BOMBA HIDRULICA

Antigua bomba manual de balancn.

Una bomba es una mquina hidrulica generadora que transforma la energa (generalmente energa mecnica) con la que es accionada en energa hidrulica del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser lquido o una mezcla de lquidos y slidos como puede ser el hormign antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energa del fluido, se aumenta su presin, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas segn el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presin de un lquido aadiendo energa al sistema hidrulico, para mover el fluido de una zona de menor presin o altitud a otra de mayor presin o altitud.

Existe una ambigedad en la utilizacin del trmino bomba, ya que generalmente es utilizado para referirse a las mquinas de fluido que transfieren energa, o bombean fluidos incompresibles, y por lo tanto no alteran la densidad de su fluido de trabajo, a diferencia de otras mquinas como lo son los compresores, cuyo campo de aplicacin es la neumtica y no la hidrulica. Pero tambin es comn encontrar el trmino bomba para referirse a mquinas que bombean otro tipo de fluidos, as como lo son las bombas de vaco o las bombas de aire. I. HISTORIALa primera bomba conocida fue descrita por Arqumedes y se conoce como tornillo de Arqumedes, descrito por Arqumedes en el siglo IIIa.C., aunque este sistema haba sido utilizado anteriormente por Senaquerib, rey de Asiria en el siglo VIIa.C.[]En el siglo XII, Al-Jazari describi e ilustr diferentes tipos de bombas, incluyendo bombas reversibles, bombas de doble accin, bombas de vaco, bombas de agua y bombas de desplazamiento positivo. II. TIPOS DE BOMBAS

Bomba de lbulos dobles.

Bomba de engranajes.

Bomba rotodinmica axial.

Bomba centrfuga de 5 etapas.

2.1. Segn el principio de funcionamiento

La principal clasificacin de las bombas segn el funcionamiento en que se base:

Bombas de desplazamiento positivo o volumtricas, en las que el principio de funcionamiento est basado en la hidrosttica, de modo que el aumento de presin se realiza por el empuje de las paredes de las cmaras que varan su volumen. En este tipo de bombas, en cada ciclo el rgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, por lo que tambin se denominan bombas volumtricas. En caso de poder variar el volumen mximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen variable. Si ese volumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba es de volumen fijo. A su vez este tipo de bombas pueden subdividirse en

Bombas de mbolo alternativo, en las que existe uno o varios compartimentos fijos, pero de volumen variable, por la accin de un mbolo o de una membrana. En estas mquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por vlvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistn, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial.

Bombas volumtricas rotativas o rotoestticas, en las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presin) hasta la zona de salida (de alta presin) de la mquina. Algunos ejemplos de este tipo de mquinas son la bomba de paletas, la bomba de lbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristltica.

Bombas rotodinmicas, en las que el principio de funcionamiento est basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la mquina y el fluido, aplicando la hidrodinmica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con labes que giran generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de mquinas el flujo del fluido es continuo. Estas turbomquinas hidrulicas generadoras pueden subdividirse en:

Radiales o centrfugas, cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodete impulsor.

Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de los labes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.

Diagonales o helicocentrfugas cuando la trayectoria del fluido se realiza en otra direccin entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete.

2.2. Segn el tipo de accionamiento

Electrobombas. Genricamente, son aquellas accionadas por un motor elctrico, para distinguirlas de las motobombas, habitualmente accionadas por motores de explosin

Bombas neumticas que son bombas de desplazamiento positivo en las que la energa de entrada es neumtica, normalmente a partir de aire comprimido.

Bombas de accionamiento hidrulico, como la bomba de ariete o la noria.

Bombas manuales. Un tipo de bomba manual es la bomba de balancn.

III. TIPOS DE BOMBAS DE MBOLO3.1. Bomba aspirante

Bomba aspirante de mbolo alternativo.

En una "bomba aspirante", un cilindro que contiene un pistn mvil est conectado con el suministro de agua mediante un tubo. Una vlvula bloquea la entrada del tubo al cilindro. La vlvula es como una puerta con goznes, que solo se abre hacia arriba, dejando subir, pero no bajar, el agua. Dentro del pistn, hay una segunda vlvula que funciona en la misma forma. Cuando se acciona la manivela, el pistn sube. Esto aumenta el volumen existente debajo del pistn, y, por lo tanto, la presin disminuye. La presin del aire normal que acta sobre la superficie del agua, del pozo, hace subir el lquido por el tubo, franqueando la vlvula-que se abre- y lo hace entrar en el cilindro. Cuando el pistn baja, se cierra la primera vlvula, y se abre la segunda, que permite que el agua pase a la parte superior del pistn y ocupe el cilindro que est encima de ste. El golpe siguiente hacia arriba hace subir el agua a la espita y, al mismo tiempo, logra que entre ms agua en el cilindro, por debajo del pistn. La accin contina mientras el pistn sube y baja.

