BOMBAS HIDRALICAS

La hidráulica: La hidráulica estudia el comportamiento del agua. Últimamente esta se sustituye por aceite en muchas aplicaciones industriales, pero su estudio recibe el mismo nombre.

Circuito eléctrico: Conjunto de operadores unidos de tal forma que permiten el paso o circulación de la corriente hidráulica para conseguir algún efecto útil.

Es el estudio de diagramas hidráulicos

Diagramas Hidráulicos o Bombas Hidráulicas:

Estudia todos los comportamientos hidráulicos y también sus circuitos.

Componentes

Tuberías: De plástico flexible. En el mercado puedes encontrar una gran variedad de gamas, diámetros y colores que te permitirán acoplar, unir, modificar, adaptar y construir de forma rápida y sencilla cualquiera de nuestros diseños.

Válvulas: Son uno de los elementos fundamentales de los circuitos en los que intervienen fluidos. Se encargan de dirigir la energía dentro del circuito siguiendo un recorrido previamente establecido, para cumplir una función determinada.

Las válvulas, en general, se pueden considerar como operadores que tienen por finalidad regular el paso de los fluidos. En la industria existe una gran variedad de válvulas que de forma global, y como primera aproximación, podemos clasificar en:

Válvulas distribuidoras: Se encargan de controlar el paso y el sentido de circulación del fluido dentro del circuito.

Válvulas de seguridad: Existen varios tipos: unas se encargan de bloquear e impedir el retorno del fluido en uno de los sentidos de circulación, mientras que otras regulan el caudal, la presión, etc..., en el interior de los circuitos.

Dispositivos con agua a presión: El agua que cae a gran velocidad produce el giro de la rueda hidráulica.

Bomba de agua de vaivén simple: Se basa en el empleo de una válvula unidireccional y de una jeringuilla.

Aunque con ella no se puede obtener un flujo de líquido continuo, las presiones que se obtienen y, por tanto, la altura a la que puede subir el líquido suele ser mayor que la obtenida con bombas de agua que emplean motor eléctrico.

Válvula unidireccional: Permiten el paso del fluido en un solo sentido, impidiendo la circulación del mismo en el sentido contrario. Consiste en una caja o recipiente de plástico, no muy duro, cuya forma puede ser diversa, que dispone de tres agujeros:

En el primero de ellos, por la cara interna, se ha pegado solamente por la parte superior y por la inferior una goma fina.

En otro agujero se ha colocado un tubo que se conecta a la jeringuilla. Suele ser flexible, del que venden en casi todas las tiendas de plásticos.

Por la parte superior se coloca un tubo por donde sale el agua, al que al final se le conecta otro que conduzca el agua al depósito que se quiere bombear.

Válvula reguladora de caudal: Permite el paso de una mayor o menor cantidad de caudal en función de la obturación o abertura con la que la hayamos programado.

Bombas de impulsión hidráulica: El ser humano utiliza y aprovecha la energía que le proporcionan los recursos hidráulicos de tres formas distintas:

Transformando la velocidad y peso del agua en energía útil.

Aprovechando la presión que tiene un fluido debido a la diferencia de alturas o desnivel.

Utilizando la presión obtenida de forma artificial en un fluido mediante el empleo de bombas de impulsión hidráulica.

Existen distintos métodos y diseños que permiten obtener y fabricar bombas de impulsión hidráulica. A continuación te presentamos algunas de estas máquinas, aquellos modelos que pueden tener un mayor interés para ciertas aplicaciones dentro del aula.

Bomba de pistón: Bomba de movimiento lineal más sencilla. Para que pueda funcionar se debe utilizar junto con la válvula unidireccional, de forma que en su carrera de aspiración la válvula se abre; mientras que en la carrera de compresión la válvula se cierra por el efecto de la presión interior, con lo que se impulsa el fluido hacia el punto deseado.

Bomba aspirante-impelente: El funcionamiento de este tipo de bombas se basa en intercalar en una bomba de pistón dos válvulas antirretorno dispuestas en posición favorable, de forma que mientras una se cierra

en la aspiración, la otra se abre, invirtiéndose su funcionamiento cuando se produce la compresión.

Bombas de paletas centrífugas: Las bombas de paletas centrífugas son unos operadores cuyo diseño está formado por una cámara de sección circular, en cuyo interior gira a gran velocidad un rotor excéntrico provisto de paletas impulsadoras. La gran velocidad de giro hace que el líquido sea aspirado hacia el centro de la cámara y proyectado a gran velocidad contra sus paredes. De esta forma el fluido alcanza la presión suficiente y sale al exterior por la abertura lateral que se ha practicado en la cámara para tal fin.

Fundamentos físicos

Principio de Pascal: A través de este principio se puede determinar la fuerza que hay que ejercer en uno de los émbolos para elevar un cuerpo que se encuentra sobre el otro.

Para ello:

Define la presión, como la fuerza dividida por la superficie. Descubre que cuando se presiona sobre un émbolo cualquiera, la presión en todo el líquido (en los dos cilindros y en el tubo) es la misma.

Presión en A= Presión en B= Presión en C

Temporizador

Por llenado de un recipiente: La temporización para el encendido de un punto de luz y desconexión de la bomba de agua se efectuara según el volumen del recipiente, posición de los sensores y caudal aportado por la bomba.

BOMBA DE ARIETE

La bomba de ariete, es un sistema diseñado para provocar reiteradamente el golpe de ariete, de cuya energía se vale para impulsar agua a un nivel más alto. En este proceso, el sistema pierde agua para compensar la altura que eleva.

Esta tecnología se desarrolló en Alemania en 1796, cuando Joseph M de Montgolfier, coinventor del globo aerostático de aire caliente, construyó un ariete de operación automática. En Nicaragua existen instalados y operando una cantidad considerable de arietes hidráulicos o bombas de ariete. Ejemplo de ello es uno que tiene más de 40 años de estar operando en la zona de Boaco y se encuentra en perfecto estado.

En nuestro país, las mejores condiciones para trabajar con los arietes de forma generalizada se encuentran en la zona norte, debido a la topografía quebrada del terreno, lo que provoca que los ríos y quebradas cuenten con muchas caídas de agua en su recorrido, creando las condiciones óptimas para su empleo. En otras zonas también es posible su desarrollo, considerando que con un buen diseño o con los componentes adecuados es posible su accionamiento con una caída que puede ser provocada, de solo cincuenta centímetros. Así se extiende la viabilidad de uso en distintos lugares del territorio Nacional donde se encuentren escorrentías superficiales (Ríos, quebradas, etc.)

Se ha logrado identificar distintos modelos de ariete en el país, de los cuales hemos tenido contacto físico con:

El ariete casero creado por Tecnología Investigativa Apropiada (TIA)

El Ariete Tipo Salvadoreño.

El modelo HANG.

El modelo Danés.

El modelo Multipulsor.

