Bomba periférica
¿Qué es la bomba periférica?
Esta bomba también se conoce como bomba regenerativa. Está diseñada con impulsores que giran en una carcasa concéntrica. Este tipo de bomba se encuentra entre las bombas de desplazamiento positivo y las bombas centrífugas, aunque su funcionamiento es similar al de éstas. Los fabricantes de bombas periféricas diseñan esta bomba de forma que el líquido se desplaza desde la entrada hasta la salida a lo largo de la circunferencia de la carcasa mientras aumenta la presión. Debido al gran aumento de la energía de presión, estas bombas tienen un tamaño relativamente pequeño. En la mayoría de los casos se trata de bombas de acoplamiento corto. Esta bomba puede ser monoetapa (un impulsor) o multietapa (más de un impulsor). La bomba periférica es capaz de transportar fluidos con un contenido relativamente alto de gas, ya que la formación extrema de burbujas de vapor no provoca un corte del flujo de fluido ni causa un gran impacto en el funcionamiento suave de la bomba.
Las eficiencias de estas bombas son bajas en relación con las bombas radiales. Los fabricantes de bombas periféricas recomiendan esta bomba para su uso en fluidos no contaminados, como bombas de alimentación de calderas para calderas relativamente pequeñas, grupos de presión, industrias químicas y lavaderos de coches, entre otros, en los que es necesario bombear el fluido a alta presión.
Figura: Bomba periférica
Componentes de una bomba periférica
Motor
El motor es la fuente de energía de una bomba periférica. Este motor se alimenta de electricidad y funciona convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica. La energía eléctrica es suministrada por la red eléctrica. La potencia mecánica se proporciona en términos de par y velocidad representados en el eje del motor.
Rodete
Es la parte de la bomba que gira a gran velocidad para crear un vacío en la bomba. Este vacío está destinado a forzar el fluido desde su origen hacia el interior de la bomba. Los fabricantes de bombas periféricas diseñan el impulsor con paletas radiales. Estos álabes se utilizan para hacer girar el fluido a medida que entra en la bomba.
Carcasa
Es la carcasa de la bomba destinada a sellar la atmósfera al interior de la bomba y evitar fugas de fluido. La carcasa está diseñada para permitir que el fluido gire entre ella y el impulsor a medida que la energía cinética del fluido se convierte en energía de presión. Esta energía de alta presión se utiliza para mover el fluido al destino requerido. Los fabricantes de bombas periféricas fabrican la carcasa con materiales de alta resistencia, como acero inoxidable o hierro fundido, para garantizar que pueda soportar la alta presión del fluido.
Tubo de aspiración y válvula
La tubería de aspiración se utiliza para conectar el puerto de entrada de la bomba a la fuente del líquido, como un depósito. Es la tubería que se utiliza para transportar el líquido desde su fuente hasta la bomba cuando el impulsor empieza a girar. La válvula de aspiración se utiliza para regular la cantidad de líquido que entra en la bomba. Los fabricantes de bombas periféricas también diseñan esta válvula con un colador para ayudar a filtrar cualquier material extraño que pueda entrar en la bomba y causar una obstrucción.
Tubo de descarga y válvula
La tubería de descarga conecta la bomba a la red de tuberías. La válvula sirve para regular el fluido que pasa de la bomba a la tubería.
Figura: Componentes de una bomba periférica
¿Cómo funciona una bomba periférica?
La energía para hacer funcionar esta bomba la proporciona el motor eléctrico. Cuando la bomba se pone en marcha, el eje del motor gira a una velocidad muy alta. Esta velocidad de rotación se transmite al impulsor a través del eje. De este modo, los impulsores empiezan a girar a la misma velocidad creando un vacío en la bomba. Este vacío ayuda a succionar el fluido desde su origen hasta la bomba. Los fabricantes de bombas periféricas diseñan el impulsor con un gran número de pequeños álabes radiales que se montan a lo largo de la zona periférica.
Debido a la rotación del impulsor, se crea una fuerza centrífuga en el interior de la bomba. Esta fuerza en el interior del impulsor crea un flujo circulatorio entre éste y la carcasa. El impulsor y la velocidad periférica del fluido son iguales, mientras que el fluido dentro de la carcasa tiene una velocidad significativamente menor. De este modo, el líquido se desplaza desde la carcasa hasta el impulsor siguiendo una trayectoria en espiral. Esta trayectoria del flujo se repite varias veces a lo largo de la circunferencia. Cuanto más frecuentemente se forman estos vórtices, mayor es la energía y, por tanto, mayor es la presión del fluido. Cuando se reduce el caudal, disminuye el número de espirales, por lo que la energía de transferencia y la potencia absorbida son mayores en el caso de cargas parciales.