Una bomba aspirante es de accin limitada, en ciertos sentidos. No puede proporcionar un chorro continuo de lquido ni hacer subir el agua a travs de una distancia mayor a 10 m. entre la superficie del pozo y la vlvula inferior, ya que la presin normal del aire slo puede actuar con fuerza suficiente para mantener una columna de agua de esa altura. Una bomba impelente vence esos obstculos.

3.2. Bomba impelente

La bomba impelente consiste en un cilindro, un pistn y un cao que baja hasta el depsito de agua. Asimismo, tiene una vlvula que deja entrar el agua al cilindro, pero no regresar. No hay vlvula en el pistn, que es completamente slido. Desde el extremo inferior del cilindro sale un segundo tubo que llega hasta una cmara de aire. La entrada a esa cmara es bloqueada por una vlvula que deja entrar el agua, pero no salir. Desde el extremo inferior de la cmara de aire, otro cao lleva el agua a un tanque de la azotea o a una manguera.

IV. CEBADO DE BOMBAS ROTODINMICASPara el correcto funcionamiento de las bombas rotodinmicas se necesita que estn llenas de fluido incompresible, es decir, de lquido, pues en el caso estar llenas de fluido compresible (cualquier gas como el aire) no funcionaran correctamente.

El cebado de la bomba consiste en llenar de lquido la tubera de aspiracin succin y la carcasa de la bomba, para facilitar la succin de lquido, evitando que queden bolsas de aire en el interior. Al ser necesaria esta operacin en las bombas rotodinmicas, se dice que no tienen capacidad autocebante. Sin embargo,las bombas de desplazamiento positivo son autocebantes, es decir, aunque estn llenas de aire son capaces de llenar de fluido el circuito de aspiracin.

Esquema de una bomba instalada por encima del nivel de agua.

En un circuito como el mostrado en el esquema adjunto sin ningn dispositivo adicional, al detener la bomba centrfuga el fluido del circuito de aspiracin cae hacia el depsito vacindose la bomba por el vaco creado por el circuito primario.

La altura de elevacin H que proporciona la bomba es siempre la misma y responde a la siguiente frmula:

donde PI es la presin de impulsin, PA es la presin de aspiracin, es la densidad del fluido y g la aceleracin de la gravedad.

Despejando la diferencia de presiones se tiene que:

De esta frmula se puede observar que la diferencia de presiones que consigue la bomba entre la impulsin y la aspiracin es mayor cuanto mayor sea la densidad del fluido a mover. De tal forma que para el caso concreto del agua se tiene:

Con lo cual:

Es decir, si la bomba est llena de aire la presin de aspiracin es 0,00129 veces la que conseguira dicha bomba si estuviese llena de agua, es decir, si estuviese cebada. Por lo que si la bomba est vaca la altura que se eleva el agua en el circuito de aspiracin sobre el nivel del agua en el depsito es mnima y totalmente insuficiente para que el agua llegue a la bomba.

Por otra parte el funcionamiento de una bomba centrfuga en vaco puede estropear el sellado de la bomba debido a una deficiente refrigeracin dado que no circula fluido por su interior que ayuda a mejorar la disipacin del calor producido por la bomba.

Por lo tanto en instalaciones de bombeo cuyo esquema coincide con el indicado en el esquema adjunto es necesario un sistema adicional para evitar que la bomba se descebe. Algunos de estos sistemas se enumeran a continuacin:

Se puede construir un orificio en la parte superior de la carcasa de la bomba y arrojar agua sobre el mismo para que la bomba al encenderse est llena de agua y pueda bombear correctamente. No se trata de un sistema muy eficiente.

Se puede usar una vlvula de pie (Vlvula antirretorno). Permite el paso del lquido hacia la bomba pero impiden su regreso al depsito una vez se ha apagado la bomba con lo que impide el descebe de la tubera de impulsin. Puede presentar problemas cuando el fluido tiene suciedad que se deposita en el asiento de la vlvula disminuyendo su estanqueidad, por otra parte supone una prdida de carga ms o menos importante en la tubera de impulsin por lo que aumenta el riesgo de que se produzca cavitacin en la bomba.

Uso de una bomba de vaco. La bomba de vaco es una bomba de desplazamiento positivo que extrae el aire de la tubera de impulsin y hace que el fluido llegue a la bomba centrfuga y de este modo quede cebada.

Por ltimo otra posibilidad consiste en instalar la bomba bajo carga, es decir por debajo del nivel del lquido, aunque esta disposicin no siempre es posible, a no ser que se instale sumergida, con lo cual la bomba tiene que ser especial. V. SELLADO DE BOMBAS

Bomba de engranajes.

Bomba de engranajes.

Bomba de engranajes.

Las bombas x precisan de sellos hidrulicos para impedir que los fluidos que estn siendo impulsados salgan al exterior de la mquina a travs de la va de transmisin de movimiento desde el motor a los internos mviles de la bomba.

En el campo del refino de petrleo y de la petroqumica existen sellos mecnicos de bombas estandarizados por API (American Petroleum Institute) que, aunque se trata de una asociacin estadounidense, son de aplicacin en todo el mundo. Cada tipo de sello recibe el nombre de PLAN API. Estos sellos pueden ser simples o dobles y, adems, pueden disponer o no de un sistema de refrigeracin.