Estos modelos los hemos logrado identificar en capacitaciones sobre el uso y manejo del ariete, participando de la XI feria de Energía Renovable y Vida sostenible que se realizó este año en la Universidad Nacional de Ingeniería

(UNI CENTRAL) y VI bolsa nacional y III regional de oferta y demanda de innovación tecnológica del agua que se realizó en la Universidad Nacional Agraria.

Esta tecnología se está desarrollando en pequeños talleres quienes trabajan de forma empírica pero muy innovadores, lográndolos fabricar sin tener un nivel académico o conocimientos de hidráulica, con el cual puedan certificar cada uno de estos modelos. Por ello mismo no logran ofrecer información técnica de los equipos que producen e instalan.

La promoción de este sistema no ha contado con todas las especificaciones técnicas que amerita la tecnología. Así su construcción, instalación y la operación depende exclusivamente de la experiencia de sus promotores.

Se requiere que la bomba sea conocida en colegios, centros técnicos, universidades, profesionales que trabajen en el ramo, investigadores, productores agrícolas y proveedores, a fin de lograr que estos la ingresen a su menú de ofertas tecnológicas.

Por tal razón, nuestra tesis se enfocara en dar respuesta a todas la interrogantes en cuanto a: Precios, quien lo fabrica, donde se localiza el taller, materiales que se usan para su construcción, funcionamiento de cada equipo y obtener la curva característica.

De aquí que la importancia de esta investigación reside en que favorece a los distintos agentes involucrados en este proceso así:

Los talleres productores e instaladores de arietes, quienes dispondrán de su curva característica y podrán valorar anticipadamente el rendimiento de cada equipo según la condición del lugar.

Profesionales rurales, que contaran con parámetros técnicos que les permitan ofrecer este tipo de tecnologías cuando corresponda.

Los demandantes de tecnologías limpias de bombeo, que podrán contar con un catálogo de estos equipos y la información de los oferentes.

La universidad que participa en la solución de una necesidad concreta de segmentos de población.

JUSTIFICACIÓN

En Nicaragua no se cuenta con un registro de funcionamiento de los sistemas de ariete hidráulicos por lo que se ve la necesidad de elaborar una base de datos de cada uno de los modelos existentes, para que personas interesadas en el uso de dicha tecnología, tales como proveedores , profesionales e incluso estudiantes de carreras afines a la ingeniería agrícola lleguen a obtener información de las curvas características de operación dichos modelos a

evaluar y en un periodo futuro determinar la posibilidad de realizar mejoras a estos equipos en su estructura con recursos locales.

ANTECEDENTES

La bomba de ariete llegó a Nicaragua con el ferrocarril (inicios del S. XX) y traídas por mineros, madereros y otros extranjeros para mejorar sus condiciones de vida. Debido a que se trataba de modelos a base de hierro fundido, por mucho tiempo no se intentó replicarlos.

Durante los años ochenta, esta tecnología empezó a expandirse. Tanto por la crisis del petróleo como por la llegada al país de distintos grupos cooperantes. De aquí a finales del 90, se mantuvo el concepto de que era una tecnología solo para pequeños caudales y es hasta inicios del 2000 que se instalan y prueban modelos para una escala mayor.

Muchos de los actuales fabricantes de arietes, han recibido el apoyo técnico del grupo ACER (Asociación de Consultores) instancia que además ha venido sistematizando el desarrollo de la experiencia de los arietes y son sus principales promotores. Ellos facilitarán su base de datos: contactos, fabricantes, etc. para el desarrollo de esta investigación y son quienes asesoran.

La Universidad de Ingeniería ya desarrolló una primera tesis sobre el tema, con la asesoría del mismo grupo y posterior a esta, otros temas se prevén inevitables.

La Universidad de Ingeniería ya desarrolló una primera tesis sobre el tema, con la asesoría del mismo grupo con el nombre “DISEÑO DE UNA BOMBA DE ARIETE HIDRÁULICO PARA ABASTECIMIENTO DE AGUA” y posterior a este, otros temas se prevén inevitables.

MARCO TEÓRICO

Nicaragua, un país en vía de desarrollo; Donde sus pobladores han optado por el uso de tecnologías alternativas como es implementar los sistemas de ariete hidráulico, cuya máquina de auto operación utiliza como fuente de energía, el agua y esta la bombea desde un nivel mas bajo a una determinada altura, donde dicha agua adquiere una energía potencial que permite su uso para diversos fines tales como: irrigación de cultivos, etc.

El sistema se basa en el fenómeno conocido en la hidráulica como golpe de ariete, el cual se observa cuando se interrumpe el flujo de agua cerrando bruscamente una tubería. La energía cinética, que trae el agua en movimiento, al ser detenida, origina un aumento brusco o golpe de presión.

Con el ariete hidráulico se producen continuamente estos golpes en un tubo que se alimenta con agua de una presa, de un río o cualquier desnivel, y se aprovechan los aumentos de presión para mandar una parte del agua que pasa por el tubo a una altura superior. (Ver Figura anexo)

En el esquema se muestran los elementos esenciales para el funcionamiento del ariete hidráulico, que son:

-La presa, un río o cualquier otro medio que permite crear un desnivel en relación con el ariete (generalmente de 0,5 m como mínimo).

-El tubo de impulso. Según las reglas convencionales debe tener un largo entre 100 y 500 veces el diámetro del tubo, y un mínimo de 2 y hasta 7 veces la altura de la presa, según el tipo de ariete.

-La válvula de impulso (válvula 3) con su cámara, que según las mismas reglas, debe tener como mínimo el doble del diámetro del tubo de impulso.

-La válvula de retención (válvula 4), la cual generalmente es la mitad del diámetro de la válvula anterior, depende en primer lugar del caudal de bombeo y la frecuencia de los golpes.

-Encima de la válvula de retención se encuentra la cámara de aire (5) que debe tener un mínimo de 10 veces el volumen del agua que entra por golpe.

-Por último se observa el tubo de bombeo, generalmente de la mitad del diámetro del tubo de impulso, aunque es más lógico determinarlo según el caudal de bombeo, el largo del tubo y la potencia disponible.

Cuando se llena el sistema, la válvula de impulso se cierra por la presión de la carga inicial de la presa y el agua sube a través de la válvula de retención, que se abre por la misma presión, hasta el nivel de la presa por el principio de los vasos comunicantes.

Se abre la válvula de impulso manualmente y el agua en el tubo de impulso comienza a acelerarse hasta que tiene suficiente velocidad para cerrar esta válvula. En este momento ocurre el golpe de ariete que produce la apertura de la válvula de retención, permite la descarga de energía del agua en movimiento y la entrada de agua en la cámara de aire, y de ahí en el tubo de bombeo, donde sube el agua a un nivel superior.

Al cesar el empuje del agua en el tubo de impulso, se cierra la válvula 2 por la presión que tiene encima.

Al repetir algunas veces la apertura manual de la válvula de impulso, la presión en el tubo de bombeo sube tanto que la columna de agua del tubo de impulso sufre una resistencia para entrar en la cámara de aire, y comienza a actuar como un martillo que golpea una superficie dura.

