones.
- Autocebado: La mayoría de las bombas de desplazamiento positivo se ceban solas, por lo que se puede empezar a bombear sin tener que cebar la bomba manualmente. Esta característica es esencial en áreas donde se requiere fiabilidad y comodidad en el funcionamiento de la bomba.
- Eficiencia energética: Estas bombas también tienden a ser más eficaces que las bombas centrífugas cuando funcionan con fluidos muy viscosos o sistemas de alta presión, de ahí su alto rendimiento. Existe la posibilidad de ahorrar gastos a largo plazo, ya que se consume menos energía en el funcionamiento de las bombas.
Uso de bombas de desplazamiento positivo
La propia naturaleza de las bombas de desplazamiento positivo permite su aplicación en numerosas actividades industriales, de ahí su uso repetido en muchos sectores. Algunos de los lugares de uso son los siguientes:
- Petróleo y gas: Las bombas de desplazamiento positivo se aplican para trasvasar crudo, lubricantes, aceites y otros productos derivados del petróleo o fluidos espesos o a alta presión, como es habitual en las operaciones de petróleo y gas.
- Comida y bebida: Incluso en la industria alimentaria y de bebidas que requiere condiciones sanitarias para el bombeo de materiales viscosos como salsas, jarabe, productos lácteos. Bombeo de revestimientos sanitarios, se utilizan bombas lobulares.
- Productos farmacéuticos: Las bombas de desplazamiento positivo son herramientas excelentes en la fabricación farmacéutica para dosificar y dispensar líquidos sensibles o estériles sin permitir la contaminación durante el proceso.
- Procesamiento químico: Las bombas de diafragma y de pistón son los tipos de equipos de bombeo más utilizados en plantas que mueven líquidos agresivos o corrosivos.
- Tratamiento de aguas residuales: Entre las diversas categorías de bombas de desplazamiento positivo, las bombas de diafragma han hecho notables incursiones en la gestión de aguas residuales al bombear rápidamente adhesivos espesos y lodos.
Aplicaciones comunes de las bombas de desplazamiento positivo y las bombas centrífugas
Usted estará pensando: "¿qué necesidad hay de esta bomba de desplazamiento positivo si existe una bomba centrífuga?". La respuesta se basa simplemente en las características de la aplicación. He aquí algunos aspectos a tener en cuenta:
- Consistencia en el caudal: Bombas de desplazamiento positivo es prácticamente toda la presión en el cilindro produce un flujo casi constante, por lo tanto, independientemente de cualquier cambio en la presión del caudal se mantiene sin cambios, mientras que las bombas centrífugas caudales del sistema giran en función de la presión de los sistemas.
- Presión: El desplazamiento positivo es preferible cuando el sistema funciona a alta presión, mientras que las bombas centrífugas tienen pérdidas de rendimiento crecientes con el aumento de la presión.
- Viscosidad del fluido: Las bombas de desplazamiento positivo se emplean mejor en el bombeo de líquidos espesos, ya que las bombas centrífugas son ineficaces cuando bombean fluidos muy viscosos.
Conclusiones
Muchos sistemas confían en las bombas de desplazamiento positivo porque garantizan un caudal constante con distintos niveles de presión y permiten bombear líquidos de alta viscosidad. En cualquier proyecto que requiera mover aceites, productos químicos, alimentos o incluso aguas residuales, lo más probable es encontrar una bomba de desplazamiento positivo adecuada para el trabajo. Saber cómo funcionan las bombas, cuáles son los distintos tipos y cuáles son sus múltiples usos le preparará bien para seleccionar la mejor bomba para sus necesidades.
A la hora de elegir una bomba, hay que tener en cuenta la viscosidad del fluido, los requisitos de presión de los fluidos y los caudales. En la mayoría de las aplicaciones de bombeo difíciles, las bombas de desplazamiento positivo proporcionarán soluciones energéticas adecuadas y correctas, lo que las convierte en una necesidad en usos industriales y comerciales.
