Al seleccionar bombas, realizar mantenimiento rutinario o aprender sobre ellas, las comparaciones son inevitables: bombas centrífugas frente a bombas de desplazamiento positivo. ¿Cuáles son exactamente las diferencias? Estas son las más comunes. tipos de bombas.
Esta guía abarca las definiciones, comparaciones clave, aplicaciones, selección y mantenimiento de ambos tipos de bombas. Aprenda de esta guía para descubrir sus secretos.
Diferencia entre una bomba de desplazamiento positivo y una bomba centrífuga
Las bombas centrífugas mueven líquidos mediante la rotación de un impulsor. La alta velocidad de rotación del impulsor genera una fuerza centrífuga que convierte la energía cinética en energía de presión en el líquido, lo que permite bombearlo a alta presión por la salida. Las bombas centrífugas son adecuadas para transportar agua limpia, aguas residuales industriales con sólidos o aplicaciones que requieren un suministro continuo de alto caudal, como el tratamiento de aguas, el procesamiento de lodos, etc. dragado.
Las bombas de desplazamiento positivo, por otro lado, utilizan piezas móviles internas (engranajes, pistones, diafragmas) para comprimir o impulsar directamente el líquido mediante un movimiento alternativo. Al no requerir la conversión de energía del impulsor, las bombas de desplazamiento positivo son más eficientes e idóneas para el transporte de líquidos de alta viscosidad, que requieren una presión estable o caudales precisos, como en las industrias farmacéutica, alimentaria y petrolera.
Tabla: Comparación entre bombas de desplazamiento positivo y bombas centrífugas
| Bombas centrífugas | Bombas de desplazamiento positivo | |
| Tipo de fluido | Agua clara, lodo con sólidos, viscosidad baja a media, líquido de alto caudal | Alta viscosidad, caudal estable, mezcla gas-líquido |
| Caudal y presión | A mayor caudal, menor presión; son inversamente proporcionales. | El caudal y la presión son prácticamente independientes, y las curvas son paralelas. |
| Viscosidad y contenido de sólidos | Adecuado para partículas sólidas de baja viscosidad y alta abrasividad con un contenido sólido de 30-40%. | Adecuado para partículas sólidas finas y blandas con alta viscosidad y un contenido sólido de 60-80%. |
| Cizallamiento | Una elevada fuerza de cizallamiento altera fácilmente la estructura del fluido. | Baja fuerza de corte, adecuada para lodos biológicos, lodos de aceite, etc. |
| Eficiencia y consumo de energía | La eficiencia varía según las condiciones de funcionamiento, alcanzando su nivel más alto en el BEP (Punto de Máxima Eficiencia) con el menor consumo de energía. | La eficiencia se mantiene invariable independientemente de las condiciones de funcionamiento, lo que indica una alta eficiencia y un consumo de energía relativamente estable. |
| Mantenimiento | El mantenimiento regular incluye comprobaciones diarias del caudal, la altura de elevación, las vibraciones y el ruido. | El mantenimiento regular consiste principalmente en comprobar si hay anomalías en el tráfico y la carga. |
Puntos clave: Bomba de desplazamiento positivo frente a bomba centrífuga
Caudal y presión
🔸 Bombas centrífugas: El caudal de una bomba centrífuga varía inversamente con su altura manométrica. Cuando el caudal aumenta, la altura manométrica disminuye, lo que significa que la presión disminuye.
🔸 Bombas de desplazamiento positivo: En las bombas de desplazamiento positivo, el caudal es constante. Según la fórmula de potencia en el eje
, El caudal y la presión no están relacionados, pero sí lo están directamente con la potencia. A medida que aumenta la presión, la bomba requiere más potencia.
Viscosidad y contenido de sólidos
🔸 Bombas centrífugas: Como se mencionó anteriormente, las bombas centrífugas son accionadas por un impulso El flujo de líquidos depende de la viscosidad del líquido, la cual influye significativamente en el rendimiento de la bomba. Una mayor viscosidad requiere más energía para la rotación del impulsor, lo que reduce la eficiencia de la bomba.
Sin embargo, al reemplazar los materiales por otros resistentes al desgaste, las bombas centrífugas pueden manejar líquidos que contienen partículas sólidas duras y altamente abrasivas 30-40%, incluso partículas de gran diámetro, como las que se encuentran en los relaves de las minas o en el dragado de los ríos.