Figura: Funcionamiento de una bomba periférica
Tipos de bombas periféricas
Bomba periférica autocebante
Se trata de una bomba diseñada con la capacidad de cebarse a sí misma cada vez que entra en funcionamiento. El proceso de cebado tiene por objeto eliminar el aire arrastrado en la tubería de aspiración. Este aire debe eliminarse antes de que la bomba empiece a transportar fluido a la tubería, ya que, de lo contrario, dañará la bomba o provocará un bajo caudal de fluido. En su estado de cebado, esta bomba actúa como una bomba de anillo líquido. Funciona produciendo un vacío en la bomba. Este vacío ayuda a introducir aire en la bomba desde la tubería de aspiración. También ayuda a crear un anillo cilíndrico del líquido en el interior de la carcasa de la bomba. Este diseño ayuda a crear un sello estanco al gas que impide que el aire regrese desde el extremo de descarga a la tubería de aspiración. Las burbujas de aire quedan atrapadas en el líquido de los álabes del impulsor y se desplazan hasta el puerto de descarga. A continuación, el aire es expulsado y el líquido vuelve al depósito de la carcasa de la bomba por gravedad. El líquido sube por la tubería de aspiración a medida que se evacua.
El proceso continúa hasta que todo el aire de la tubería de aspiración y de la bomba es sustituido por el líquido. Una vez eliminado todo el aire, se inicia el funcionamiento normal de la bomba. Los fabricantes de bombas periféricas diseñan esta bomba de forma que, cuando se apaga, queda suficiente líquido en la bomba para que ésta pueda cebarse en el siguiente proceso de bombeo.
Figura: Bomba periférica autocebante.
Bomba periférica de accionamiento magnético
Se trata de una bomba que utiliza tecnología magnética para accionar el impulsor. Los fabricantes de bombas periféricas diseñan esta bomba con dos imanes que son el exterior (impulsor) y el interior (accionado). El imán exterior está conectado al motor, mientras que el imán interior está montado en la bomba. Cuando el eje del motor gira, obliga al imán exterior a girar a la misma velocidad. Debido al patrón del campo magnético, el imán interior también gira a la misma velocidad que el imán exterior. Como el imán interior está conectado al eje del impulsor, obliga a éste a girar a la misma velocidad. Esto crea un vacío en la bomba que luego aspira el líquido para bombearlo. Este tipo de bomba es muy adecuada para aplicaciones con fluidos peligrosos, como ácidos y otros productos químicos. Esto se debe a que la bomba no utiliza cierres mecánicos que puedan dejar escapar dichos líquidos y, por lo tanto, ayuda a reducir las posibilidades de daños medioambientales o acciones legales. Sin embargo, tiene un coste muy elevado en comparación con otras bombas.
Figura: Bomba periférica de accionamiento magnético.
Bomba periférica de una etapa
Se trata de una bomba diseñada con un impulsor. Es una de las bombas periféricas más utilizadas. Se prefiere por su diseño sencillo, su bajo coste y su facilidad de reparación. Sin embargo, esta bomba tiene una energía de baja presión en comparación con otras bombas con más de un impulsor.
Bomba periférica multietapa
Se trata de una bomba diseñada con más de un impulsor. Se recomienda su uso en aplicaciones que requieren una gran energía de presión. Cuanto mayor sea el número de impulsores, mayor será la energía de presión producida. Esta bomba es cara en comparación con la de una sola etapa y también es de gran tamaño.
Bombas periféricas revestidas de plástico
Se trata de una bomba cuyo interior está revestido de un material plástico como el teflón o el PVC. Esta bomba es la más adecuada para la manipulación de líquidos corrosivos como ácidos y agua salada. El principal uso del revestimiento de plástico es ayudar a prevenir el desgaste de los componentes metálicos por los productos corrosivos. Sin embargo, el uso de esta bomba está limitado sólo a bajas temperaturas, ya que su uso a altos niveles de calor distorsionaría el revestimiento de plástico.
Aplicaciones de las bombas periféricas
- Estas bombas se utilizan en el riego por aspersión.
- Se utilizan en el suministro de agua comercial y doméstica.
- Las bombas periféricas se utilizan como aumentadores de presión.
- Se utilizan en aplicaciones químicas para transportar productos químicos como los ácidos.
- Se utilizan en sistemas de alimentación de calderas.