Otras bombas y aplicaciones especiales Bomba de aire o inflador. Realmente es un compresor de desplazamiento positivo, generalmente manual.

Bomba de vaco, utilizada para succionar gas.

Bomba neumtica, bomba hidrulica accionada por aire comprimido.

Inyector-bomba, un tipo de bomba para combustibles en motores de combustin interna.

Bomba sumergible, es una bomba rotodinmica preparadas especialmente para ser sumergida.

CARACTERSTICAS DE LAS BOMBASCaudal: Es el volumen de fluido que entrega la bomba en la unidad de tiempo a 1500 rpm.

Existen bombas de:

Caudal constante

Caudal variable

Presin: Hay que conocer la presin mxima que soporta la bomba, esta valor es dado por el fabricante.

Velocidad de giro: Se debe conocer tambin para calcular el mecanismo de accionamiento para

que de ese caudal.

Rendimiento de la Bomba

La operacin y eficiencia de la bomba hidrulica, en su funcin bsica de obtener una presin

determinada, a un nmero tambin determinado de revoluciones por minuto se define mediante

tres rendimientos a saber:

Rendimiento volumtrico: El rendimiento volumtrico de la bomba es el cociente que se

obtiene al dividir el caudal de lquido que comprime la bomba y el que tericamente debera

comprimir. Dicho en otros trminos el rendimiento volumtrico expresa las fugas de lquido que

hay en la bomba durante el proceso de compresin.

El rendimiento volumtrico es un factor de la bomba muy importante, pues a partir de l se puede

analizar la capacidad de diseo y el estado de desgaste en que se encuentra una bomba.

El rendimiento volumtrico se ve afectado tambin por la presin del fluido hidrulico que se

transporta y tambin por la temperatura del mismo.

Rendimiento mecnico: El rendimiento mecnico mide las perdidas de energa mecnica que se

producen en la bomba, debidas al rozamiento y a la friccin de los mecanismos internos.

En trminos generales se puede afirmar que una bomba de bajo rendimiento mecnico es una

bomba de desgaste acelerado.

Rendimiento total o global: El rendimiento total o global es el producto de los rendimientos

volumtrico y mecnico. Se llama total porque mide la eficiencia general de la bomba en su

funcin de bombear lquido a presin, con el aporte mnimo de energa al eje de la bomba.

As pues el rendimiento total se expresa como el consumo de energa necesario para producir la

presin hidrulica nominal del sistema.

Tipos de bombas:

Caudal constante:

Engranajes (externos, internos - lobulares)

Paletas (rotor y equilibradas)

Tornillo sin fin manuales

Caudal variable:

Paletas sin equilibrar

Pistones (radiales, axiales y eje inclinado - barrilete)

Bombas Rotativas

Este tipo de movimiento es el que traslada el fluido desde la aspiracin hasta la salida de presin.

A) Bombas de engranajes externos

Su caudal va de 1 a 600 l/min. Su presin vara de 15 a 175 Kg./cm2 (presin de punta hasta

200 Kg./cm2). Su velocidad va de 500 a 3000 rpm.

Las bombas corrientes de engranajes tienen construccin simple, pero tienen el defecto de tener

un caudal con pulsaciones. Los ejes de ambos engranajes estn soportados por cojinetes de

rodillos ubicados en cada extremo. Generalmente son trabajan con un motor elctrico.

Se ejecutan en las platinas laterales un pequeo fresado lateral que permite el escape del aceite

comprimido, ya sea hacia la salida o hacia la aspiracin; para que no se generen presiones

excesivas cuando el fluido quede atrapado entre dos dientes.

El rbol y el pin conductor - pin conducido son de cementacin Cr - Ni cementados. El cuerpo

es de fundicin gris aluminio.

El tipo de bomba ms utilizado son las de engranajes rectos, adems de las helicoidales y

bihelicoidales (con la funcin de hacerlas mas silenciosas a altas velocidades).

En condiciones ptimas estas bombas pueden llegar a dar un 93% de rendimiento volumtrico.

Son sin lugar a dudas las bombas ms ruidosas del mercado. Por ello no se emplean en

aplicaciones fijas e interiores, donde su nivel sonoro puede perjudicar a los operarios que las

trabajan. Son ampliamente utilizadas en maquinaria mvil, agricultura, obras pblicas y minera,

aplicaciones en las que el nivel sonoro no es determinante y con ambientes muy contaminados y

fluidos hidrulicos a los que se les presta pocas atenciones de mantenimiento.

Principio de funcionamiento:

Produce caudal al transportar el fluido entre los dientes de dos engranajes acoplados. Uno de ellos

es accionado por el eje de la bomba (motriz), y este hace girar al otro (libre).

La bomba de engranajes funciona por el principio de desplazamiento; el pin es impulsado segn

se indica en la figura; se hace girar al pin B en sentido contrario. En la bomba, la cmara S (de

admisin), por la separacin de los dientes, en la relacin se liberan los huecos de dientes.