Es decir, la columna en el tubo de impulso golpea y "rebota", o retrocede (por la flexibilidad de los materiales), lo que hace que se produzca un flujo inverso hacia la entrada del tubo de impulso.

En este momento el agua ejerce una succión en el interior del tubo de impulso, por lo cual se abre la válvula de impulso y se reinicia la aceleración de la columna hasta que se cierra la válvula de impulso de nuevo.

De esta forma continua el funcionamiento automáticamente, de día y de noche.

El ariete hidráulico puede ser considerado como un motor hidráulico, y en su versión convencional funciona al mismo tiempo como bomba. Para un acercamiento fácil y práctico al cálculo general de este aparato, es más cómodo compararlo con un transformador eléctrico.

El ariete eleva el agua a una altura superior a los 70 metros, dependiendo de las condiciones del terreno. Depende de la diferencia de altura entre la toma de agua y el ariete. El agua se puede conducir a una distancia superior a los 2.000 metros entre el ariete y el estanque en altura.

Por otro lado, para que el ariete funcione, debe haber un desnivel mínimo de un metro de altura entre la toma de agua y la entrada del ariete. Cuando hay una caída natural de agua es muy simple la instalación.

El rendimiento del ariete hidráulico representa el porcentaje de agua que se puede bombear en relación al total de la canalizada por el ariete, y varía en función del cociente H/h. Al aumentar el valor resultante, el rendimiento disminuye.

Hay que tener en cuenta que el agua que se acelera en el tubo de alimentación, es la que provoca el “golpe de ariete”, por lo que este ha de tener una longitud, inclinación y diámetro adecuados, sin curvas ni estrechamientos que provoquen pérdidas de carga por rozamiento.

Una vez instalado el ariete, se varia el recorrido del eje subiendo bajando el contrapeso y el peso de este hasta que al abrir la llave de paso y subir y bajar l eje de de la mano varias veces el ariete estabilice a un ritmo de 1 a 2 golpes por segundo.

Cuando un ariete es bien construido y debidamente instalado el mantenimiento es mínimo. Para facilitar las labores de limpieza es aconsejable ensamblar las partes aisladas mediante uniones desmontables.

Las partes que deben chequearse generalmente son: válvula de impulso el impulso, la válvula de descarga, tuercas y tornillos que pueden aflojarse y destruirse producto de la corrosión, limpiar el filtro y regular la válvula de aire.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Evaluar el funcionamiento de los principales modelos de arietes hidráulicos, en condición de campos para la elaboración de una base de datos técnicos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Identificar los modelos más propagados de ariete hidráulicos en Nicaragua.

Determinar las características hidráulicas de los seis principales arietes hidráulicos en Nicaragua.

Ofrecer información de los distintos modelos que incluya: características constructivas, condiciones de operación, Curvas características.

1. Fuente de Alimentación

2. Tubería de Impulso

3. Válvula de Impulso

4. Válvula de Retención

5. Cámara de Aire

6. Caja de Válvulas

7. Tubería de Descarga

8. Tanque de Abastecimiento.

HIPÓTESIS

Al concluir esta investigación, esperamos poder demostrar, con las variables planteadas en este estudio, la eficiencia de cada uno de lo sistemas de ariete hidráulicos así como en casos puntuales señalar que tipo de sistemas necesita ser replanteado para que trabaje con mayor eficiencia.

También que a corto o mediano plazo, este estudio sea el medio para que otros estudiantes tomen la referencia para mejorar los Arietes Hidráulicos y por que diseñar Arietes que presenten mejoras en sus forma, eficiencia y altura de descarga.

A un proceso de descripción del sistema eficiencia de operación de estos equipos se puede.

Las Variables que se tomaran para caracterizar los arietes son:

Modelos de arietes hidráulicos

Condiciones de operación

Funcionamiento

DISEÑO METODOLÓGICO

El estudio se llegara a cabo en los siguientes zonas: Municipios de Dipilto y Mozonte del Departamento de Nueva Segovia, Departamento de Jinotega, Departamento Matagalpa, Municipio de santo Tomas del Departamento de Chontales, Departamento de León, Departamento de Rivas, y en el Municipio de San Rafael del Sur del Departamento de Managua con Ingenieros que trabajan en el área de consultaría.

Se tomaran tres muestras por cada modelo de los sistemas de Ariete Hidráulico y se realizaran algunas variantes para evaluar el rendimiento en diferentes condiciones (ejemplo: recorrido de válvula de impulso, altura de descarga, etc.), en las que se encuentran trabajando, para lograr una ampliación en los datos que se pretenden levantar en campo se utilizaran instrumentos especializados como; manómetros , cinta métricas, cronómetros y Pie de Rey para que nuestra recolección de datos sea lo más veraz posible sobre cada ariete, en cada sitio que será visitado.

La tesis es de forma investigativa porque se recopilaran los datos en campo para luego elaborar las curvas características con especificaciones técnicas.

Las etapas a seguir en el marco metodológico se denotan en el siguiente cuadro:

Primera Etapa: Identificación de los Arietes Hidráulicos

Actividades Materiales

1 - Solicitar información a proveedores y fabricantes. Broshur, teléfono, fax, email.

2 - Establecer una cita de campo. Vía telefónica

3 - Recibir información previa. Folletos y Material Didáctico

Segunda Etapa: Recolección de Datos en Campo.

Actividades Materiales

1 - Crear un Cuestionario. Libreta de Campo y Lápiz

2 - Levantamiento de datos técnicos en campo. Pie rey, cinta métrica, manómetro, calculadora, recipiente(balde),cronometro

Tercera Etapa: Procesar la Información.

Actividades Materiales

1 -. Construcción de la Base de Datos de cada uno de los modelos de los arietes hidráulicos. Computadora y Libreta de Campo

2 - Aplicación de los Datos de cada uno de los modelos de ariete hidráulicos.Modelos Computacionales

Cuarta Etapa: Discusión de los Resultados

Actividades Materiales

1 - Encuentro con el Grupo de Proveedores y Fabricantes de Ariete Hidráulico.Transporte, Material Didáctico, Data Show, etc.

2 -. Presentación de un Modelo de Ariete Hidráulico. Computadora, Data Show

Quinta etapa: Validación de los Ariete Hidráulico en Laboratorios

Sexta Etapa: Redacción Final del Proyecto.

CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN

No. ACTIVIDADES

MES 1

MES 2

MES 3

MES 4

MES 5

1 PROTOCOLO X

2CONTACTOS (Identificar Fabricantes y Proveedores de Ariete Hidráulico) X X

3

LEVANTAR INFORMACIÓN GENERAL DE CADA UNO DE LOS MODELOS IDENTIFICADOS X X

4LEVANTAR INFORMACIÓN EN CONDICIONES DE CAMPO X X

5

PROCESAR LA INFORMACIÓN PARA OBTENER LA CURVA CARACTERÍSTICA POR MODELO HIDRÁULICO X X

6VALIDACIÓN DEL ARIETE EN LABORATORIO ESPECIALIZADO X

7DISCUSIÓN DE DATOS PARA REDACCIÓN DE TESIS MONOGRÁFICA X

DEFENSA DE TESIS “EVALUACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE EL ARIETE HIDRÁULICO EN NICARAGUA” X

CLASIFICACION DE LAS BOMBAS HIDRAULICAS

Las bombas se clasifican según las consideraciones generales diferentes:1. La que toma en consideración la características de movimiento de los líquidos.2. La que se basa en el tipo de aplicación específica para los cuales se ha diseñado la bomba.Clases y tipos.-  Hay tres clases de bombas en uso común del presente: centrífuga, rotatoria y reciprocante. Nótese estos términos se aplican solamente a la mecánica del movimiento de líquido y no al servicio para el que se ha diseñado una bomba.

 

Características generales.-  En la tabla 1.1 se encuentran las clases de bombas según su característica, por ejemplo , para encontrar una bomba para manejar capacidades relativamente pequeñas de líquidos claros y limpios con una columna alta de, hay que remitirse a la tabla.

En cualquier problema de este tipo, hay que recordar que la columna de succión no debe exceder el límite máximo recomendado

BOMBAS ROTATORIAS 

Las bombas rotatorias que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que contiene engranes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que operan con un claro mínimo. En lugar de "aventar" el líquido como en una bomba centrifuga, una bomba rota. toña lo atrapa, lo empuja contra la caja fija en forma muy similar a como lo hace el pistón de una bomba reciprocante. Pero, a diferencia de una bomba de pistón, la bomba rotatoria descarga un flujo continuo. Aunque generalmente se les considera como bombas para líquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio sólo. Pueden manejar casi cualquier líquido que esté libre de sólidos abrasivos. Incluso puede existir la presencia de sólidos duros en el líquido si una chaqueta de vapor alrededor de la caja de la bomba los puede mantener en condición fluida.

 

TIPOS DE BOMBAS ROTATORIAS

 

Bombas de Leva y Pistón. También se llaman bombas de émbolo rotatorio, y consisten de un excéntrico con un brazo ranurado en la parte superior (Fig. 2-1).La rotación de la flecha hace que el excéntrico atrape el liquido contra la caja. Conforme continúa la rotación> el líquido se fuerza de la caja a través de la ranura a la salida de la bomba. 

Bombas de Engranes Externos. Éstas constituyen cl tipo rotatorio más simple. Conforme los dientes de los engranes se separan en el lado el líquido llena el espacio, entre ellos. Éste se conduce en trayectoria circular hacia afuera y es exprimido al engranar nuevamente los dientes. Los engranes pueden tener dientes simples, dobles, o de involuta. Algunos diseños tienen agujeros de flujo radiales en el engrane loco, que van de la corona y del fondo de los dientes a la perforación interna. Éstos permiten que el líquido se comunique de un diente al siguiente, evitando 'a formación de presiones excesivas que pudiesen sobrecargar las chumaceras y causar una operación ruidosa. 

Bombas de Engrane Interno. Este tipo (Fig. 2-3) tienen un rotor con dientes cortados internamente y que encajan en un engrane loco, cortado externamente. Puede usarse (Fig.2-3)una partición en forma de luna creciente para evitar que el líquido pase de nuevo al lado de succión de la bomba.Bombas Lobulares.- Éstas se asemejan a las bombas del tipo de engranes en su forma de acción, tienen dos o más rotores cortados con tres, cuatro, o más lóbulos en cada rotor (Fig.s 2-4 a 2-6). Los rotores se Sincronizan para obtener una rotación positiva por medio de engranes externos, Debido a que el líquido se descarga en un número más reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranes. Existen también combinaciones de bombas de engrane y lóbulo. 

Bombas de Tornillo. Estas bombas (Figs. 2-7 a 2-8) tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una caja fija. Existe un gran número de diseños apropiados para varias aplicaciones.Las bombas de un solo tomillo tienen un rotor en forma espiral que gira excéntricamente en un estator de hélice interna o cubierta. El rotor es de metal y la hélice es generalmente de hule duro o blando, dependiendo del líquido que se maneje.Las bombas de dos y tres tornillos tienen uno o dos engranes locos, respectivamente, el flujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo

largo del eje de los mismos. Pueden usarse tornillos con roscas opuestas para eliminar el empuje axial en la bomba.Bombas de Aspas. Las bombas de. aspas oscilantes (Fig. 2-10) tienen una serie de aspas articuladas que se balancean conforme gira el rotor, atrapando al líquido y forzándolo en el tubo de descarga de la bomba. Las bombas de aspas deslizantes (Fig. 2-11) usan aspas que se presionan contra la carcasa por la fuerza centrífuga cuando gira el rotor. El líquido atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerza hacia la descarga de la bomba.

Otros Diseños. Las bombas de block de vaivén (Fig. 2-12) tiene un motor cilíndrico que gira en una carcasa concéntrica. En el interior del rotor se encuentra en un bloque que cambia en posición de vaivén y un pistón reciprocado por un perno loco colocado excéntricamente, produciendo succión y descarga.La bomba de junta universal (Fig. 2-13) tiene un pequeño tramo de flecha en el extremo libre del rotor, soportado en una chumacera y a 80 grados con la horizontal. El extremo opuesto del rotor se encuentra unido al motor. Cuando el rotor gira, cuatro grupos de superficies planas se abren y cierran para producir una acción de bombeo o cuatro descargas por. revolución.Un excéntrico en una cámara flexible (Fig. 2-14) produce la acción de bombeo exprimiendo al miembro flexible contra la envoltura de la bomba para forzar el líquido hacia la descarga. Las bombas de tubo flexible (Fig. 2-15) tienen un tubo de hule que se exprime por medio de un anillo de compresión sobre un excéntrico ajustable. La flecha de la bomba, unida al excéntrico, lo hace girar. Las bombas de este diseño se construyen con uno o dos pasos. Existen otros diseños de bombas de tubo flexible.

CARACTERISTICAS DE BOMBAS ROTATORIAS

Sí se desprecian los escapes, las bombas rotatorias descargan un gasto constante independiente de las presiones variables de descarga. Así, la curva usual HQ es prácticamente una línea horizontal (Fig. 2-16). 

El desplazamiento de una bomba rotatoria varia en forma directamente proporcional con la velocidad, sólo que la capacidad puede verse afectada por viscosidades y otros factores. Los líquidos gruesos y viscosos pueden limitar la capacidad de la bomba en altas velocidades debido a que el líquido no puede fluir a la carcasa con la rapidez necesaria para llenarla completamente. 