Ventajas de las bombas periféricas
- Tienen un diseño sencillo y compacto.
- Son fáciles de instalar, reparar y mantener.
- Las hay de varios tamaños para que puedan utilizarse en distintos ámbitos.
- Las bombas periféricas pueden producir una presión muy alta con un caudal de fluido bajo.
- Son capaces de manejar el gas arrastrado sin riesgos de cavitación. Además, los fabricantes de bombas periféricas producen bombas autocebantes que son adecuadas para la entrada de aire.
- Tienen una cabeza de succión positiva neta baja.
Desventajas de las bombas periféricas
- No pueden producir flujo de fluido rápidamente.
- Producen un caudal de fluido bajo en comparación con las bombas centrífugas.
- Los rendimientos de esta bomba son inferiores a los de otras bombas.
- No son adecuados para manipular líquidos contaminados.
Localización de averías en bombas periféricas
No se suministra líquido
- El motor eléctrico no funciona. Compruebe los bobinados del motor y corrija si hay algún fallo. Sustituya el motor si es necesario.
- Desalineación del eje. Compruebe la alineación del eje y del acoplamiento. Alinee cualquier desalineación.
- Partículas sólidas obstruyen la bomba. Abra la bomba y retire cualquier material que cause la obstrucción del fluido.
- Gripado en los cojinetes. Sustituya los cojinetes por otros recomendados por el fabricante de la bomba periférica.
- La válvula de aspiración está cerrada. Abra la válvula de aspiración.
- La válvula de descarga está cerrada. Abra la válvula de descarga.
- Bajo nivel de líquido en el depósito. Aumente el nivel de líquido.
- Colador obstruido. Limpie el colador.
- Sentido de giro incorrecto del motor. Cambie el sentido de giro.
Consumo excesivo de energía
- Partículas obstruidas en el tubo de descarga. Desconecte el tubo de descarga, elimine la suciedad y vuelva a colocarlo.
- Desalineación de ejes o acoplamientos. Compruebe la desalineación del eje o del acoplamiento y alinéelos según sea necesario.
- La temperatura, viscosidad o presión del fluido están fuera del rango recomendado. Asegúrese de que la bomba se utiliza según las especificaciones del fabricante de la bomba periférica.
- Piezas desgastadas. Sustituya los componentes desgastados, como rodamientos, ejes y cierres mecánicos.
Fuga de la bomba
- Las juntas están desgastadas o mal instaladas. Si las juntas están desgastadas, sustitúyalas. Compruebe también si están bien instalados.
- Juntas tóricas dañadas. Sustituya las juntas tóricas.
- Sujetadores flojos. Apriete los sujetadores hasta alcanzar el par de apriete recomendado por el fabricante de la bomba periférica.
- Exceso de presión estática. Asegúrese de que la presión del sistema es la recomendada.
Bajo caudal de fluido/presión de salida
- El motor está averiado. Compruebe los bobinados y las fases del motor.
- Materias extrañas en el conducto de aspiración. Retire los materiales extraños.
- Velocidad incorrecta del motor. Compruebe que la frecuencia y la tensión del motor son las recomendadas por el fabricante de la bomba periférica.
Exceso de ruido
- Rodamientos desgastados. Sustituya los rodamientos.
- Materiales extraños en la bomba. Retire los materiales.
Conexión floja. Apriete los tornillos y tuercas de conexión.
Resumen
Las bombas periféricas son bombas diseñadas con impulsores que tienen varias palas. El fluido fluye en esta bomba repetidamente entre la carcasa de la bomba y el impulsor formando una trayectoria en espiral. Esta bomba funciona con un motor eléctrico que hace girar el impulsor a gran velocidad. Como tal, la rotación del impulsor provoca una fuerza centrífuga en la bomba creando un flujo de fluido circulatorio entre el impulsor y la carcasa. La velocidad periférica del fluido y del impulsor es la misma, pero el fluido de la carcasa tiene una velocidad inferior. Esto hace que el fluido se desplace desde la carcasa hasta el impulsor formando una trayectoria en espiral.
Los fabricantes de bombas periféricas producen varios tipos de bombas, como bombas autocebantes, bombas de accionamiento magnético, bombas monoetapa, bombas multietapa y bombas de plástico, entre otras. Las aplicaciones de esta bomba son el suministro de agua, el aumento de presión y los sistemas de agua de alimentación de calderas, entre otros. Las ventajas de esta bomba son alta presión, versatilidad, fácil instalación y reparación, y puede manejar aire entrenado sin cavitación.