1. ¿Qué es una Bomba de Desplazamiento Positivo? El Concepto Básico
Definición: Una bomba de desplazamiento positivo opera atrapando un volumen fijo de fluido y forzándolo (desplazándolo) mecánicamente hacia la zona de descarga. La característica principal es que el caudal es independiente de la presión de descarga (dentro de los límites de operación).
Principio de Funcionamiento (Analogía clave):
Imagina una jeringa. Tiras del émbolo (succión), atrapando un volumen fijo de líquido. Luego empujas el émbolo (descarga), forzando ese volumen exacto a salir. La cantidad de líquido que sale depende solo de cuánto moviste el émbolo, no de lo difícil que sea empujar (la presión), siempre que puedas vencer la resistencia.
Flujo del proceso:
- Expansión y Succión: La cavidad interna de la bomba se expande, creando un vacío parcial que permite la entrada de fluido.
- Atrapamiento: El fluido es atrapado en un volumen fijo o «desplazamiento».
- Reducción y Descarga: La cavidad se reduce o colapsa, forzando mecánicamente al volumen atrapado a salir por la conexión de descarga.
2. Clasificación Principal: Bombas de Movimiento Alternativo y Rotatorio
Esta clasificación es fundamental. Aquí entran todos los tipos comunes.
A) Bombas de Movimiento Alternativo (Recíprocas)
El desplazamiento se logra mediante un movimiento de vaivén (lineal o pistón).
- Bomba de Émbolo o Pistón: Como la jeringa. Un pistón se mueve dentro de un cilindro. Muy alta presión, caudal pulsante.
- Aplicación: Lavadoras a alta presión, bombas de prueba hidrostática.
- Bomba de Diafragma: Un diafragma flexible se deforma para cambiar el volumen de la cámara. Muy buena para fluidos abrasivos, viscosos o sensibles al cizallamiento.
- Aplicación: Lodos, pinturas, productos alimentarios pastosos, productos químicos corrosivos.
B) Bombas Rotatorias (Rotativas)
El desplazamiento se logra mediante el movimiento rotatorio de elementos que crean cámaras que se mueven de la succión a la descarga.
- Bomba de Engranajes: Dos engranajes engranados giran dentro de una carcasa ajustada. El fluido es atrapado en los espacios entre los dientes y la carcasa.
- Aplicación: Aceite lubricante, fueloil, polímeros fundidos.
- Bomba de Lóbulos (Roots): Similar a la de engranajes, pero con dos o tres lóbulos que giran de forma sincronizada (no están en contacto). Bueno para productos sensibles.
- Aplicación: Alimentos (yogur, miel), productos farmacéuticos, pulpas.
- Bomba de Tornillo (Cavidad Progresiva): Un rotor metálico con forma de tornillo gira dentro de un estator de elastómero. Crea cavidades selladas que progresan axialmente.
- Aplicación: Excelente para fluidos muy viscosos y abrasivos. Lodos de depuradora, chocolate, crudo pesado, cemento.
- Bomba de Paletas: Un rotor con paletas deslizantes gira excéntricamente dentro de una carcasa. Las paletas se deslizan hacia fuera por fuerza centrífuga, creando cámaras variables.
- Aplicación: Hidráulica móvil (gatos, excavadoras), transferencia de combustibles.
3. La Curva Característica (El Comportamiento Único)
La curva de una BDP es radicalmente diferente a la de una bomba centrífuga. Aquí el protagonista es el caudal constante.
- Caudal (Q) vs. Presión (P):
- El caudal es casi constante respecto al aumento de presión. La línea es casi plana.
- La única razón por la que no es perfectamente plana es debido al deslizamiento (slip): las fugas internas del fluido de la zona de alta presión (descarga) a la de baja presión (succión). A mayor presión, mayor es el deslizamiento, por lo que la curva tiene una ligera pendiente descendente.
- Potencia (BHP) vs. Presión (P):
- La potencia absorbida por la bomba aumenta linealmente con la presión. Esto es crucial para dimensionar el motor.
Potencia ≈ Caudal * Presión / Eficiencia- ¡Conclusión del ingeniero!: Una BDP descargando contra una válvula cerrada (presión máxima) consumirá la máxima potencia y puede quemar el motor o dañar la bomba. NUNCA se debe estrangular la descarga de una BDP con una válvula sin una vía de alivio.
- Eficiencia (η): Generalmente alta y bastante plana en un rango amplio de presiones.
