Qué bomba elegir

Una bomba es un dispositivo mecánico que transfiere fluidos transformando en energía hidráulica la energía suministrada por un motor. El primer criterio para elegir una bomba es, sin duda, el tipo de fluido. Se deberán tener en cuenta las características técnicas del fluido, puesto que serán las que determinen el tipo de la bomba idóneo.

A continuación, para dimensionar correctamente la máquina y calcular el punto de funcionamiento de la bomba, será necesario conocer los parámetros de la red tales como: el caudal, la altura de aspiración, la altura de descarga, las pérdidas de carga, etc.

Esta guía proporciona una visión global de los principales tipos de bombas y de los casos en los que más se utilizan.
Sin embargo, en esta sección no se tratarán las bombas hidráulicas —o bombas de potencia— ni las bombas de vacío. Ambos productos, que difieren por su aplicación y tecnología, se presentarán y describirán por separado.

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¿Cómo elegir una bomba?

Bomba de agua de la empresa ANDRITZ
Bomba de agua de la empresa ANDRITZ

Para poder elegir la bomba más adecuada, habrá que determinar sus características en función del uso que se vaya a hacer de ella.

En primer lugar, habrá que preguntarse cuál es el tipo de fluido que debe bombearse con el objetivo de evitar fenómenos de corrosión y, por lo tanto, el desgaste prematuro de la bomba. Así pues, es esencial conocer la composición química del fluido, su viscosidad y la posible presencia de componentes sólidos. Un conocimiento profundo de todas las propiedades físicas del fluido tratado permitirá elegir la tecnología ideal para cada aplicación y los materiales de construcción compatibles con dicho fluido. Existen tablas de compatibilidad química en las que apoyarse antes de elegir la carcasa de la bomba.

A continuación, se deberá atender a las características relacionadas con el transporte del fluido, en particular:

  • El caudal deseado:  se expresa en general en m3/h —metros cúbicos por hora—, l/s —litros por segundo— o GPM —galones por minuto—. Por consiguiente, el caudal influye en el tamaño y las dimensiones de la bomba. 
  • La altura de aspiración —altura entre la entrada del tubo de aspiración y la bomba—: por lo general, la altura de aspiración no debe exceder los 10 metros. De no ser así, será necesario considerar el uso de una bomba sumergible.
  • La altura de descarga: altura entre la bomba y la salida de la tubería de descarga.
  • La longitud del circuito de descarga.
  • Las pérdidas de carga debidas a obstáculos en el circuito de bombeo —válvulas, codos, etc.—.
  • La presencia o no de un depósito de descarga que pueda modificar la presión.
  • La temperatura de la que dependerá la elección de la carcasa de la bomba.

Estos parámetros se utilizan para calcular la NPSHA (Net Positive Suction Head Available, o Altura de Aspiración Neta Positiva disponible) de la instalación. Todo ello contribuye en la elección de la bomba adecuada para evitar cualquier riesgo de cavitación. También será necesario supervisar el rendimiento, que debe ser óptimo a más o menos el 30 % del caudal nominal deseado.

Criterios para elegir una bomba

  • Tipo de fluido.
  • Caudal.
  • Presión.
  • Temperatura.
  • Altura de aspiración.
  • Altura de descarga.
  • Pérdidas de carga.

¿Por qué es esencial conocer las características del fluido que se va a bombear?

El tipo de fluido que habrá que transferir juega un papel muy importante en la elección de una bomba, ya que las características de la bomba dependerán en particular de la viscosidad —esto es, de la resistencia que el fluido opondrá a su desplazamiento—, de la temperatura de aspiración y de la presencia o no de elementos sólidos en el fluido. También habrá que conocer si el fluido que se transferirá es químicamente neutro o corrosivo  para poder elegir una bomba apta para funcionar bajo estas condiciones. Por lo general, cuanto más viscoso es el fluido, más difícil es que fluya a través del sistema de bombeo. Asimismo, la viscosidad de los fluidos varía según las condiciones operativas.

Existen 4 grupos principales de fluidos según su nivel de viscosidad: el primer grupo comprende los fluidos como el agua, el aceite o el alcohol, que se desplazan de la misma manera independientemente de la velocidad o del nivel de agitación. No existen muchas limitaciones a la hora de elegir una bomba para este tipo de aplicaciones. El segundo grupo incluye algunos productos alimentarios, como la mantequilla o la nata, cuya viscosidad aumenta con la agitación; por lo tanto, en estos casos, una bomba centrífuga estándar no será adecuada para hacer circular los fluidos. El tercer grupo incluye los fluidos que tienen un punto de fluidez. Una vez alcanzado este punto, la viscosidad disminuye con la agitación. Por último, las colas, pinturas o grasas forman parte del cuarto grupo. Son muy espesos en reposo, pero su viscosidad disminuye si se mantiene una agitación constante.

