Fundamentos y Clasificación de Bombas Hidráulicas: Rotodinámicas, Componentes y Fenómenos Críticos

Clasificación Fundamental de las Bombas Hidráulicas

Las bombas se clasifican principalmente en dos grandes grupos:

1. Bombas Rotodinámicas

Todas y solo las bombas que son turbomáquinas pertenecen a este grupo. Estas son siempre rotativas. Su funcionamiento se basa en la Ecuación de Euler; y su órgano transmisor de energía se llama rodete. Se llaman rotodinámicas porque su movimiento es rotativo y la dinámica de la corriente juega un papel esencial en la transmisión de la energía.

2. Bombas de Desplazamiento Positivo

A este grupo pertenecen no solo las bombas alternativas, sino también las rotativas llamadas rotoestáticas. Aunque son rotativas, en ellas la dinámica de la corriente no juega un papel esencial en la transmisión de la energía. Su funcionamiento se basa en el principio de desplazamiento positivo.

Clasificación Detallada de las Bombas Rotodinámicas

Las bombas rotodinámicas pueden subclasificarse atendiendo a diversos criterios:

• Según la dirección de flujo: Bombas de flujo radial, de flujo axial y de flujo radioaxial.
• Según la posición del eje: Bombas de eje horizontal, de eje vertical y de eje inclinado.
• Según la presión engendrada: Bombas de baja presión, de media presión y de alta presión.
• Según el número de flujos en la bomba: De simple aspiración (un flujo) o de doble aspiración (dos flujos).
• Según el número de rodetes: De un escalonamiento o de varios escalonamientos.

Componentes Clave de las Bombas Rotodinámicas

Rodete

Gira solidario con el eje de la máquina y consta de un cierto número de álabes que imparten energía al fluido en forma de energía cinética y energía de presión.

Caja Espiral o Voluta

Transforma la energía dinámica en energía de presión, y recoge además con pérdidas mínimas de energía el fluido que sale del rodete, conduciéndolo hasta la tubería de salida o tubería de impulsión.

Tubo Difusor Troncocónico o Difusor

Realiza una tercera etapa de difusión, es decir, de transformación de energía dinámica en energía de presión.

Definición de Altura Útil (H)

La Altura útil o altura efectiva (H) que proporciona la bomba es la altura que imparte el rodete (la altura teórica, $H_u$) menos las pérdidas internas en el interior de la bomba ($H_r$).

Fenómenos Hidráulicos Críticos en Bombas

Cavitación

Es un fenómeno que se produce siempre que la presión en algún punto o zona de la corriente de un líquido desciende por debajo de un cierto valor máximo admisible. Específicamente, se produce cuando la corriente en un punto de una estructura o de una máquina alcanza una presión inferior a la presión de saturación de vapor. El líquido se evapora y se originan en el interior del líquido cavidades de vapor, de ahí el nombre de cavitación.

Golpe de Ariete

Es un fenómeno transitorio y, por tanto, de régimen variable, en el que la tubería ya no es rígida y el líquido es compresible. Este fenómeno se asocia a cambios bruscos en la velocidad del flujo.

Características de las Bombas Centrífugas

En las bombas centrífugas, la energía se comunica al líquido por medio de álabes en movimientos de rotación, a diferencia de las de desplazamiento volumétrico o positivo (rotativas y alternativas de pistón, de vapor de acción directa o mecánicas).

Ventajas Operacionales de las Bombas Centrífugas

• Caudal constante.
• Presión uniforme.
• Sencillez de construcción.
• Tamaño reducido.
• Bajo mantenimiento.
• Flexibilidad de regulación.