El deslizamiento o pérdida en capacidad por los claros entre la carcasa y el elemento rotatorio, suponiendo viscosidad constante varía al aumentar la presión de descarga. Por ejemplo, en la Fig. 2-16, a 600 r.p.m. y O kg./cm2 de presión de descarga, la capacidad es de 6.82 lps. Pero a 21 kg/cm2 y a la misma velocidad, la capacidad es de 5.8 lps. La diferencia, 1.0 lps es el deslizamiento o pérdida. La potencia requerida por una bomba rotatoria, curva característica PQ, aumenta con la viscosidad del líquido (Fig.2-17). La

eficiencia disminuye con aumento en viscosidad. Esto puede también ser verdad, naturalmente, con otras clases de bombas. Pero, ya que las rotatorias tienen un uso general para líquidos viscosos, es importante recordar estas características. La Fig. 2-17 muestra las curvas características HQ y PQ para una bomba rotatoria del tipo de engrane y perno. 

Tablas de Características. Igual que con las bombas centrifugas, frecuentemente se usan las tablas de características para dar los datos necesarios sobre la capacidad de la bomba, potencia necesaria y columna. Muchas tablas de características Para las bombas rotatorias contienen también una columna para viscosidad, mostrando el efecto de una viscosidad aumentada o disminuida sobre el comportamiento de la bomba. La Tabla 2-1 muestra datos típicos de comportamiento para una bomba rotatoria de tres tornillos. 

Clasificación. El término genérico bombas rotatorias se usa casi exclusivamente en esta clase. Pocos fabricantes clasifican sus bombas en función de su aplicación. En su lugar, señalan una lista de aplicaciones posibles para un tipo dado. Esta práctica es diferente a la que se usa para bombas centrifugas, en donde se coloca mayor énfasis a la aplicación que a la clase o tipo o construcción de bomba. 

Aplicaciones de Bombas. La mayor parte de las bombas rotatorias son autocebantes y pueden, de ser necesario, trabajar con gas o aire. Las aplicaciones típicas incluyen el paso de líquido de todas las viscosidades, procesos químicos, alimento, descarga de barcos, lubricación a presión, pintura a presión, sistemas de enfriamiento, servicio de quemadores de aceite, manejos de grasa, gases licuados (propano, butano, amonio, freón, etc.), y un gran número de otros servicios industriales. Cuando han de bombearse líquidos a temperaturas arriba de 82 grados C, debe consultarse al fabricante para obtener sus recomendaciones. 

Bombas de paletas 

Las bombas de paletas pueden ser: 

1. de paletas deslizantes, con un número variable de ellas montadas en un rotor ranurado. Según la forma de la caja se subdividen en bombas de simple, doble o triple cámara, si bien raramente se emplean tales denominaciones. La mayoría de bombas de paletas deslizantes son de una cámara (monocelulares) Como estas máquinas son de gran velocidad, de capacidades pequeñas o moderadas y sirven para fluidos poco viscosos, se justifica el siguiente tipo en la clasificación.

2. bomba pesada de paleta deslizante, con una sola paleta que abarca todo el diámetro. Se trata de una bomba esencialmente lenta, para líquidos muy viscosos;3. Bombas de paletas oscilantes, cuyas paletas se articulan en el rotor. Es otro de los tipos pesados de bomba de paleta;4. Bombas de patetas rodantes, también con ranuras en el rotor pero de poca profundidad, para alojar rodillos de elastómero en lugar de paletas. Se trata de un modelo patentado;5, bomba de leva y paleta, con una sola paleta deslizante en una ranura mecanizada en la caja cilíndrica y que, al mismo tiempo, encaje en otra ranura de un anillo que desliza sobre un rotor accionado y montado excéntricamente. El rotor y el anillo ejercen el efecto de una leva que inicia el movimiento de la paleta deslizante. As se elimina el rascado de las superficies. Se trata de una forma patentada que se emplea principalmente como bomba de vacío (t'Genevac")'6. Bomba de paletas flexibles, que abrazan un rotor de elastómero de forma especial, giratorio dentro de una caja cilíndrica. En dicha caja va un bloque en media luna que procura un paso excéntrico para el barrido de las patetas flexibles del rotor. Su clasificación como "bomba

BOMBAS CENTRÍFUGAS

Bombas de tipo Voluta.- Aquí (Fig. 1-2) el impulsor descarga en una caja espiral que se expande progresivamente, proporcionada en tal forma que la velocidad del líquido se reduce en forma gradual. Por este medio, parte de la energía de velocidad del líquido se convierte en presión estática. 

Bombas de Tipo Difusor.- Los álabes direccionales estacionarios (Fig. 1-3) rodean al rotor o impulsor en. una bomba del tipo de difusor. Esos pasajes con expansión gradual cambian la dirección del flujo del líquido y convierten la energía de velocidad a columna de presión. 

Bombas de Tipo Turbina.- También se conocen como bombas de vértice, periféricas y regenerativas; en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los álabes a velocidades muy altas dentro del canal anular en el que gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos de energía (Fig.1-4). Las bombas del tipo difusor de pozo profundo, se llaman frecuentemente bombas turbinas. Sin embargo, asemejan a la bomba turbina regenerativa en ninguna y no deben confundirse con ella.Tipos de Flujo Mixto y de Flujo Axial.- Las bombas de flujo mixto desarrollan su columna parcialmente por fuerza centrífuga y parcialmente. por el impulsor de los álabes sobre el líquido (Fig. 1-5). El diámetro de descarga de los impulsores es mayor que el de entrada. Las bombas de flujo axial desarrollan su columna por la acción de impulso o elevación de las paletas sobre el líquido (Fig. 1-6).

El diámetro de! impulsor es el mismo en el lado de succión y en el de descarga. Una bomba de impulsor es un tipo de bomba de flujo axial.

Velocidad Especifica.-  Éste es un índice del tipo de bomba, que usa la capacidad de columna que se obtiene en el punto de eficiencia máxima. Determina el perfil o forma general del impulsor. En números, la velocidad especifica es la velocidad, en revoluciones por minuto a la cual un impulsor deben girar si su tamaño se reduce para dar un gastó de un litro por segundo contra una columna de un metro. Los impulsores para columnas altas tienen generalmente una velocidad específica baja. Los impulsores para columnas reducidas tienen generalmente una velocidad específica alta.Según lo indica la Fig. -17, cada diseño de impulsor tiene una región de velocidad específica para la cual está mejor adaptado. Estas regiones son aproximadas, sin divisiones bien definidas entre ellas. La Fig. 1-7 da las relaciones generales entre la forma de impulsor eficiencia y capacidad. Las limitaciones de succión para las diferentes bombas están relacionadas con la velocidad específica. Éstas se discutirán después, para las diversas condiciones de operación. Curvas Características.- A diferencia de las bombas de desplazamiento positivo (rotatorias y reciprocantes), una bomba centrifuga que se opera a velocidad constante puede suministrar cualquier capacidad de cero A un máximo, dependiendo de la columna, diseño y succión. Las curvas características (Fig. 1-8) muestran la relación existente entrena de bomba, capacidad, potencia y eficiencia para un diámetro de impulsor especifico y para un tamaño determinado de carcasa. Es habitual dibujar la columna, potencia y eficiencia en función de la capacidad a velocidad constante, como en la Fig. 1-8. Pero en casos especiales es. Posible señalar en las gráficas tres variables cualesquiera contra una cuarta.La curva de capacidad de columna, conocida como HQ (Fig. 1-8), muestra la relación entre la capacidad de columna total, y puede ser creciente, decreciente, con gran inclinación o casi horizontal, dependiendo del tipo de impulsor usado y de su diseño. En A en la Fig. 1-8 la columna desarrollada por la bomba es de 43.80 m de líquido, capacidad de 67 lps A 36.50 m de columna R la capacidad de la bomba sube a 98.8 lps.