Esta depresin provoca la aspiracin del lquido desde el depsito.

Los intradientes llenados impelen el lquido a lo largo de la pared de la carcasa hacia la cmara P.

En la cmara P los piones que engranan impelen el lquido fuera de los intradientes e impiden el

retorno del lquido de la cmara P hacia la cmara S.

Por lo tanto el lquido de la cmara P tiene que salir hacia el receptor, el volumen del lquido

suministrado por revolucin se designa como volumen suministrado V (cm3/rev).

El caudal terico en m3/s de las bombas de engranajes externos sera:

Qt = ((2 - Pi) / 60) - Dr - m - b - n

Dr = Dimetro primitivo de la rueda motriz

m = Mdulo

b = Ancho del diente

n = Velocidad de giro (rpm)

B) Bombas de engranajes internos (Semiluna) Estas bombas de engranajes internos disponen de dos engranajes, uno interno cuyos dientes

miran haca el exterior, y otro externo con los dientes haca el centro de la bomba, el eje motriz

acciona el engranaje interno.

En este tipo de bombas hay, entre los dos engranajes, una pieza de separacin en forma de

media luna (semiluna). Esta pieza est situada entre los orificios de entrada y salida, donde la

holgura entre los dientes de los engranajes interno y externo es mxima. Ambos engranajes giran

en la misma direccin, pero el interno, al tener un diente ms, es ms rpido que el externo.

El fluido hidrulico se introduce en la bomba en el punto en que los dientes de los engranajes

empiezan a separarse, y es transportado hacia la salida por el espacio existente entre la semiluna

y los dientes de ambos engranajes.

La estanqueidad se consigue entre el extremo de los dientes y la semiluna; posteriormente, en el

orificio de salida, los dientes de los engranajes se entrelazan, reduciendo el volumen de la cmara

y forzando al fluido a salir de la bomba.

Poseen un desgaste menor por la reducida relacin de velocidad existente. Son utilizadas en

caudales pequeos y menor presin. A diferencia de las de engranajes externos, este tipo de

bombas son ms silenciosas, pero a su vez tienen mayor costo.

El caudal terico en m3/s de las bombas de engranajes internos sera:

Qt = ((2 - Pi) / 60) - F - b - n

F = Seccin libre entre el anillo exterior y la rueda dentada

b = Ancho del diente

n = Velocidad de giro (rpm)

C) Bombas de lbulos externos Son bombas rotativas de engranajes externos, que difieren de estas en la forma de accionamiento

de los engranajes. Aqu ambos engranajes tienen slo tres dientes que son mucho ms anchos y

ms redondeados que los de una bomba de engranajes externos son accionados

independientemente por medio de un sistema de engranajes externo a la cmara de bombeo.

Ofrecen un mayor desplazamiento, pero su coste es mayor y sus prestaciones de presin y

velocidad son inferiores a las de las bombas de engranajes, tiende a dar un caudal ms pulstil.

Esta bomba es ms adecuada para utilizarla con fluidos ms sensibles al cizalle, lo mismo que

para fluidos con gases o partculas atrapadas. Su elevado coste y sus bajas prestaciones de caudal

y presin hacen que estas bombas no se empleen en sistemas oleohidrulicos, a pesar de

considerarse como bombas de desplazamiento positivo.

D) Bombas de lbulos internos (Gerotor)

Esta bomba combina un engranaje interno dentro de otro externo. El engranaje interno est

enchavetado en el eje y lleva un diente menos que el engranaje exterior. Cuando los engranajes

giran, Ambos engranajes giran en el mismo sentido, cada diente del engranaje interno est en

constante contacto con el engranaje externo, pero con un diente de ms, el engranaje externo

gira ms despacio.

Los espacios entre los dientes giratorios aumentan durante la primera mitad de cada giro,

aspirando de fluido. Cuando estos espacios disminuyen en la segunda mitad del ciclo, obligan a

salir al fluido.

Generalmente la bomba gerotor tiene mayor eficiencia volumtrica que la de semiluna trabajando

a bajas velocidades. El rendimiento volumtrico y total de este tipo de bombas es generalmente

similar al que ofrecen las bombas de engranajes externos, sin embargo son bastante ms

sensibles al contaminante.

BOMBA CENTRFUGASaltar a navegacin, bsqueda

Corte esquemtico de una bomba centrfuga. 1a carcasa, 1b cuerpo de bomba, 2 rodete, 3 tapa de impulsin, 4 cierre del eje, 5 soporte de cojinetes, 6 eje.

Partes de una bomba Centrfuga.

Bomba centrfuga Warman en una planta de procesado de carbn.

Nomograma caracterstico de una bomba centrfuga.

Una bomba centrfuga es un tipo de bomba hidrulica que transforma la energa mecnica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energa cintica y potencial requeridas. El fluido entra por el centro del rodete, que dispone de unos labes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrfuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba, que por el contorno su forma lo conduce hacia las tubuladuras de salida o hacia el siguiente rodete (siguiente etapa).

