Bombas Alternativas Explicadas: Funcionamiento, Tipos y Importancia

Una bomba alternativa es un tipo de bomba de desplazamiento positivo que funciona según el principio de movimiento adelante-atrás de un pistón. A diferencia de la bomba centrífuga que usa energía cinética del impulsor. Puedes leer su diferencia aquí.

Esta clase de bombas de desplazamiento positivo incluye bombas de pistón, émbolo y diafragma. Estas bombas pueden durar décadas si se mantienen bien. Se usan donde se bombea cantidad relativamente pequeña de líquido y la presión de entrega es bastante grande.

Hoy conocerás definición, aplicaciones, funciones, componentes, diagrama, clasificaciones, tipos y funcionamiento de bomba alternativa. También sus ventajas y desventajas.

¿Qué es una bomba alternativa?

Como se dijo, es una clase de máquinas de desplazamiento positivo típicamente usadas para operaciones de bajo caudal y alta presión. Tienen una cámara estacionaria que atrapa líquido con pistón o émbolo.

El Instituto Hidráulico y ANSI categorizan bombas alternativas en cuatro tipos mencionados. Tanto pistones como diafragmas proporcionan acción de bombeo y válvulas regulan flujo dentro y fuera del cuerpo. Disponibles en varios tamaños, desde grandes bombas de potencia a unidades pequeñas de lavado a presión.

Aplicaciones de la bomba alternativa

• Refinerías de petróleo
• Centros de servicio de agua para vehículos
• Industrias de gas
• Industrias petroquímicas

Se usan para:

• Limpieza de recipientes, tuberías, tanques, tubos, tuberías de condensado, intercambiadores de calor, etc.
• Perforación, refinerías, producción, disposición, inyecciones de petróleo.
• Aplicaciones de presión neumática.
• Limpieza de vehículos.
• Limpieza de alcantarillado.
• Arenado húmedo
• Alimentación de calderas
• Bombas de alta presión para sistemas RO (Ósmosis inversa)
• Hidropruebas de tanques, recipientes, etc.
• Sistemas contra incendios.
• Sistemas de tratamiento de aguas residuales.

Componentes de la bomba alternativa

Principales componentes y su función:

• Colador – elimina impurezas del fluido antes de entrar a la bomba. Montado en tubería de aspiración.
• Tubería de aspiración – succiona fluido del depósito.
• Válvula de aspiración – válvula de retención, instalada en tubería de aspiración. Ayuda al flujo de fluido del depósito a la bomba.
• Cilindro o cilindro de líquido – donde aumenta la presión. Cilindro hueco con recubrimientos, contiene pistón y anillos.
• Pistón/émbolo y vástago – pistón conectado directamente a vástago (vástago de pistón). Este se conecta a biela. Causa movimiento alternativo dentro del cilindro.
• Anillos de pistón – protegen superficie del pistón y superficie interior del cilindro contra desgaste, para operación suave.
• Empaquetadura – requerida para sellado adecuado entre cilindro y pistón. Evita fugas.
• Cigüeñal y biela – cigüeñal conectado a fuente de energía. Biela conecta cigüeñal y vástago de pistón. Trabajan juntos para movimiento alternativo.
• Válvula de descarga (tipo retención) – ayuda a acumular presión como válvula de aspiración. Protege bomba de reflujo.
• Tubería de descarga – suministra fluido a su destino.
• Vaso de aire – solo algunos tipos lo tienen. Reduce carga por fricción o aceleración.

Diagrama de bomba alternativa:

Clasificaciones de la bomba alternativa:

Se clasifican según:

Por fuente de trabajo:

• Bomba alternativa manual simple.
• Bomba alternativa de pozo profundo accionada por energía.

Mecanismo:

• Bomba alternativa de simple efecto
• Bomba alternativa de doble efecto
• Bomba alternativa de triple efecto

Número de cilindros:

• Un cilindro – un cilindro conectado a eje.
• Dos cilindros – dos cilindros conectados a eje.
• Tres cilindros – tres cilindros conectados a eje.