🔸 Bombas de desplazamiento positivo: Como se mencionó anteriormente, las bombas de desplazamiento positivo se basan en el movimiento alternativo de sus componentes internos para impulsar el líquido. Casi toda la energía se utiliza para mover el líquido, sin consumo del impulsor. Por lo tanto, las variaciones en la viscosidad del líquido no afectan el caudal, manteniendo una eficiencia estable.
Las bombas PD pueden manejar lodos sólidos blandos con un contenido de sólidos de hasta 60-80%. Sin embargo, debido a que operan dentro de una cámara de bombeo sellada, no son adecuadas para manejar fluidos que contengan partículas sólidas grandes y altamente abrasivas, ya que esto puede causar fácilmente atascos u obstrucciones en la bomba.
Cizallamiento
🔸 Bombas centrífugas: Las bombas centrífugas tienen una alta fuerza de cizallamiento y no son adecuadas para transportar lodos biológicos ni lodos poliméricos. Esto se debe a que, al arrancar, el impulsor gira a gran velocidad, lo que provoca la ruptura de células biológicas, coloides, pastas, etc., presentes en el líquido.
🔸 Bombas de desplazamiento positivo: Las bombas PD expulsan el líquido mediante compresión lenta. Al carecer de un impulsor giratorio de alta velocidad, la fuerza de cizallamiento se reduce considerablemente, lo que las hace idóneas para el transporte de lodos que contienen polímeros, células biológicas, coloides y pastas.
Eficiencia y consumo de energía
🔸 Bombas centrífugas: La eficiencia de las bombas centrífugas varía según las condiciones de funcionamiento. Su eficiencia es máxima cerca de su punto de máxima eficiencia (PME). Sin embargo, en condiciones de funcionamiento complejas, el consumo de energía aumenta gradualmente y la eficiencia disminuye.
🔸 Bombas de desplazamiento positivo: La eficiencia de las bombas de desplazamiento positivo es más estable y se ve menos afectada por las condiciones de funcionamiento. Según la fórmula de potencia mencionada anteriormente, la potencia solo cambia cuando varía el caudal o la presión. Esta variación más lineal permite una mejor gestión de la energía.
Mantenimiento
Para garantizar una larga vida útil, tanto las bombas centrífugas como las de desplazamiento positivo requieren un mantenimiento regular.
Es importante destacar que, en las bombas centrífugas, las piezas giratorias, especialmente el impulsor, requieren especial atención. Tanto si la bomba bombea agua limpia como lodo, el impulsor sufrirá desgaste. El material, la calidad y el estado del impulsor influyen en su funcionamiento diario. También podemos detectar anomalías monitorizando la temperatura, el ruido y el caudal. Afortunadamente, las bombas centrífugas tienen una estructura sencilla, lo que facilita y agiliza su mantenimiento.
Las bombas de desplazamiento positivo requieren especial atención para detectar fugas. Las fugas internas reducen su eficiencia. Además, observe si hay anomalías en el caudal y la presión. Si detecta alguna anomalía, verifique si hay obstrucciones. Asimismo, preste atención a ruidos inusuales y limpie periódicamente las válvulas y los filtros para eliminar objetos extraños.
Aplicaciones de las bombas centrífugas y de desplazamiento positivo
Anteriormente mencionamos los tipos de fluidos adecuados para estos dos tipos de bombas en la tabla comparativa de bombas de desplazamiento positivo frente a bombas centrífugas. A continuación, presentaré un análisis detallado y recomendaciones de bombas según diferentes aplicaciones.
¿Cuándo utilizar una bomba centrífuga?
Debido a su estructura y principio de funcionamiento, las bombas centrífugas son generalmente adecuadas para transportar agua limpia, agua impura y fluidos de viscosidad media, como agua para edificios residenciales de gran altura, riego, aguas residuales, lodos, mortero, limo, cenizas volantes, grava y estiércol animal.
Gracias a una estructura de impulsor optimizada y al uso de materiales de alta resistencia al desgaste, el rango de aplicaciones de las bombas centrífugas se ha ampliado significativamente. Incluso al manejar lodos que contienen partículas sólidas duras, las bombas centrífugas mantienen una excelente vida útil y rendimiento.
¿Cuándo utilizar una bomba centrífuga?
A diferencia de las bombas centrífugas, las bombas de desplazamiento positivo no utilizan impulsores giratorios para propulsar los líquidos, lo que reduce las fuerzas de cizallamiento. Además, las piezas móviles dentro de la bomba accionan directamente el fluido mediante compresión, evitando la pérdida de energía y logrando una mayor eficiencia.