Aunque la fuerza centrfuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del lquido, la energa que se aplica por unidad de masa del lquido es independiente de la densidad del lquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de lquido, la energa que se aplica y transfiere al lquido, (en pascales, Pa, metros de columna de agua m.c.a. o o pie-lb/lb de lquido) es la misma para cualquier lquido sin que importe su densidad. Tradicionalmente la presin proporcionada por la bomba en metros de columna de agua o pie-lb/lb se expresa en metros o en pies y por ello que se denomina genricamente como "altura", y aun ms, porque las primeras bombas se dedicaban a subir agua de los pozos desde una cierta profundidad (o altura).

Las bombas centrfugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son adecuadas casi para cualquier uso. Las ms comunes son las que estn construidas bajo normativa DIN 24255 (en formas e hidrulica) con un nico rodete, que abarcan capacidades hasta los 500 m/h y alturas manomtricas hasta los 100 metros con motores elctricos de velocidad normalizada. Estas bombas se suelen montar horizontales, pero tambin pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se fabrican disponiendo varios rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba. De esta forma se acumulan las presiones parciales que ofrecen cada uno de ellos. En este caso se habla de bomba multifsica o multietapa, pudindose lograr de este modo alturas del orden de los 1200 metros para sistemas de alimentacin de calderas.

Constituyen no menos del 80% de la produccin mundial de bombas, porque es la ms adecuada para mover ms cantidad de lquido que la bomba de desplazamiento positivo.

No hay vlvulas en las bombas de tipo centrfugo; el flujo es uniforme y libre de impulsos de baja frecuencia.

Los impulsores convencionales de bombas centrfugas se limitan a velocidades en el orden de 60 m/s (200 pie/s).

http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica_hidraulica5.htmGOLPE DE ARIETEEl golpe de ariete o pulso de Joukowski, llamado as por el ingeniero ruso Nikolay Egorovich Zhukovskiy ( , en ruso), es junto a la cavitacin, el principal causante de averas en tuberas e instalaciones hidrulicas. El golpe de ariete se origina debido a que el agua es ligeramente elstica (aunque en diversas situaciones se puede considerar como un fluido no compresible). En consecuencia, cuando se cierra bruscamente una vlvula o un grifo instalado en el extremo de una tubera de cierta longitud, las partculas de agua que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrs y que siguen an en movimiento. Esto origina una sobrepresin que se desplaza por la tubera a una velocidad algo menor que la velocidad del sonido en el agua. Esta sobrepresin tiene dos efectos: comprime ligeramente el agua, reduciendo su volumen, y dilata ligeramente la tubera. Cuando toda el agua que circulaba en la tubera se ha detenido, cesa el impulso que la comprima y, por tanto, sta tiende a expandirse. Por otro lado, la tubera que se haba ensanchado ligeramente tiende a retomar su dimensin normal. Conjuntamente, estos efectos provocan otra onda de presin en el sentido contrario. El agua se desplaza en direccin contraria pero, al estar la vlvula cerrada, se produce una depresin con respecto a la presin normal de la tubera. Al reducirse la presin, el agua puede pasar a estado gaseoso formando una burbuja mientras que la tubera se contrae. Al alcanzar el otro extremo de la tubera, si la onda no se ve disipada, por ejemplo, en un depsito a presin atmosfrica, se reflejar siendo mitigada progresivamente por la propia resistencia a la compresin del agua y a la dilatacin de la tubera.

El problema del golpe de ariete es uno de los problemas ms complejos de la hidrulica, y es resuelto generalmente mediante modelos matemticos que permiten simular el comportamiento del sistema.

Consecuencias

Este fenmeno es muy peligroso, ya que la sobrepresin generada puede llegar a entre 60 y 100 veces la presin normal de la tubera, ocasionando roturas en los accesorios instalados en los extremos (grifos, vlvulas, etc). La fuerza del golpe de ariete es directamente proporcional a la longitud del conducto, ya que las ondas de sobrepresin se cargarn de ms energa, e inversamente proporcional al tiempo durante el cual se cierra la llave: cuanto menos dura el cierre, ms fuerte ser el golpe.

El golpe de ariete estropea el sistema de abastecimiento de agua, a veces hace reventar tuberas de hierro colado, ensancha las de plomo, arranca codos instalados, etc.

Dispositivos para controlar el golpe de ariete

Para evitar este efecto, existen diversos sistemas:

Para evitar los golpes de ariete causados por el cierre de vlvulas, hay que estrangular gradualmente la corriente de agua, es decir, cortndola con lentitud utilizando para ello, por ejemplo, vlvulas de rosca. Cuanto ms larga es la tubera, tanto ms deber durar el cierre.

Sin embargo, cuando la interrupcin del flujo se debe a causas incontrolables como, por ejemplo, la parada brusca de una bomba elctrica, se utilizan tanques neumticos con cmara de aire comprimido, torres piezomtricas o vlvulas que puedan absorber la onda de presin.

