¿Qué es una Bomba Hidráulica?
Las bombas hidráulicas generan energía mecánica accionando un motor eléctrico. Cuando se acciona la bomba hidráulica, el aceite circula y convierte la energía mecánica en energía fluida. La energía del fluido se denomina a veces energía hidráulica. Esta energía del fluido es una combinación de la presión y el caudal requeridos por el actuador hidráulico. La presión sólo empujará el fluido si no se genera ninguna de estas energías. Cuando el aceite entra en el actuador hidráulico, la energía del fluido se convierte en energía mecánica. La energía mecánica convertida se convierte en movimiento lineal o rotacional y acciona la bomba.
Los tipos de bombas hidráulicas incluyen bombas generales de desplazamiento positivo, bombas de desplazamiento constante y bombas de desplazamiento variable.
Usos de las Bombas Hidráulicas
Los productos estructurales que utilizan la hidráulica emplean una serie de mecanismos de funcionamiento denominados unidades hidráulicas, que varían ligeramente en cuanto al tipo de construcción, pero todos llevan una bomba hidráulica integrada. La potencia de una unidad hidráulica es una combinación de presión y caudal, por lo que duplicar la presión sin cambiar el caudal duplicará la potencia. Cambiar el caudal en un factor de dos sin cambiar la presión también duplicará aproximadamente la potencia.
Por lo general, la hidráulica se utiliza en maquinaria pesada, como excavadoras y grúas, especialmente las que se emplean en obras, ya que muchas situaciones requieren una gran potencia externa. También suele utilizarse en equipos pequeños pero que requieren un gran par motor. Por ejemplo, también se aplican mucho en la industria del transporte, como en aviones, barcos y automóviles.
También existen otras bombas que utilizan fuerzas naturales. Un ejemplo concreto es el uso de dispositivos como el bombeo de agua en granjas, donde este tipo de bombas se utilizan junto con sensores para detectar el nivel del agua, ya que necesitan funcionar continuamente. Otro ejemplo son las turbinas eólicas. Los aerogeneradores utilizan bombas hidráulicas para bombear agua del suelo con la fuerza del viento.
Cómo Elegir una Bomba Hidráulica
Existen dos tipos de energía basada en fluidos: la neumática y la hidráulica. Ambas se basan en el principio de Pascal para convertir una fuerza pequeña en una fuerza grande. Sin embargo, sus características difieren un poco.
Los sistemas neumáticos son económicos y de construcción sencilla. Dependen más del entorno, como la temperatura ambiente, y tienen un tiempo de respuesta menor. Sin embargo, pueden utilizarse en todas las condiciones meteorológicas si se selecciona el tipo adecuado de aceite hidráulico. Si se requiere una gran fuerza, que no puede conseguirse con sistemas neumáticos, es aconsejable seleccionar una unidad hidráulica y una bomba hidráulica adecuada para acompañarla.
Principios de las Bombas Hidráulicas
Todas las bombas pueden ser de desplazamiento positivo o no positivo. Como la mayoría de los sistemas hidráulicos utilizan bombas de desplazamiento positivo, aquí se explica su principio.
Una bomba de desplazamiento positivo se divide en dos partes: una sección llena de fluido hidráulico y una sección llamada cámara de desplazamiento positivo, que contiene sólo gas. En las bombas de desplazamiento positivo, el fluido es aspirado hacia la cámara de la bomba por una válvula de entrada y expulsado por una válvula de escape.
En primer lugar, cuando se aplica una fuerza motriz externa para provocar el movimiento del pistón, se crea una presión negativa en el lado de la cámara de volumen, lo que da lugar a una presión de aspiración. Esto se denomina proceso de expansión.
A continuación se produce el proceso de succión. Cuando esta presión supera un determinado valor, la diferencia de presión atmosférica entre la cámara de aceite hidráulico y el depósito de aceite conectado a ella provoca la aspiración del aceite hidráulico a través de la válvula de admisión. En ese momento, se cierra la válvula de escape.
La diferencia de presión se invierte cuando el lado de la cámara de volumen se presuriza positivamente. Este proceso se denomina proceso de compresión.
