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9.- Componentes VI: Bombas.

Caso práctico

Miren ha conseguido satisfacer todas las exigencias del Jefe de Bomberos y de paso ha añadido un par de depósitos de acumulación por si el suministro falla en algún momento. Pero aún no se puede relajar, algunos de los depósitos están a mucha altura y duda que la presión de la red sea suficiente para llenarlos. Esta vez es ella la que coge el teléfono:

  • Buenos días, hablo con Ochoa Lacar?
  • Sí señora.
  • Necesito ir a su showroom para seleccionar equipo de bombeo para una obra pública….

¿cómo garantizarías la presión del agua?

Las bombas reciben la energía mecánica proveniente de un motor a través de la flecha con el fin de elevar la carga de presión del agua para conducirla en la tubería.

La gran mayoría de los sistemas de distribución y líneas de conducción de agua potable incorporan bombas en sus instalaciones para trasladar el agua a través del sistema o mantener presiones requeridas. Su aplicación específica permite:

  1. Elevar el agua desde fuentes superficiales o subterráneas a plantas de tratamiento, almacenamientos o directamente al sistema de distribución
  2. Incrementar la presión para servir áreas de servicio ascendentes
  3. Bombear químicos en unidades de tratamiento, transportar el agua en las instalaciones de tratamiento, retro lavado de filtros, vaciado de depósitos sedimentadores y remover sólidos depositados

Para que funcionen las bombas comúnmente se utilizan motores eléctricos y de combustión interna. Existen motores eléctricos de corriente directa y de corriente alterna. La elección del tipo de motor depende de diversos factores, como: la toma y el tipo de voltaje disponibles; costes de adquisición, instalación y mantenimiento; velocidad, su control o regulación; facilidad de arranque; corriente necesaria para el arranque y torque; factor de potencia y características de carga parcial. Se puede adquirir motores del caballaje deseado con tensiones comunes de 220 o 440 V y eficiencias de hasta 90 al 95 por ciento. Se debe tener cuidado de:

  1. Proteger el motor de sobrecargas
  2. Prevenir daños por conexiones a tierra o conductores eléctricos inapropiados

Las bombas en general permiten trasladar fluidos agresivos o no agresivos, ya sean líquidos, gases,  sólidos  o  semisólidos  (que  pueden  ser bombeados) a diferentes temperaturas. Existen tantos diseños como aplicaciones y fabricantes, por lo que resulta difícil mencionarlos todos. Sin embargo, se pueden clasificar de acuerdo con el principio de su funcionamiento:

  1. De desplazamiento positivo: Las bombas de desplazamiento positivo se basan en cambios de volumen para impulsar al flui- do en su circulación; así, se llena una cámara a través de una cavidad, luego se sella y se empuja el fluido a través de otra cavidad. Su funcionamiento es pulsatorio. Su principal ventaja es el manejo de fluidos, independientemente de su viscosidad. Un buen ejemplo de este tipo de bomba es el corazón humano.
  2. Dinámicas o variadoras de impulso: Las bombas dinámicas se diferencian de las anteriores en que no existe un volumen cerrado y que su funcionamiento se basa en transmitir un impulso o movimiento al fluido por medio de placas o álabes de rápido movimiento, agrupados en un impulsor. El fluido incrementa su impulso o cantidad de movimiento mientras se mueve a través de los pasajes abiertos y convierte su alta velocidad en presión al salir de la sección del impulsor. Este tipo de bombas generalmente provee mayores gastos que las de desplazamiento positivo, con mayor uniformidad, pero son poco efectivas con líquidos de alta viscosidad. Necesitan además del 'cebado', que consiste en llenar la cavidad del impulsor con el líquido a conducir, pues si contiene aire no pueden succionar el líquido de su entrada. Por esta razón, existen bombas 'autocebantes', equipadas con un dispositivo que evita que la cámara del impulsor se vacíe (aun así, deben cebarse necesariamente en su instalación). Cabe aclarar que las bombas de desplazamiento positivo son autocebantes para la mayoría de sus aplicaciones.

Una bomba dinámica o centrífuga puede proveer altos gastos (cerca de 100 L/s), con baja carga de presión (hasta 100 metros o 0.98 MPa); en cambio, una bomba de desplazamiento positivo puede operar a altas cargas de presión (3 000 metros o 29.4 MPa), pero con gastos bajos (6 L/s).

Las bombas se pueden clasificar, de acuerdo con el mecanismo o diseño mecánico, en:

  1. De desplazamiento positivo
    1. Alternativas: de pistón o émbolo (a veces denominadas de martinete) y de diafragma
    2. Rotativas: rotativa de pistones, engranajes externos, engranajes in- ternos, rotor lobular, paletas (deslizantes, servicio pesado, oscilantes, excéntrica-paleta, rodillo-paleta y flexible) y husillo (simple o de estator flexible y rígidas)
    3. Dinámicas o cambiadoras de impulso
    4. Rotodinámicas: de flujo radial (centrífuga), axial y mixto

Las bombas comúnmente empleadas en abastecimiento de agua potable son las denominadas 'rotodinámicas', mal llamadas 'centrífugas', ya que solo la de flujo radial es centrífuga pura. En el siguiente capítulo se analizan sus principales características. Este tipo de bombas se clasifican según la dirección de salida del flujo, es decir: de flujo radial, axial y mixto.

Las bombas centrífugas son las más extendidas en las redes de agua

Vídeo sobre el funcionamiento de bombas centrífugas