Otro mtodo es la colocacin de ventosas de aireacin, preferiblemente trifuncionales (1 funcin: introducir aire cuando en la tubera se extraiga el agua, para evitar que se generen vacos; 2 funcin: extraccin de grandes bolsas de aire que se generen, para evitar que una columna de aire empujada por el agua acabe reventando codos o, como es ms habitual en las crestas de las redes donde acostumbran a acumularse las bolsas de aire; 3 funcin: extraccin de pequeas bolsas de aire, debido a que el sistema de las mismas ventosas por lado tienen un sistema que permite la extraccin de grandes cantidades y otra va para las pequeas bolsas que se puedan alojar en la misma ventosa) 1 .

Otro caso comn de variacin brusca de la velocidad del flujo en la tubera se da en las centrales hidroelctricas, cuando se produce una cada parcial o total de la demanda. En estos casos tratndose de volmenes importantes de agua que deben ser absorbidos, se utilizan en la mayora de los casos torres piezomtricas que se conectan con la presin atmosfrica, o vlvulas de seguridad. BOMBAS HIDRULICAS DE PALETAS

Las bombas hidrulicas de paletas se utilizan a menudo en circuitos hidrulicos de diversas mquinas de movimiento de tierras. Son tpicas en los sistemas hidrulicos de direccin de las mquinas.

Constan de varias partes:

Anillo excntrico.

Rotor.

Paletas.

Tapas o placas de extremo.

El accionamiento se efecta por medio de un eje estriado que engrana con el estriado interior del rotor. Hay diversos diseos para conseguir el contacto entre la paleta y el anillo; en unos se utiliza la propia fuerza centrfuga que les imprime el giro del rotor, en estos modelos se requiere una velocidad mnima de giro para garantizar el correcto apoyo de la paleta sobre el anillo; en otros modelos esta fuerza centrfuga se refuerza con unos muelles colocados entre la paleta y su alojamiento en el rotor, esto disminuye la velocidad mnima necesaria para el apoyo; otros modelos utilizan una reducida presin hidrulica para empujar la paleta.

Las bombas de paletas son relativamente pequeas en funcin de las potencias que desarrollan y su tolerancia al contaminante es bastante aceptable.

En la figura de la pgina el aceite entra por el lado izquierdo, donde es recogido por las paletas que se abren por la fuerza centrifuga y es impulsado hacia el lado de presin por las mismas hasta incorporarse a la salida de presin. unas ranuras especiales en el rotor, conectan el lado de presin con la parte inferior de las paletas para ayudar a la fuerza centrifuga a impulsarlas hacia fuera.

La aspiracin se produce al incrementar el volumen de la cmara durante el giro.Cuanto menores sen las tolerancias entre el extremo de la paleta y el anillo y entre estas y las placas de presin, mejor ser el rendimiento de la bomba.De todas formas se ha de mantener una cierta tolerancia en las zonas de rozamiento, por ello es importante que la fuerza que la paleta ejerce sobre el anillo no sea excesiva ya que entonces se rompera la pelcula de lubricante y se producira contacto entre el extremo de la paleta y el anillo.En la figura siguiente vemos la conformacin tpica de una bomba de paletas real de una mquina con la disposicin de todos sus elementos formando un solo cuerpo.

Las lumbreras de entrada y salida del aceite estn situadas en los laterales del rotor y a su lado podemos observar las ranuras que dan presin al fondo de las paletas.BOMBA PERISTLTICA

Una bomba peristltica es un tipo de bomba de desplazamiento positivo usada para bombear una variedad de fluidos. El fluido es contenido dentro de un tubo flexible empotrado dentro de una cubierta circular de la bomba (aunque se han hecho bombas peristlticas lineales). Un rotor con un nmero de 'rodillos', 'zapatas' o 'limpiadores' unidos a la circunferencia externa comprimen el tubo flexible. Mientras que el rotor da vuelta, la parte del tubo bajo compresin se cierra (o se ocluye) forzando, de esta manera, el fluido a ser bombeado para moverse a travs del tubo. Adicionalmente, mientras el tubo se vuelve a abrir a su estado natural despus del paso de la leva ('restitucin'), el flujo del fluido es inducido a la bomba. Este proceso es llamado peristalsis y es usado en muchos sistemas biolgicos como el aparato digestivo.

Usos

Las bombas peristlticas son tpicamente usadas para bombear fluidos limpios o estriles porque la bomba no puede contaminar el lquido, o para bombear fluidos agresivos porque el fluido no puede contaminar la bomba. Algunas aplicaciones comunes incluyen bombear productos qumicos agresivos, mezclas altas en slidos y otros materiales donde el aislamiento del producto del ambiente, y el ambiente del producto, son crticos.

NORIA

Noria en Algeciras, (Espaa)Una noria es una mquina hidrulica que sirve para extraer agua siguiendo el principio del rosario hidrulico. Consiste en una gran rueda con aletas transversales que se coloca parcialmente sumergida en un curso de agua, el cual, gracias a las aletas, imprime a la rueda un movimiento continuo. sta, posee en su permetro una hilera de recipientes (usualmente cangilones), que con el movimiento de la rueda se llenan de agua, la elevan y la depositan en un conducto asociado a la noria que la distribuye.