BOMBAS RECIPROCANTES 

Las bombas reciprocantes son unidades de desplazamiento positivo descargan una cantidad definida de líquido durante el movimiento del pistón o émbolo a través de la distancia de carrera. Sin embargo, no todo el líquido llega necesariamente al tubo de descarga debido a escapes o arreglo de pasos de alivio que puedan evitarlo. Despreciando éstos, el volumen del líquido desplazado en una carrera del pistón o émbolo es igual al producto del área del pistón por la longitud de la carrera.

TIPOS DE BOMBAS RECIPROCANTES

Existen básicamente dos tipos de bombas reciprocantes las de acción directa, movidas por vapor y las bombas de potencia. Pero existen muchas modificaciones de los diseños básicos, construidas para servicios específicos en diferentes campos. Algunas Se clasifican como bombas rotatorias porlos fabricantes, aunque en realidad utilizan ~ movimiento reciprocante de pistones o émbolos para asegurar la acción de bombeo. 

Bombas de Acción Directa. En este tipo, una varilla común de pistón conecta un pistón de vapor y uno de líquido (Fig. 3-1) o émbolo (Fig. 3-3). 

Las bombas de acción directa se construyen, simplex (un pistón de vapor y un pistón de líquido, respectivamente) y dupkx (dos pistones de vapor y dos de líquido). Los extremos compuestos y de triple expansión, que fueron usados en alguna época no se fabrican ya como unidades normales.

Las bombas de acción directa horizontales simplex y dúplex, han sido por mucho tiempo muy apreciadas para diferentes servicios, incluyendo alimentación de calderas en presiones de bajas a medianas, manejo de lodos, bombeo de aceite y agua, y muchos otros. Se caracterizan por la facilidad de ajuste de columna, velocidad y capacidad. 'Tienen buena eficiencia a lo largo de una extensa región de capacidades (Tabla 3-1). Las bombas de émbolo (Fig. 8-8) se usan generalmente para presiones más altas que los tipos de pistón (Fig. 3-1 y Fig. 3-2). Al igual que todas las bombas reciprocantes, las unidades de acción directa tienen un flujo de descarga pulsaste.Bombas de Potencia. Estas (Figs. 3-4 a la 3-7) tienen un cigüeñal movido por una fuente externa generalmente  un motor eléctrico, banda o cadena. Frecuentemente se usan engranes entre el motor y el cigüeñal para reducir la velocidad de salida del elemento motor.Cuando se mueve a velocidad constante, las bombas de potencia proporcionan un gasto casi constante para una amplia variación de columna, y tienen buena eficiencia (Tabla 3-2). 

El extremo líquido, que puede ser del tipo de pistón o émbolo, desarrollará una presión elevada cuando se cierra la válvula de descarga Por esta razón, es práctica común el proporcionar una válvula de alivio para descarga, con objetode proteger la bomba y su tubería. Las bombas de acción directa, se detienen cuando la fuerza total en el pistón del agua iguala a la del pistón de vapor; las bombas de potencia desarrollan una presión my elevada antes de detenerse. La presión de parado es varias veces la presión de descarga normal de las bombas de potencia.Las bombas de potencia se encuentran particularmente bien adaptadas para servicios de alta presión y tienen algunos usos en la alimentación de calderas, bombeo en líneas de tuberías, proceso de petróleos y aplicaciones similares. 

Las bombas de potencia del tipo manivela volante en los primeros diseños eran generalmente movidas por vapor. En el presente, sin embargo es más común el movimiento por motor eléctrico o de combustión interna debido a que este arreglo da una instalación más económica y compacta y requiere menos mantenimiento. Las bombas de potencia del tipo émbolo de alta presión pueden ser horizontales o verticales (Figs. 8-5 y 8-7). Generalmente se usan para prensas hidráulicas, procesos de petróleos y servicios similares. Sin embargo, hay otros diseños que también encuentran uso para los mismos servicios. La Fig. 3-6 muestra una bomba de potencia del tipo de pistón. Las bombas de potencia de alta presión (Fig. 3-8) son generalmente verticales. pero también se construyen unidades horizontales. 

Bombas del Tipo Potencia de Baja Capacidad. Estas unidades (Figs. 3-9 a 3-12) se conocen también como bombas de capacidad variable, volumen controlado y de "proporción". Su uso principal es para controlar el flujo de pequeñas cantidades de líquido para alimentar calderas, equipos de proceso y unidades similares. Como tales ocupan un lugar muy importante en muchas operaciones industriales en todo tipo de plantas.La capacidad de estas bombas puede variarse cambiando la longitud de la carrera (Figs. 3-9 a 3-11). La unidad en la Fig. 3-12 usa un diafragma para bombear el liquido que se maneja, pero el diafragma está accionado por un émbolo que desplaza aceite dentro de la cámara de la bomba. Cambiando la longitud de la carrera del émbolo se varía el desplazamiento del diafragma. Existen muchos diseños de bombas de desplazamiento variable. Ésas se discutirán en capítulos posteriores, sobre aplicación de bombas.

Bombas del Tipo de Diafragma. La bomba combinada de diafragma y pistón en la Fig. 3-12 generalmente se usa sólo para capacidades pequeñas. Las bombas de diafragma (Figs. 3-13 a 3-15) se usan para gastos elevados de líquidos, ya sea claros o conteniendo sólidos. También son apropiados para pulpas gruesas, drenajes, lodos, soluciones ácidas y alcalinas, así como mezclas de agua con sólidos que puedan ocasionar erosión. Un diafragma de material flexible no metálico, puede soportar mejor la acción corrosiva o erosiva que las partes metálicas de algunas bombas reciprocantes. La bomba de rocío de diafragma de alta velocidad y pequeño desplazamiento de la Fig. 3-16 está provista de una succión del tipo discoidal y válvulas de descarga. Ha sido diseñada para manejar productos químicos. 

CARÁCTERISTICAS DE LAS BOMBAS RECIPROCANTES 

El flujo de descarga de las bombas centrífugas y de la mayor parte de las bombas rotatorias es continua. Pero en las bombas reciprocantes el flujo pulsa,

dependiendo del carácter de la pulsación del tipo de bomba y de que ésta tenga o no una cámara de colchón.

