Bomba. Mecanismo para extraer líquidos, para elevarlo o darle impulso.

Las Bombas de Fluidos Introducción

Las bombas son dispositivos fundamentales en ingeniería y diversas industrias. Su función principal es mover líquidos o gases generando presión o succión. Estas se clasifican según su funcionamiento y aplicación en bombas hidráulicas, bombas de vacío, bombas rotativas y sistemas combinados. Cada tipo de bomba utiliza principios físicos específicos para garantizar su eficiencia en distintas aplicaciones.

Las bombas hidráulicas se emplean principalmente para elevar líquidos. Estas se dividen en:

1. Bombas Aspirantes

   

   

   

   Figura : Bomba aspirante. Este tipo de bomba es el generalmente utilizado en pozos de agua.

   
   Consisten en un cilindro con un émbolo que se desplaza hacia arriba y hacia abajo. El funcionamiento se basa en la diferencia de presión atmosférica. Cuando el émbolo asciende, se genera una depresión que permite que el líquido suba por el tubo de aspiración. Durante el descenso del émbolo, el líquido es impulsado hacia la salida.

   • Aplicación: Extracción de agua desde pozos y cisternas.
   • Limitación: Teóricamente pueden elevar agua hasta 10 metros, aunque en la práctica su capacidad eficiente es de 7 a 8 metros debido a pérdidas.

2. Bombas Impelentes
   Estas bombas sumergen el cilindro en el líquido a elevar. Durante el ascenso del émbolo, el líquido entra al cilindro por una válvula inferior. Al descender el émbolo, el líquido es impulsado hacia una válvula lateral que lo expulsa al exterior.

   • Ventaja: Permite elevar líquidos a mayores alturas con mayor presión.

3. Bombas Aspirante-Impelente
   Combina las características de las bombas aspirantes e impelentes. El líquido es primero aspirado por efecto de la presión atmosférica y luego es impulsado a través del tubo de salida, permitiendo alcanzar alturas superiores.

   • Uso: Sistemas de bombeo en pozos profundos y aplicaciones industriales.

4. Bombas de Chorro Continuo
   Estas bombas están diseñadas para proporcionar un flujo constante de líquido, evitando las interrupciones típicas de las bombas convencionales. Se logran mediante:

   • Depósito de aire: Actúa como acumulador de presión, liberando agua durante el ciclo de funcionamiento.
   • Juego alternado de bombas: Uso de dos bombas que trabajan de forma sincronizada.
   • Bombas de doble efecto: Utilizan dos émbolos que alternan las fases de succión y expulsión, garantizando un flujo continuo.

Estas bombas son utilizadas ampliamente por su diseño sencillo y capacidad de manejar grandes volúmenes de líquido. La más destacada es:

• Bomba Centrífuga
  Funciona mediante una rueda de álabes que gira rápidamente en el interior de una cámara. La fuerza centrífuga generada por el movimiento expulsa el líquido hacia la periferia, donde es conducido hacia el tubo de salida.
  • Ventaja: Alta eficiencia para transportar líquidos en grandes volúmenes.
  • Aplicación: Suministro de agua, industria química y minería.

Las bombas de vacío eliminan gases de un recipiente, creando un vacío parcial o casi total. Su funcionamiento se basa en el uso de un cilindro y un émbolo con válvulas que permiten extraer aire progresivamente.

• Principio de funcionamiento: Al subir el émbolo, se genera una succión que extrae el aire del recipiente conectado. Al descender, el aire comprimido se expulsa al exterior.
• Aplicaciones:
  • Procesos industriales (destilación, evaporación).
  • Fabricación de productos electrónicos.
  • Experimentos físicos que demuestran fenómenos como la presión atmosférica y la propagación del sonido en el vacío.

A pesar de sus avances, ninguna bomba de vacío ha logrado alcanzar el vacío absoluto debido a la presencia de espacios residuales en el sistema.

1. Presión Atmosférica:
   Las bombas hidráulicas, especialmente las aspirantes, dependen de la presión atmosférica para aspirar líquidos hacia el interior del cilindro. La diferencia de presión entre el exterior y el vacío generado permite el ascenso del líquido.

2. Fuerza Centrífuga:
   En las bombas centrífugas, el movimiento de los álabes transfiere energía cinética al fluido, generando presión y fuerza suficiente para expulsarlo hacia el exterior.

3. Ciclos de Válvulas:
   El funcionamiento de bombas de émbolo se basa en la apertura y cierre secuencial de válvulas que permiten la succión y expulsión de líquidos o gases.

4. Regulación mediante Depósitos de Aire:
   Los depósitos de aire en sistemas de bombeo sirven para suavizar el flujo, eliminando pulsaciones y logrando un chorro continuo.

Las bombas de fluidos son indispensables en múltiples sectores industriales y domésticos:

• Suministro de Agua: Extracción de agua de pozos y cisternas, sistemas de riego.
• Procesos Industriales: Manipulación de líquidos y gases en la industria química y alimentaria.
• Control de Presión: Uso en sistemas neumáticos e hidráulicos.
• Vacío Industrial: Creación de entornos controlados en laboratorios y fábricas.
• Energía y Minería: Transporte de fluidos en condiciones extremas.

Las bombas de fluidos son herramientas esenciales en la ingeniería, permitiendo el transporte, la elevación y el control de líquidos y gases en diferentes aplicaciones. Desde las bombas hidráulicas que dependen de la presión atmosférica hasta las bombas centrífugas y de vacío que utilizan fuerzas mecánicas más complejas, cada tipo de bomba desempeña un papel crucial en procesos industriales y domésticos. Su evolución constante ha permitido optimizar su eficiencia y adaptarse a las necesidades modernas, garantizando un funcionamiento preciso y confiable.

Términos destacados:

• Bombas (Pumps)
• Hidráulicas (Hydraulic)
• Centrífuga (Centrifugal)
• Aspirantes (Suction)
• Impelentes (Impelling)
• Vacío (Vacuum)
• Fluidos (Fluids)
• Émbolo (Piston)
• Presión atmosférica (Atmospheric Pressure)
• Succión (Suction)
• Fuerza centrífuga (Centrifugal Force)
• Depósito de aire (Air Chamber)
• Aplicaciones industriales (Industrial Applications)
• Transporte de líquidos (Liquid Transport)
• Flujo continuo (Continuous Flow)