Esta estructura implica que la viscosidad del líquido prácticamente no influye en la eficiencia, pero no es adecuada para transportar lodos con partículas duras. Las bombas de desplazamiento positivo son idóneas para transportar líquidos de alta viscosidad, aplicaciones que requieren altas fuerzas de cizallamiento o situaciones que exigen caudales precisos y constantes, como en la industria del petróleo y el gas, lodos biológicos y poliméricos, lodos de depuración, procesamiento de alimentos y productos farmacéuticos.
Aplicaciones industriales comunes
Tratamiento de agua: Las aguas residuales y el agua potable suelen contener gran cantidad de impurezas, grava y fibras largas. En estos casos, las bombas centrífugas de alto caudal y resistentes a la abrasión son la mejor opción.
Minería: En la recuperación de aguas residuales y el tratamiento de relaves en minas, los líquidos contienen numerosas partículas duras corrosivas y abrasivas. Las bombas centrífugas para lodos mineros pueden manejar fácilmente estas exigentes condiciones.
Alimentos/Farmacéuticos: En la industria alimentaria y biofarmacéutica, se requiere la adición precisa de aditivos o fármacos sin comprometer la biocompatibilidad de los materiales. Las bombas de desplazamiento positivo permiten realizar estas tareas con caudales estables y alta eficiencia.
Petróleo y gas: En el transporte de petróleo y gas, especialmente de petróleo, la alta viscosidad del petróleo puede reducir la eficiencia de las bombas centrífugas e incluso provocar obstrucciones en los oleoductos. Sin embargo, las bombas de desplazamiento positivo pueden transportar petróleo, gas o fluidos de alta viscosidad de forma estable.
Dragado: Los proyectos de dragado requieren la remoción de sedimentos de lechos fluviales, puertos y riberas, que a menudo contienen grandes cantidades de grava y piedras. Las bombas centrífugas de dragado, capaces de manejar altos caudales y sólidos, pueden tratar eficazmente diversos tipos de lodos.
Riego/Ganadería: Las bombas centrífugas se utilizan con frecuencia para el riego de grandes volúmenes de tierras agrícolas, mientras que en la ganadería, el manejo eficiente del estiércol animal representa un desafío. El excelente rendimiento de paso de sólidos de las bombas centrífugas garantiza el suministro estable de grandes cantidades de estiércol animal.
¿Cómo elegir? Bomba centrífuga vs. bomba de desplazamiento positivo
Al seleccionar una bomba adecuada, tenga en cuenta lo siguiente. cinco factores se debe considerar:
I. ¿Se requiere un caudal continuo y elevado, o se requiere un caudal preciso y estable?
II. ¿Se requiere un suministro a alta presión o una presión estable?
III. ¿El fluido que está manipulando es una suspensión de alta viscosidad?
IV. ¿Contiene la suspensión una gran cantidad de partículas sólidas? ¿Cuál es la dureza y el tamaño de estas partículas?
V. ¿La suspensión que está manipulando contiene células biológicas, polímeros u otras sustancias que no se pueden destruir?
Si puede responder a estas cinco preguntas, podrá seleccionar inicialmente una bomba adecuada para su proyecto.
La tabla siguiente enumera los principales tipos de bombas centrífugas y bombas de desplazamiento positivo. Al elegir una bomba, debemos considerar no solo el escenario de aplicación, sino también las propiedades físicas del lodo y del material de la bomba, ya que solo eligiendo la bomba más adecuada podremos garantizar la máxima eficiencia de producción.
| Tipos de bombas | Tipos comunes | Aplicaciones |
| Bombas centrífugas | Bombas verticales, Bombas horizontales, Bomba sumergible, Bombas de lodos, Bombas de dragado | Plantas de tratamiento de aguas residuales, depósitos de relaves, dragas, granjas, fábricas de papel, riego y suministro de agua potable. |
| Bombas de desplazamiento positivo | Bombas de pistón, bombas de émbolo, bombas de diafragma, bombas de engranajes, bombas de tornillo, bombas peristálticas, bombas lobulares | Fábricas farmacéuticas, transporte de petróleo, plantas de procesamiento de alimentos, fábricas de papel, fábricas de pintura |
Si tiene alguna necesidad relacionada con la selección de bombas centrífugas y bombas de desplazamiento positivo, no dude en contactarnos. Contacte con los expertos de Kingda. Le brindaremos asesoramiento gratuito y oportuno, y si es necesario, también podemos personalizar soluciones de suministro de fluidos para usted.