Existen tambin norias para sacar agua de pozos, en los que el movimiento se consigue generalmente utilizando traccin animal.

La noria en la Pennsula IbricaLas norias son originarias del Oriente Medio y fueron exportadas a la Pennsula Ibrica en tiempos de la Invasin musulmana de la Pennsula Ibrica. Se utilizaron principalmente para regados.

En la cuenca del ro Segura, especialmente en la Huerta de Murcia, en la Vega Alta y en el Valle de Ricote, permanecen en activo numerosas norias hidrulicas integradas desde el medievo en la red de riego de la vega segurea. En la lengua tradicional de la Regin de Murcia estos mecanismos se conocen popularmente como "ruedas" o "oras", siendo las siguientes las ms populares: Rueda de La ora, Rueda de Alcantarilla y Noria Grande de Abarn.

Bombas de Embolo.Los elementos de una Bomba Reciprocante, comnmente llamada de mbolo o de presin, estn mostrados esquemticamente en la figura 103. En ella puede verse que, como la Manivela o Cigeal gira con una

velocidad uniforme, accionada por el motor, el mbolo o pistn e mueve hacia adelante y hacia atrs en el cuerpo del cilindro; en el golpe hacia afuera un vaco parcial detrs del mbolo perrmite a la presin atmosfrica que obra sobre la superficie el agua en el pozo hacer subir el agua dentro del tubo de accin, la cual, pasando por la vlvula de succin llena el cilindro; en el golpe hacia adentro, la vlvula de succin se cierre y el agua es presionada a salir hacia el tubo de descarga.

Eficiencia Volumtrica de una bomba de mbolo:

Gasto ideal o terico:

Gasto efectivo:

Presin dinmica o de inercia que tiene lugar en las tuberas de descarga y de succin de una bomba de mbolo:

o Bomba Reciprocante de Embolo de Descarga Variable.En sistemas de transmisin de circuito hidrulico cerrado, es algunas veces necesaria una forma de bomba cuyo gasto de descarga pueda ser variado sin cambiar la velocidad de rotacin. Tal bomba est indicada en la figura, tiene un cierto nmero de cuerpos cilndricos paralelos A, hechos formando un bloque B, que gira mediante engranes alrededor de un eje central.

Los pistones o mbolos estn articulados a un anillo D que es mantenido en contacto con un platillo E, el cual puede inclinarse fuera de la perpendicular; de este modo cuando el anillo D gira en conjunto con el bloque de cilindros, tambin se balancea e imparte el movimiento reciprocante necesario a los pistones o mbolos.

En estas bombas no son necesarias las vlvulas que tienen las bombas de mbolo antes descritas; en su lugar tienen dos entradas o ranuras semicirculares que obturan las extremidades de los cilindros, una de las entradas est conectada a la tubera de succin y la otra a la de descarga. As todos los cilindros del bloque en el lado en que suben los mbolos, que es cuando se mueven stos hacia afuera, son puestos en comunicacin directa con la tubera de succin, mientras que el lquido descargado de los cilindros en los cuales bajan los mbolos, tienen salida libre al tubo de descarga.

A fin de variar el gasto de descarga de la bomba, es necesario alterar la carrera de los mbolos, lo cual puede hacerse cambiando el ngulo de inclinacin del plato E. Para este objeto el plato est montado sobre ejes, de tal modo que l puede mecerse alrededor de un eje horizontal, transversal al eje principal de la bomba. Mientras ms normal se hace el plato E, menor ser la descarga, hasta que sta cesa por completo cuando el plato E, es paralelo a F. Si se sigue variando la inclinacin, el escurrimiento vuelve a tener lugar; pero ahora en sentido contrario, saliendo el lquido por el tubo en que antes se haca la succin.

Debido al hecho de que estas bombas son empleadas exclusivamente para manejar aceite y de que todas las partes mviles estn ahogadas en aceite, a pesar del nmero de superficies de friccin que tienen, alcanzan una alta eficiencia, de un ochenta por ciento o ms. La presin media usual de trabajo es de unos 35 kg/cm2.

Bombas Reciprocantes de Diafragma.Ocasionalmente, las bombas reciprocantes estn provistas de un diafragma flexible recprocamente en vez de un mbolo o pistn reciprocante, con lo cual se elimina la friccin y las fugas en el punto donde el mbolo atraviesa la caja de empaque. Un ejemplo de esta bomba queda ilustrado en la figura en la cual el movimiento del diafragma es obtenido mediante una cama excntrica y una palanca; las vlvulas de succin y de descarga trabajan en forma ordinaria. Tales bombas son muy comunes en la actualidad para levantar combustible de los tanques posteriores de los automviles a los carburadores de los mismos.