En líneas generales, las bombas centrífugas son las más adecuadas para los fluidos de baja viscosidad —primer y segundo grupo— porque la acción de bombeo genera una alta velocidad de cizallamiento del fluido. A medida que aumenta la viscosidad, habrá que tener en cuenta la resistencia adicional del fluido al cizallamiento. Por otro lado, las bombas volumétricas son la mejor opción para la manipulación de fluidos viscosos —tercer y cuarto grupo— porque operan a velocidades más bajas y la energía de cizallamiento transferida a los fluidos es menor que con las bombas centrífugas.

Principales aplicaciones de una bomba

  • Bomba de agua.
  • Bomba de aceite.
  • Bomba para aguas residuales.
  • Bomba para lodos.
  • Bomba para productos químicos.
  • Bomba de grasa.
  • Bomba para productos alimentarios.

¿Cuáles son los diferentes tipos de bombas?

Hay diferentes tipos de bombas, entre los que se encuentran:

Las bombas centrífugas: el fluido es aspirado por una rueda de paletas o por una hélice. Es el modelo más común. Las bombas de membrana: el fluido es aspirado por la oscilación de una membrana. Las bombas de pistones: el fluido es aspirado y descargado por el vaivén de uno o más pistones. Las bombas peristálticas: el fluido se introduce en tubo comprimido por rodillos rotatorios. Las bombas de engranajes: el fluido es aspirado y descargado por la acción de un rotor y un piñón o de dos piñones que giran en sentido opuesto.

También existen bombas con usos específicos, que incorporan, por ejemplo, los varios de los principios de funcionamiento descritos arriba:

  • Las bombas de dosificación, o bombas dosificadoras, que se utilizan para inyectar un fluido de forma precisa y repetida.
  • Las bombas de elevación, que permiten evacuar las aguas residuales, por ejemplo.
  • Las bombas de caña, que permiten transvasar el fluido contenido en un barril o bidón.
  • Las bombas de lubricación que, como su nombre indica, se utilizan para gestionar la lubricación de un sistema.
  • Las bombas sumergibles, que aspiran el fluido directamente a la bomba para que la altura de aspiración no suponga un obstáculo.

¿En qué casos utilizar una bomba centrífuga?

Bomba centrífuga de la empresa Weir
Bomba centrífuga de la empresa Weir

Se puede considerar el uso de una bomba centrífuga en caso de necesitar bombear líquidos de baja viscosidad y que pudieran transportar elementos sólidos. Las bombas centrífugas son equipos robustos que ofrecen un buen rendimiento en general.

Este tipo de bomba permite bombear grandes volúmenes a un caudal constante. No suelen ser autocebantes. Por lo tanto, debe ser posible llenar el circuito de forma independiente antes de poner en servicio la bomba.

También se puede considerar este tipo de bombas para alimentar una planta de tratamiento de aguas residuales, o para transferir fluidos espesos o fluidos de limpieza, como en el caso de la industria petroquímica.

Criterios para elegir una bomba centrífuga

  • Caudal elevado.
  • Baja viscosidad.
  • Concentración de partículas sólidas.
  • Cebado.

¿En qué casos utilizar una bomba peristáltica?

Bomba peristáltica de la empresa VERDERFLEX
Bomba peristáltica de la empresa VERDERFLEX

Se puede prever el uso de una bomba peristáltica apta para fluidos limpios, estériles o agresivos cuando haya que garantizar que el fluido bombeado no se vea contaminado por un agente externo. Estas bombas permiten dosificar el líquido con precisión. De hecho, con este tipo de bombas, el líquido se mueve a través de un tubo o conducto, por lo que no está en contacto con el cuerpo de la bomba y se garantiza así un bombeo higiénico.

Son bombas autocebantes puesto que la recepción del tubo crea una acción de cebado y permite a la bomba evacuar fluidos que contengan aire o posibles residuos gaseosos.

Por otro lado, estas bombas son más voluminosas en comparación con otras bombas de caudales similares. Además, el caudal no es constante porque la bomba peristáltica funciona por pulsaciones. Este tipo de bombas también requiere un mantenimiento regular para evitar el desgaste del tubo en el cuerpo de la bomba. Aun así, el tubo sigue siendo el único elemento que haya que reemplazar, por lo que los costes son relativamente bajos.