Tipos de bomba alternativa

Bomba de pistón de potencia:

Clasificadas por orientación (vertical u horizontal), acción (simple o doble), elemento (pistón o émbolo), y número de etapas (simplex, dúplex, tríplex). Usadas con lavadoras a presión. Entregan agua a alta presión y bajo volumen.

Generalmente disponibles como dúplex o tríplex. Bombas de simple efecto presurizan solo en una dirección de la carrera; doble efecto en ambas. Bombas de pistón de potencia se usan en gran escala. Industrias petroquímicas para fracking hidráulico, disposición de agua salada, etc. También para bombear fluidos con arena y lodos.

Bomba de vapor:

No convierten movimiento rotatorio a lineal directamente usando pistón accionado por vapor al pistón de potencia. Generalmente de doble efecto en ambos extremos (vapor y fluido). Una palanca conectada al vástago cambia flujo de vapor cuando ambos pistones se acercan al final de carrera. Comúnmente dos cilindros de vapor. Con estándar API 674, se usan en ubicaciones peligrosas por industrias de petróleo, petroquímica y refinación.

Bomba dosificadora:

Facilita dispensar químicos, pastas, etc. de forma fácil y efectiva. Logrado con pistón o émbolo alternativo. Método de diafragma también usado. Especialmente en procesos industriales y aplicaciones alimentarias y farmacéuticas. Suelen tener longitudes de carrera ajustables para dosificar. Disponibles en muchos diseños, grandes para inyección química en plantas. Muy pequeñas para llenado farmacéutico, dispensado de adhesivos, etc.

Bomba de diafragma:

Usan membranas flexibles que ocultan cavidades de la bomba. Neumáticas o eléctricas. Útiles para transferir aceites y fluidos peligrosos. Tamaños desde unidades industriales en instalaciones permanentes a bombas portátiles para trabajos en sitio. Varios métodos de accionamiento: enlaces mecánicos, fluido hidráulico, aire, etc.

Principio de funcionamiento

El funcionamiento es simple y fácil de entender. Se suministra energía al sistema, permitiendo que el cigüeñal gire por motor eléctrico. Hay un ángulo del cigüeñal para lograr movimiento del pistón dentro del cilindro.

Usando el diagrama, el pistón se mueve al extremo izquierdo cuando el cigüeñal está en posición A. Inversamente, se mueve al extremo derecho en posición C.

Cuando el pistón está en posición extrema derecha, se produce vacío parcial en el cilindro. El líquido entra por tubería de aspiración. Ocurre por presión atmosférica en el líquido del depósito, menor que presión dentro del cilindro. El agua entra al cilindro por válvula de retención por diferencia de presión. El agua en el volumen del cilindro se envía a tubería de descarga por válvula de descarga cuando el cigüeñal gira de C a A (pistón avanza).

Por el movimiento adelante del pistón, la presión aumenta dentro del cilindro. Es mayor que presión atmosférica. Esto abre válvula de descarga y cierra tubería de aspiración. Una vez en válvula de descarga, no puede volver al cilindro por usar válvula unidireccional. El agua entra a tubería de descarga para enviarse a destino.

Mira el video a continuación para aprender más sobre el funcionamiento de la bomba alternativa:

Ventajas y desventajas de la bomba alternativa

Ventajas:

1. Líquido puede entregarse a alta presión del depósito a cualquier altura deseada.
2. Cebado no requerido como en bomba centrífuga.
3. Tasa de descarga continua permitida.

Desventajas:

1. Costo de mantenimiento alto por gran número de partes móviles.
2. Costo inicial del sistema también alto.
3. Fluidos viscosos difíciles de bombear.
4. Menor caudal.

Conclusión

Esto es todo para este artículo donde explicamos definición, aplicaciones, función, componentes, diagrama, clasificación y tipos de bomba alternativa. También principio de funcionamiento, ventajas y desventajas.

Espero que hayas aprendido mucho; si es así, compártelo con otros estudiantes técnicos. ¡Gracias por leer! Hasta la próxima.