Bombas de Acción Directa Simplex. Las bombas de vapor que operan a velocidad normal tienen una curva de descarga como la que se muestra en la Fig. 3-21a. El flujo es constante hasta el final de la carrera, en donde el pistón del líquido se detiene y regresa. Sin una cámara de colchón, el flujo teóricamente cesa cuando el pistón se detiene. Sinembargo, una cámara de aire evita esto, dando las características mostradas. Las bombas de acción directa dúplex de vapor tienen generalmente la descarga de un cilindro desplazada media carrera con respecto a la del otro. Los dos se juntan para dar la línea continua en la Fig. 3-21b que tiene el doble de depresiones que la bomba simple, pero los puntos de las depresiones nunca se encuentran más abajo que los de una bomba de acción directa simplex. 

Bombas de Potencia. Las curvas de descarga para las bombas de potencia toman la forma de ondas soidales dales (Fig. 3-22) debido a que los pistones o émbolos están movidos por manivela. El flujo de descarga no cambia en forma tan pronunciada como en las bombas de acción directa. Las bombas de potencia simplex de doble acción, correspondientes a las curvas de la Fig. 3-22a, tiene un gasto máximo de 60 por ciento mayor que su gasto medio. El flujo mínimo se encuentra 100 por ciento abajo del flujo medio. Esto significa que en algún punto durante cada ciclo de bombeo, el flujo de la bomba es cero. Pero el flujo de la línea de descarga puede ser prácticamente constante, dependiendo del diseño de la tubería y de la cantidad y clase de capacidad de colchón que se usa.La bomba dúplex, de doble acción, cuya curva está mostrada en la Fig. 3-22b tiene un gasto máximo de 26.7 por ciento arriba de su flujo medio; el mínimo es 21.6 por ciento abajo del medio.

Medios para Variar la Capacidad. Existe una infinidad de medios para variar la capacidad de las bombas reciprocantes pequeñas. Al comenzar este capítulo se han descrito algunos de ellos. Sin embargo, para bombas de grandes potencias, no existen tantas variaciones. Quizás se debe a que hay menos variaciones en los diseños de bombas reciprocantes.El descargador de la válvula de succión de la Fig. 8-44a da una reducción rápida pero gradual en el líquido entregado desde gasto máximo a gasto cero, en no más de una revolución de la bomba. El aumento se hace en la misma forma, y es accionado neumáticamente. La salida del transformador de carrera en la Fig. 8-44h, es infinitamente variable. Puede disponerse para variar el movimiento del émbolo manual o automáticamente desde cero a máxima carrera.

Clasificaciones de Bombas de Vapor:

Desde el punto de vista del tipo, el Instituto de Hidráulica, clasifica las bombas de vapor como simples, dúplex, horizontales, verticales, simples (extremo de vapor) compuestas en tandem, manivela volante, compuestas mixtas (sólo manivela y volante) y bombas comerciales, simples o dúplex. En este capítulo se ilustran algunas de estas bombas. Las bombas comerciales son las bombas de vapor de pistón empacado del tipo de placa de válvula de acción directa, horizontales, con aditamentos normales del fabricante individual, de 80 cm de carrera más o menos.

Las bombas de vapor pueden señalarse también por los materiales que se usan en su construcción. Las bombas con aditamentos de bronce (símbolo BF) tienen varillas de pistones de bronce (excepto el dispositivo de empaque del extremo del pistón), pistones o émbolos de hierro, válvulas de bronce o recubiertas de hule, asientos de válvulas de líquido en bronce, así como protectores, resortes y cilindros de líquido en hierro o acero. Las bombas de pistón BF, incluyen cilindros de líquido con cubierta de bronce. Este tipo de bomba en el empaque del émbolo tiene huellas y empaques del émbolo con camisas de bronce.

 Las bombas con todos los aditamentos de bronce (símbolo FBF) tienen varillas de pistón en bronce (excepto el empaque del extremo del émbolo), émbolos o pistones para líquido de bronce, válvulas del líquido de bronce o hule, émbolos o pistones del líquido en bronce, válvulas del líquido de bronce o hule, asientos de las válvulas del líquido de bronce, protectores y resortes también de bronce, cilindros del líquido de hierro o acero. Las bombas FBF con empaque de pistón, incluyen cilindros encamisados en bronce. Estas mismas bombas incluyen cuellos y empaques de pistón encamisados en bronce.

Las bombas resistentes a ácidos (símbolo AR) tienen todas sus partes en contacto directo con el líquido que manejan, hechas de materiales resistentes a la corrosión, con propiedades adecuadas a la aplicación específica. En bombas todas de bronce (símbolo AB), todas las partes de la unidad que están en contacto directo con el líquido que manejan se hacen de bronce. Las bombas totalmente de hierro (símbolo Al>, tienen, todas sus partes, en contacto directo con el líquido, hechas de metal ferroso.

Clasificación de Bombas de Potencia. El Instituto de Hidráulica clasifica las bombas de potencia como simples, dúplex, triplex, múltiplex, horizontales y verticales. Se usan cuatro clasificaciones de materiales en el Instituto, para las bombas de potencia. Las bombas con aditamentos de bronce (símbolo BF) están formadas de varillas de pistón de bronce (excepto el extremo del empaque del' émbolo) émbolos o pistones de hierro para líquido, válvulas para líquido de bronce o hule, asientos de válvulas de líquido, protectores o resortes de bronce, cilindros de hierro o acero para líquido. Las bombas del empaque de pistón BF incluyen cilindros para líquido encamisados en bronce, incluyen

también cuellos y empaques del émbolo encamisados en bronce. Los bombas totalmente con aditamentos de bronce (símbolos FBF) constan de varillas de pistones en bronce (excepto los extremos empacados del émbolo) pistones del líquido o émbolos de bronce, válvulas de bronce o hule para e~ liquido, asientos de válvulas del líquido, protectores y resortes de bronce, cilindros de hierro o acero para líquido. Las bombas FBF de pistón, incluyen cilindros recubiertos de bronce para líquido, mientras que las bombas FBF de émbolo, requieren empaques y cuellos del émbolo, encamisados en bronce. 

Las bombas resistentes al ácido (símbolo AR) tienen todas aquellas partes que entran en contacto con el líquido, hechas de materiales resistentes a la corrosión, con propiedades adecuadas para la aplicación específica. Las bombas todas de bronce (símbolo AB) tienen todas aquellas partes que entran en contacto directo con el líquido hechas en bronce. Las bombas todas de hierro (símbolo Al) tienen todas las partes que entran en contacto con el líquido hechas de material ferroso.

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Las bombas de desplazamiento positivo abarcan dos de los grupos principales, a saber:1. las alternativas y2. las rotativas o rotoestáticasEsta clasificación no es completa. Así, mientras que las bombas alternativas tienen características esencialmente de desplazamiento positivo, no todas las bombas rotativas son máquinas de desplazamiento verdaderamente positivo. También hay algunas máquinas no rotativas o dispositivos que dan flujos positivos cuya modalidad de funcionamiento se sale del campo abarcado por las dos clasificaciones principales.Las características principales de todas las bombas de desplazamiento positivo son: a, que la capacidad la determinan específicamente las dimensiones de la bomba y su velocidad de funcionamiento (por ejemplo, alternancias o rotación>, y b, que la capacidad o descarga logradas dependen muy poco de la altura desarrollada.Las características básicas de H-Q se establecen, pues, a base de una serie de líneas verticales, cada una referida a una velocidad de funcionamiento específica para unas dimensiones dadas de la bomba (fig. 4-1). Los únicos limites son los impuestos por las consideraciones mecánicas e hidrodinámicas aplicables al tipo en cuestión. Por lo tanto, las prestaciones de las bombas de desplazamiento positivo variarán según el tipo y de ahí que deban estudiarse por separado. 