Las bombas peristálticas funcionan generalmente con caudales bajos. Se utilizan principalmente en la industria química y en el sector médico.

Criterios para elegir una bomba peristáltica

  • Fluidos estériles o agresivos.
  • Bomba de dosificación.
  • Bajo caudal.
  • Autocebado.

¿En qué casos utilizar una bomba de membrana?

Bomba de doble membrana de la empresa ARO
Bomba de doble membrana de la empresa ARO

Se puede optar por una bomba de membrana cuando se necesite transferir un fluido muy viscoso y denso. Por regla general, estas bombas son bombas de doble membrana para permitir la aspiración y descarga del fluido. Estas bombas pueden funcionar en seco: no necesitan lubricación y son autocebantes. Se utilizan principalmente en la industria química, pero al ser tan flexibles, se utilizan ya en muchos campos, entre los que se encuentran la industria alimentaria, electrónica y minera.

En general, el accionamiento de las bombas de membrana de alta capacidad es neumático. Por lo tanto, es importante supervisar la capacidad de la red neumática si la bomba se va a utilizar en un edificio industrial, o instalar un compresor de aire cerca si se va a utilizar esta bomba al aire libre.

Criterios para elegir una bomba de membrana

  • Fluidos muy viscosos.
  • Funcionamiento en seco.
  • Autocebado.
  • Accionamiento neumático.
  • Gran flexibilidad.

¿En qué caso se debe utilizar una bomba de engranajes?

Bomba de engranajes de la empresa WITTE
Bomba de engranajes de la empresa WITTE

Se puede utilizar una bomba de engranajes cuando sea necesario transferir líquidos viscosos sin partículas sólidas a altas presiones. Por lo tanto, son aptas para bombear materiales altamente viscosos a altas temperaturas. Además, tienen la capacidad de invertir la dirección de bombeo.

Estas bombas se caracterizan por un caudal constante y bajos niveles de ruido en funcionamiento. Son bastante fiables, compactas y tienen un diseño sencillo, por lo que su mantenimiento no supondrá costes excesivos. Sin embargo, no son la mejor opción para caudales muy altos.

Son muy comunes en la industria del automóvil para lubricar todas las piezas del motor. También lo son en máquinas de transformación de plásticos, prensas automáticas y en el sector de la fundición. Estas bombas también pueden proporcionar una función de dosificación.

Criterios para elegir una bomba de engranajes

  • Líquidos viscosos.
  • Presión elevada.
  • Caudal constante.
  • Bomba de dosificación.
  • Bajo caudal.

¿En qué caso se debe utilizar una bomba de pistones?

Bomba de émbolo de la empresa LEWA
Bomba de émbolo de la empresa LEWA

Las bombas de pistones se pueden utilizar con fluidos de baja viscosidad y únicamente para caudales medios (de unos 80 m³/h). Además, el bombeo de las partículas sólidas es imposible con este tipo de equipos porque la bomba solo puede asegurar un funcionamiento adecuado si la estanqueidad entre el cilindro y el pistón es perfecta.

Para aplicaciones de alta presión, se puede optar por las bombas de émbolo. Se diferencian de las bombas de pistones en que la junta de estanqueidad no se mueve con el pistón, sino que es fija y, por lo tanto, es capaz de soportar presiones más altas.

Existen versiones con múltiples pistones (dúplex, tríplex, etc.) que garantizan una mayor vida útil de la bomba, ya que la presión se distribuye entre varios pistones. En estos casos, habrá que prestar especial atención a la velocidad de rotación, puesto que al reducir el número de pistones para alcanzar el mismo nivel de presión, mayor será la velocidad y, por consiguiente, las pulsaciones.

Estas bombas pueden alcanzar altas presiones y, por lo tanto, son especialmente idóneas para el bombeo de aceite, en limpiadores de alta presión o para aplicaciones de dosificación como alternativa a las bombas de membrana.

Criterios para elegir una bomba de pistones

  • Presión elevada.
  • Baja viscosidad.
  • Caudales medios.
  • Líquidos sin carga.

¿Elegir una bomba sumergible o una bomba de superficie?

Bomba sumergible de la empresa KSB
Bomba sumergible de la empresa KSB

Elegir entre una bomba sumergible y una bomba de superficie depende casi siempre de la  altura de aspiración.  Si el fluido se encuentra a un desnivel de más de 7 metros, será imprescindible utilizar una bomba sumergible, ya que una bomba de superficie no será capaz de elevar un fluido a tal profundidad.

