¿Qué es una Bomba Centrífuga?
Una bomba centrífuga es un tipo de bomba con un impulsor similar a un rodete dentro de la carcasa de la bomba. La carcasa tiene forma de voluta y también se conoce como bomba centrífuga.
El líquido entra en el impulsor a través de la abertura de aspiración central y es impulsado hacia el exterior a gran velocidad por la acción centrífuga de la rotación. Al pasar por la cámara de la voluta, se desacelera gradualmente y se convierte en presión.
Hay dos tipos de bombas centrifugas: de una etapa con un impulsor y multietapa con dos o más impulsores. El sistema multietapa aumenta la presión con cada etapa y se utiliza cuando se requieren altas presiones.
Usos de las Bombas Centrifugas
Las bombas centrifugas suelen utilizarse cuando se requieren caudales elevados y presiones bajas. Son muy utilizadas en aplicaciones industriales como el drenaje, el suministro de agua para calderas, el abastecimiento de agua y el alcantarillado, así como en la minería y la industria química. También se utilizan en el sector agrícola, por ejemplo para el riego, y para el suministro y drenaje de aparatos de aire acondicionado.
Las bombas centrifugas suelen utilizarse para soluciones con una concentración de volumen de sólidos inferior al 20% en el líquido y una viscosidad relativamente baja. Además, para el transporte de aguas fangosas, aguas residuales, lodos y mezclas de pulpa, arena y grava, carbón, etc., se utilizan formas de álabe mejoradas y materiales resistentes al desgaste y la corrosión. Otra aplicación es el transporte de pescado y naranjas con agua reduciendo el número de paletas para aumentar el área de paso del caudal.
Principios de las Bombas Centrifugas
En una bomba centrífuga, la fuerza centrífuga imparte energía de presión y velocidad al fluido mediante la rotación de un impulsor en una carcasa. A continuación, se desacelera en la carcasa en forma de voluta y la energía de velocidad se convierte en energía de presión. Este fenómeno se conoce como teorema de Bernoulli.
Los impulsores están disponibles en formas de flujo radial, que son superficies curvas bidimensionales con fluido que fluye en dirección radial, y formas de flujo mixto, que son superficies curvas tridimensionales que cambian de dirección axial a radial de forma incremental. Se trata de un elemento importante para convertir eficazmente la energía de la velocidad en presión.
La carcasa se instala de modo que forme una cámara en forma de espiral fuera del impulsor. Un aumento gradual del área de la sección transversal en la dirección de rotación frena gradualmente el fluido de alta velocidad expulsado por la fuerza centrífuga del impulsor y aumenta la presión (presión estática).
La presión generada por un solo impulsor tiene un límite, por lo que si se requieren presiones más altas, se utiliza una bomba multietapa. En una bomba multietapa, el fluido que sale del primer impulsor es aspirado por el segundo impulsor para aumentar aún más la presión. Esto puede repetirse varias veces para obtener una mayor presión.
Construcción de la Bomba Centrifuga
La construcción de la bomba está estrechamente relacionada con el caudal y la altura y es un criterio de selección importante a la hora de elegir una bomba. Las bombas centrifugas constan de un impulsor y una carcasa de voluta, así como de un eje, cojinetes, acoplamiento de transmisión y acoplamientos de aspiración y descarga, un dispositivo de sellado del eje y, si es necesario, un manómetro, un sensor de presión o un presostato.
Hay bombas con álabes guía fijos no giratorios dispuestos alrededor de la periferia del impulsor. Se denominan bombas difusoras o bombas de turbina y forman parte de la familia de bombas centrífugas. El mecanismo es similar al de una bomba centrífuga, pero el fluido que sale del impulsor se ralentiza eficazmente al pasar por el álabe guía, lo que aumenta la presión estática y, por tanto, el rendimiento global.
Más Información sobre Bombas Centrifugas
Bombas Centrífugas y Cavitación
Dado que la construcción de la bomba está diseñada para convertir líquido en presión, pueden producirse problemas si se introducen gases en la bomba o si se generan gases. Uno de estos problemas es la cavitación.
La cavitación en las bombas es un fenómeno en el que la presión del líquido dentro de la bomba cae rápidamente y el líquido se vaporiza rápidamente cuando alcanza la presión de vapor de saturación. La cavitación en las bombas centrifugas se produce cuando la presión estática del fluido disminuye debido al aumento de la velocidad del líquido que entra en el impulsor y la presión estática cerca de la entrada cae por debajo de la presión de vapor de saturación del fluido.
La cavitación repetida provoca daños en el impulsor, lo que da lugar a la erosión por cavitación. También se generan vibraciones y ruido y se reduce el rendimiento. Esto conduce a un deterioro prematuro y a la destrucción del equipo, no sólo en la bomba centrífuga, sino también en los tubos y válvulas.
La cavitación puede evitarse modificando las condiciones de funcionamiento, reduciendo la resistencia en el lado de aspiración y mejorando la forma y el área del impulsor para que la presión del fluido no caiga por debajo de la presión de vapor saturado.