Tecnología de Bombas Hidráulicas: Presión, Caudal y Aplicaciones Industriales

Fundamentos de la Presión en Sistemas Hidráulicos

En el ámbito de la tecnología industrial, comprender la dinámica de la presión y el caudal en los sistemas hidráulicos es fundamental. A menudo, se asume erróneamente que el caudal genera presión de forma directa. Sin embargo, la relación es más compleja.

El caudal no necesariamente crea presión. Por ejemplo, si tenemos una bomba que no está conectada a ningún sistema, esta bomba tendrá una presión cero.

Si conectamos esta misma bomba a un sistema hidráulico, el caudal se encontrará obstruido y, dado que la bomba sigue expulsando caudal, la presión aumentará. La presión depende de varios factores clave:

• La carga del sistema (cilindros, motores, etc.).
• La resistencia generada por componentes como tubos, curvas, válvulas, etc.
• Los dispositivos de regulación de presión.

Relación entre Caudal y Presión en Hidráulica

• Caudal sin Presión

  Puede haber caudal sin presión. Por ejemplo, si no hay carga ni ningún dispositivo regulador de presión en el sistema, la resistencia al caudal de aceite es mínima, por lo que la presión en la salida de la bomba es muy baja o casi nula.

• Presión sin Caudal

  También puede haber presión sin caudal. Por ejemplo, si apagamos la bomba, dejará de haber caudal, pero puede quedar presión residual dentro de cilindros con carga o en motores hidráulicos que estén bajo tensión.

Tipos de Bombas Hidráulicas Esenciales

Las bombas son el corazón de cualquier sistema hidráulico, encargadas de transformar la energía mecánica en energía hidráulica. Existen diversos tipos, cada uno con características y aplicaciones específicas.

Bomba de Engranajes

Este tipo de bomba posee dos engranajes que giran dentro de una carcasa con tolerancias muy ajustadas. El aceite entra por la toma de admisión y se desplaza entre los dientes de los engranajes y la carcasa. Cuando los dientes vuelven a engranar, el aceite es expulsado por la toma de salida.

La eficacia de las bombas de engranajes depende críticamente de las holguras existentes entre ambos engranajes y entre los engranajes y la carcasa. Para mantener su rendimiento, algunas bombas incorporan placas de desgaste en las paredes interiores de la carcasa.

Se utilizan comúnmente en sistemas que operan hasta 250 bares de presión.

Bomba de Rotor (Gerotor)

La bomba de rotor, también conocida como bomba gerotor, consiste en dos rotores giratorios. El rotor interior acciona el rotor exterior, el cual tiene un lóbulo más que el rotor interior. Ambos rotores se engranan de forma precisa dentro de una carcasa.

El aceite entra por la toma de admisión y se aloja entre ambos rotores. Cuando los lóbulos se vuelven a engranar, el aceite es expulsado por la toma de salida.

Este tipo de bombas se utiliza principalmente en sistemas de baja presión y gran caudal de salida.

Bomba de Diafragma

La bomba de diafragma posee en un extremo un diafragma unido a un pistón, y del lado opuesto, orificios de entrada y salida del aceite. Cuando el pistón sube, estira el diafragma, lo que genera una succión. De este modo, la cámara se llena de aceite. Cuando el pistón baja, expulsa todo el aceite alojado en la cámara por el orificio de salida.

Se utilizan en sistemas que no exceden los 20 bares de presión, siendo ideales para aplicaciones de baja presión o donde se requiere evitar la contaminación del fluido.

Bomba de Pistón Axial

Las bombas de pistón axial poseen pistones paralelos al eje de transmisión. Son conocidas por su alta precisión y eficiencia, aunque son más sensibles a partículas en el aceite debido a sus tolerancias ajustadas.

Aunque son más complejas y costosas, ofrecen una mayor eficacia y pueden trabajar a presiones muy elevadas, alcanzando hasta 250 bares en sistemas convencionales y hasta 450 bares en sistemas hidrostáticos.

Para obtener un flujo continuo, se utilizan varios pistones en secuencia.

Bomba de Pistón Axial de Placa Oscilante

Este diseño cuenta con un bloque de cilindros fijos que contienen los pistones. La placa oscilante es accionada mediante el eje de transmisión, y su superficie inclinada genera el movimiento axial de los pistones. Unos muelles fuerzan a los pistones a seguir el movimiento de la placa oscilante. Cada pistón dispone de una válvula de admisión y una de salida para dirigir el aceite.

Bomba de Pistón Axial de Placa Motriz

En este tipo de bombas, el bloque de cilindros gira, y los pistones copian la forma de una placa inclinada a un determinado ángulo, conocida como placa motriz.

Estas bombas pueden ser de cilindrada fija, cuando la placa motriz está en una posición fija, o de cilindrada variable, cuando es posible regular el ángulo de la placa motriz. La regulación del ángulo permite que los cilindros tengan más o menos recorrido, ajustando así el caudal de la bomba.