Por otra parte, si la altura de aspiración permite el uso de ambos tipos de bombas, la elección dependerá principalmente de la aplicación, de las condiciones ambientales y de la frecuencia de uso. Las bombas de superficie permiten acceder fácilmente a ellas y, por lo tanto, un mantenimiento más sencillo. Sin embargo, las condiciones de instalación pueden influir en el rendimiento de la bomba. Así pues, es necesario protegerlas contra las inclemencias del tiempo y los posibles agentes externos.

Otra obstáculo para las bombas de superficie es el cebado. En el caso de las bombas sumergibles, la carcasa está inmersa en el líquido y, por consiguiente, la bomba está cebada. En el caso de una bomba de superficie, se puede optar por una bomba autocebante cuando el circuito no pueda ser cebado de manera independiente. Las bombas de este tipo vienen equipadas con un mecanismo para evacuar el aire del tubo de aspiración y con una válvula antirretorno para evitar que el líquido vuelva a fluir hacia el tubo de aspiración cuando la bomba no está en funcionamiento.

Criterios para elegir entre una bomba sumergible y una bomba de superficie

  • Altura de aspiración.
  • Condiciones de instalación.
  • Frecuencia de uso.
  • Mantenimiento.
  • Cebado.

¿Cuáles son los principales tipos de bombas según su motor?

Motobomba de la empresa Godwin
Motobomba de la empresa Godwin

En general, las bombas se dividen en dos partes: la bomba en propiamente dicha, que transporta el fluido, y el motor, que acciona la bomba.

Las bombas más comunes son las bombas eléctricas, que integran el motor eléctrico que las impulsa. El suministro de energía depende especialmente de la altura —altura de aspiración + altura de descarga—, de las pérdidas de presión, de la distancia de transferencia y del caudal.

Las bombas autónomas son casi siempre motobombas equipadas con un motor térmico. A diferencia de las bombas convencionales, que requieren una fuente de energía externa, las motobombas son bombas, por lo general centrífugas, asociadas a un motor térmico —diésel o gasolina— que las hace autónomas. Este tipo de bombas se utiliza principalmente en la agricultura y en la protección civil para la lucha contra incendios. Las motobombas también son útiles como relé cuando el líquido tiene que recorrer largas distancias.

Asimismo, existen bombas neumáticas que funcionan con aire comprimido. Estas bombas se utilizan principalmente para aumentar la presión en un circuito. Se pueden mencionar, además, las bombas manuales. Es posible que algunas de ellas se comercialicen sin motor. Será necesario entonces pensar en el sistema que permita su accionamiento.

Principales tipos de bombas según su motor

  • Bomba eléctrica.
  • Bomba neumática.
  • Bomba de motor térmico (motobomba).

¿Cómo evitar la cavitación en una bomba?

La cavitación ocurre cuando el líquido bombeado se aproxima al punto de ebullición —es decir, a su transformación en gas, que depende de la temperatura del líquido y de la presión a la que esté sometido—. La cavitación es causada por la formación de burbujas de vapor que implosionan y generan un ruido que puede ser molesto y puede dañar rápidamente la bomba.

Por lo tanto, es importante comprobar que la bomba esté bien adaptada a la configuración general de la instalación y, en particular, a la altura de aspiración. Para evitar la cavitación en una bomba, habrá que comprobar que la bomba tenga el tamaño adecuado para la instalación para anticipar la posible formación de burbujas de gas. Esto requiere el cálculo de un valor llamado NPSHA —Altura de Aspiración Neta Positiva disponible—, que depende del caudal, la presión, las pérdidas de carga y la altura de aspiración y descarga. El fabricante de la bomba indica un valor llamado NPSHR (Net Positive Suction Head Required, o Altura de Aspiración Neta Positiva requerida). Ambos valores se expresan en metros, y para que la bomba tenga el tamaño adecuado, se debe comprobar que la NPSHA calculada supere la NPSHR en al menos 0,5 m.

Si el problema de cavitación persiste, se pueden considerar algunos cambios para aumentar la NPSHA, por ejemplo:

  • Reducir la temperatura del fluido en la entrada de la bomba —añadiendo, por ejemplo, un anillo de refrigeración—.
  • Reducir la velocidad de la bomba.
  • Instalar una manguera de aspiración de mayor diámetro.
  • Reducir las pérdidas de presión —debidas en particular a la fricción— eliminando los ángulos y válvulas innecesarios.

También se puede reducir la NPSHR de la siguiente manera:

  • Reducir el diámetro de la tubería de descarga.
  • Instalar una válvula de control de caudal en el circuito de descarga.
  • Sustituir la bomba por una bomba que se adapte mejor a las condiciones de funcionamiento.