Por último, tiene lugar el proceso de descarga. El aceite sale por la válvula de escape por la fuerza del aceite hidráulico que es empujado hacia fuera. Cuando el aceite es empujado hacia fuera, la válvula de admisión se cierra.
Estos cuatro procesos se repiten indefinidamente como un ciclo, para que el aceite hidráulico pueda seguir bombeándose en una dirección constante.
Los lados de succión y descarga del depósito de aceite de trabajo están equipados cada uno con una válvula de retención en una dirección, de modo que si se genera presión en cualquiera de los lados, un lado se cierra por la presión, de modo que no hay reflujo.
Estructura de las Bombas Hidráulicas
Los sistemas hidráulicos, incluidas las bombas hidráulicas, se utilizan a menudo en la industria porque pueden proporcionar mucha potencia con poca energía. En primer lugar, el sistema es alimentado por el motor principal aumentando la presión del aceite hidráulico a través de la bomba hidráulica. A continuación, el aceite hidráulico se alimenta a los actuadores hidráulicos controlando la presión, por ejemplo, con válvulas hidráulicas. A continuación, se convierte en energía mecánica, como movimiento de rotación. La bomba hidráulica es la pieza más importante del equipo para garantizar la potencia mecánica necesaria aumentando la presión del aceite hidráulico.
Las bombas hidráulicas se dividen principalmente en “de engranajes”, “de paletas” y “de émbolo”.
Las bombas de engranajes aumentan la presión del aceite hidráulico mediante engranajes en la carcasa.
Las bombas de paletas tienen un rotor incorporado en la paleta dentro de la carcasa, que gira la paleta para elevar la presión del aceite hidráulico. Las paletas se denominan álabes.
Las bombas de émbolo tienen un pistón o émbolo alternativo que aplica presión al aceite hidráulico para aumentar la presión.
Ambas bombas impulsan el aceite hidráulico, pero cualquier fuga de aceite hidráulico contamina el medio ambiente y requiere mucho tiempo. Gracias a los avances tecnológicos, el nivel de estanqueidad es muy alto. Sin embargo, las fugas nunca serán nulas, por lo que las unidades de bombeo instaladas deben instalarse dentro de un dique de contención de aceite, por ejemplo.Las unidades de bombeo transportables también deben tener un sellado mejorado para evitar fugas, ya que todo el conjunto será trasladado. En caso de que se produzcan fugas de aceite hidráulico al exterior, se debe prever un depósito de aceite o similar para evitar el derrame de aceite.
Potencia de las Bombas Hidráulicas
Las bombas hidráulicas son de tipo “eléctrico” y “manual”. El tipo eléctrico se utiliza principalmente en la industria y en equipos de laboratorio, donde la bomba funciona con electricidad. Las manuales, en cambio, se accionan mediante la intervención humana. Los tipos manuales utilizan principalmente un pistón en el recorrido para generar potencia. La manivela se acciona mediante la fuerza humana, que envía fluido hidráulico al pistón. El pistón, bajo la presión del fluido hidráulico, proporciona potencia al exterior. La ventaja de utilizar un tipo manual es que el mecanismo es sencillo y, por tanto, fácil de mantener. Además, la lenta transmisión de la fuerza al transmitir la potencia permite realizar ajustes finos. Esto redunda en la evaluación de riesgos.
Un gato hidráulico de uso común es el que se utiliza para cambiar los neumáticos de los coches. Se trata de una bomba hidráulica de accionamiento manual que transmite la potencia enviando aceite hidráulico a la potencia para levantar el coche.
Los de tipo eléctrico se utilizan sobre todo en aplicaciones industriales, ya que estas bombas se emplean cuando hay que dar una mayor carga de trabajo. Las de tipo eléctrico son de construcción más compleja que las de tipo manual, por lo que se prepara una amplia gama de tipos en función del rendimiento requerido. Sin embargo, también se fabrican bombas con estructuras más sencillas, lo que las hace más baratas y fáciles de instalar. También pueden utilizarse en tierra y agua, donde se requieren grandes cantidades de potencia.
Así pues, los tipos eléctricos y manuales difieren no sólo en la fuente de energía, sino también en la escala de la aplicación para la que se utilizan.