Bombas alternativas (desplazamiento positivo):Las curvas H-O están contenidas en un entorno circular, cuyos límites los establece la presión máxima de funcionamiento proyectada y la velocidad máxima. Esta presión máxima de funcionamiento depende de la resistencia de los componentes de la bomba sometidos a presión interna. La velocidad máxima la determinan consideraciones tales como los limites aceptables de la velocidad del pistón, el satisfactorio funcionamiento de las válvulas y el tiempo adecuado para que el lado de aspiración de la bomba se llene por completo con una carga de fluido. 

Las limitaciones de la velocidad del pistón pueden afectar indirectamente la capacidad. Así para las velocidades de funcionamiento superiores quizá convenga reducir la carrera de la bomba, lo cual mermará su capacidad.La cuestión de la aspiración introduce, a veces, un factor variable. Así, cuanto más viscoso sea el fluido, más tiempo puede ser necesario para asegurar el llenado satisfactorio sin vacíos o "rotura" del flujo.Las características de trabajo de una bomba alternativa también varían por el desplazamiento, en forma de pérdidas crecientes con la altura. Así, las líneas H-Q tenderán a desviarse algo de la vertical. Asimismo, el ángulo superior del entorno suele resultar impracticable como zona de trabajo (fig.4-2).Por lo menos teóricamente, el punto de funcionamiento de una bomba alternativa puede estar en cualquier punto del entorno delimitado por la presión máxima de trabajo y la máxima velocidad proyectadas. Las dimensiones de la bomba son datos de valor nominal ya que la capacidad depende del producto de las dimensiones por la velocidad. Así un valor de capacidad será específico de una velocidad de funcionamiento determinada. No obstante, el punto real de funcionamiento utilizado puede ser modificado por consideraciones de potencia absorbida, rendimiento y calentamiento del fluido.La potencia hidráulica suministrada es directamente proporcional a la altura por el caudal (H x Q). Así, para una velocidad de funcionamiento dada (caudal constante) la potencia absorbida es igual al rendimiento por la altura. El rendimiento crece rápidamente al principio, con la altura, y luego  permanece sustancialmente constante. Por tanto, para que el rendimiento sea máximo, una bomba alternativa debería hacerse funcionar a valores de altura correspondientes al tramo plano de la curva de rendimiento. En tal caso, el rendimiento no variará mucho si la bomba funciona en un intervalo de alturas, o en un intervalo de caudales (es decir, a diferentes velocidades). Sin embargo, los valores del rendimiento sí varían ampliamente según los diferentes diseños de bomba. 

Como la potencia absorbida es directamente proporcional a la altura, una bomba alternativa puede sobrecargarse. Con el exceso de potencia disponible, existe el riesgo de que la presión interna sea excesiva. Con una válvula de relajación se puede proteger la bomba. También se deduce que no es práctico

el control del caudal por estrangulamiento de la descarga. La única manera de conseguir la variación del caudal consiste en alterar la velocidad de la bomba o el desplazamiento de la máquina. Este último método suele basarse en la variación de carrera, si bien hay otros métodos, como el de variación de los tiempos de la válvula y el uso de derivaciones (by-pass).

Cuanto más viscoso sea el fluido, mayor será la carga o altura necesaria y, por tanto, la potencia absorbida. Una considerable proporción de dicha potencia se disipará como altura y dará lugar a un aumento apreciable de la temperatura del fluido. Este fenómeno se autocompensa porque la viscosidad del fluido disminuirá al aumentar la temperatura. Pero, si se quiere mantener un buen rendimiento con fluidos más viscosos y limitar el incremento de temperatura a un grado aceptable, es frecuente rebajar la velocidad de bombeo (degradando la capacidad de la bomba) cuando se manejan fluidos viscosos. En la tabla 4-1 se resumen las recomendaciones típicas.El caudal de una bomba alternativa es inherentemente pulsatorio. En las bombas motorizadas, el flujo de descarga es de características sinusoidales (fig. 4-3). Con una bomba de acción directa, la descarga es pulsatoria, pero con una modalidad de flujo básicamente constante en casi toda la carrera (fig. 4-4): Sin embargo, en ambos casos, el flujo se anula momentáneamente en ambas posiciones extremas de la carrera, cuando el pistón queda estacionario en el instante de inversión. Si la bomba es de simple efecto, el flujo de descarga sigue siendo nulo durante el período que ocupa la carrera de aspiración, lo cual exagera notablemente la naturaleza pulsatoria de dicho flujo. 

Un sencillo método de suavizar el flujo en una bomba de doble efecto consiste en incluir una cámara amortiguadora hacia la que parte del flujo es forzado bajo presión y expulsado cuando la presión se anula. El efecto es un bucle de enlace, de flujo constante, durante el período entre el final de la carrera y el principio de la siguiente, con lo que se suavizan las pulsaciones (fig. 4-3). Esta solución es normal en bombas de un cilindro de doble efecto (simplex). 

Otra forma de suavización consiste en emplear dos o más cilindros que trabajen desfasados. Así, con el flujo propio de una bomba de dos cilindros (duplex), las variaciones se reducen apreciablemente, incluso sin amortiguación. En el caso de bombas "triplex", el flujo aún es más suave y, cuando se llega al funcionamiento en "quintuplex", el flujo suele mantenerse dentro de un reducido porcentaje del flujo medio, aún sin amortiguación, lo cual permite despreciar el efecto de ondulación. Compárese esto con el 60 % por encima del flujo medio y el 100% (cero) por debajo del flujo medio, característica de flujo de una bomba simplex sin amortiguación. 

La capacidad es directamente proporcional a la velocidad (carreras por minuto) para una bomba de dimensiones y carrera dadas. La velocidad puede expresarse directamente en carreras por minuto (en bombas de acción directa),

o en rpm si se trata de bombas motorizadas. En las bombas accionadas por cigüeñal, dicha velocidad coincide con la del motor, pero no siempre es así en caso de otras formas de transmisión de potencia

´´AÑO DE LA DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y

FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACION´´

UNIVERSIDAD CIENTIFICA DEL PERÚ

FACULTAD : CIENCIAS E INGENIERIA.

CARRERA PROFESIONAL : INGENIERIA CIVIL.

CURSO : MANEJO DE CUENCAS.

DOCENTE : ING. JUAN MARCOS FLORES.

TRABAJO ESCALONADO : BOMBAS HIDRAULICAS.

ALUMNO : SAAVEDRA PIZANGO BRANCO ALEXIS.

IQUITOS – PERÚ

2015