BOMBAS ROTATORIASBombas Positivas Rotatorias.Estas bombas, como ya antes se dijo no tienen vlvulas ni partes reciprocantes; el movimiento del lquido es efectuado por la accin combinada de dos elementos giratorios semejantes a las ruedas dentadas. En la bomba Stone-Paramor, el elemento giratorio que es acoplado directamente a la flecha motora, es un pin de cuatro dientes que engrana con una corona dentada de seis dientes.

Esta corona gira dentro de la armadura de la bomba a 2/3 de la velocidad con que gira la flecha motora. Una lengeta fija de forma creciente y saliente de la armadura, impide el de descarga a la de succin. La forma en la cual el lquido es llevado de la entrada de la succin a la descarga se ve claramente en la figura 112, donde los puntos son usados para indicar las posiciones sucesivas del lquido en el hueco dejado entre el pin y la corona, despus de que la flecha ha girado 1/8 de revolucin. Cuando se bombea aceite lubricante contra una presin de unos 7 kg/cm2 a esta mquina tiene una eficiencia mecnica de ms de 70% y una eficiencia, volumtrica de 95%. No debe intentarse el emplearla para el bombeo de lquidos delgados. Debido a su gasto de descarga casi uniforme, las bombas positivas rotatorias pueden trabajar a grandes velocidades sin el peligro de que se presenten presiones de inercia ni an en el caso de no ser empleadas Cmaras de aire. Las bombas Stone-Paramor, por ejemplo, con una capacidad de 720 litros por minuto pueden trabajar a 300 r.p.m.

Ventaja de las Bombas Positivas.Las bombas positivas tienen la ventaja de que para poder trabajar no necesitan "cebarse, es decir, no es necesario llenar previamente el tubo de succin y el cuerpo de la bomba para que sta pueda iniciar su funcionamiento, tal como acontece en las bombas centrfugas. En las bombas positivas, a medida que la bomba por s misma va llenndose de lquido, ste va desalojando el aire contenida en la tubera de succin, inicindose el escurrimiento a travs del sistema cuando ha acabado de ser desalojado el aire.

Para completar lo antes dicho relativo a las bombas positivas o de presin mecnica ya sea reciprocante o rotatoria y por lo que respecta a la altura de succin ms conveniente en ellas, al final se da el diagrama 8 en el cual puede encontrarse la altura prctica de succin a que conviene instalar una bomba de stas, con el fin de obtener de ellas su mejor funcionamiento.

Queda entendido que la altura prctica de succin aqu indicada, es igual a la distancia vertical a la que puede ser elevada el agua en la succin, menos las prdidas de carga por friccin y otras si las hay; en el concepto de que la temperatura del agua por manejar, considerada al construir la grfica contenida en el diagrama 8, fue de 25C.

En el diagrama 8 tambin se muestra la presin baromtrica correspondiente a cada altitud; expresada tanto en mm de mercurio como en metros de columna de agua.

Bombas rotatoriasTipos, terminologa y definiciones Hay muchas variedades de bombas rotatorias para aplicaciones normales o especiales. En Hydraulic Institute Standard se describe la bomba rotatoria como... una bomba de desplazamiento positivo, consistente en una cmara en donde estn ccolocados engranes, excntricos, tornillos, aspas (alabes), mbolos o elementos similares accionados por la rotacin relativa del eje (rbol) de propulsin y la can asa v que no tiene vlvulas separadas para admisin y descarga. Las ilustraciones en estas dos pginas, adaptadas de las graficas de los Standards muestran la mayor parte de los tipos bsicos de posible aplicacin en la IPQ.

Algunos trminos requieren definicin para aplicacin a las bombas rotatorias de desplazamiento positivo, al contrario de otros tipos de bombas.

La prdida llamada a veces flujo inverso, es un factor importante porque influye directamente en la descarga neta de la bomba y vara segn el tipo de liquido que se maneje. Se puede definir como la diferencia entre el desplazamiento terico de una bomba dada (en volumen por revolucin o por unidad de tiempo) y la descarga real neta, Q, y se expresa con:

en donde Q es la capacidad real: g.p.m.; D es el desplazamiento: r.p.m., y S es la prdida.

Los elementos rotatorios se llaman rotores, engranes, tornillos o lbulos; no se los denomina impulsores como en las bombas centrifugas. Otros tipos de bombas rotatorias tienen movimiento con placas oscilantes, con excntrica y pistn, pistn circunferencial, rotor con alabes deslizables con tubo flexible o camisa flexible como elementos rotatorios v se denominaran con esos trminos especficos.

La holgura importante en las bombas rotatorias. Indica las holguras entre los elementos rotatorios v la carcasa o entre los elementos en s. Se expresa como axial y diametral. En la Figura 1 se ilustra una bomba de engranes v los lugares en donde se determinan las holguras. Por lo general, el usuario no especifica las holguras en una bomba rotatoria; es labor del ingeniero de diseo de bombas.

A menudo el usuario deseara conocer estas holguras corno ayuda para evaluar diferentes bombas o como indicador de desgaste para darles mantenimiento. Desde luego, la perdida esta en relacin directa con las holguras dentro de la bomba y la capacidad de cualquier bomba rotatoria se reducir conforme se agranden las holguras por el desgaste.