Una bomba es un dispositivo electromecánico diseñado para trasladar un fluido, como agua u otros líquidos, de un punto a otro en un periodo de tiempo determinado. Este tipo de dispositivos son fundamentales en una amplia gama de aplicaciones, desde la agricultura hasta la industria, e incluso en sistemas domésticos, como el suministro de agua para hogares. A través de su funcionamiento, las bombas permiten transportar fluidos aprovechando la energía mecánica generada por su motor.

¿Cómo desplaza el agua una bomba?

El desplazamiento de agua en una bomba se logra mediante un componente clave llamado impulsor. El impulsor es una pieza giratoria que, al moverse, transmite energía al fluido, provocando su desplazamiento. El diseño del impulsor es fundamental para determinar la cantidad de agua que se moverá y la presión que se generará. Cuanto mayor sea el diámetro del impulsor, mayor será la presión generada, lo que facilita el movimiento de mayores volúmenes de agua o el traslado de agua a alturas más elevadas.

El diseño de las paletas del impulsor también es importante: cuanto más largas y altas sean estas paletas, mayor será la cantidad de agua que se puede desplazar. Por lo tanto, la selección del tipo de impulsor adecuado depende en gran medida de las características del sistema en el que se utilizará la bomba.

Tipos de impulsores

Los impulsores vienen en diferentes formas y tamaños, y su selección dependerá del tipo de aplicación. Algunas bombas están diseñadas para mover grandes cantidades de agua con baja presión, mientras que otras se especializan en mover volúmenes menores a alta presión. El tipo de impulsor puede ser abierto, semiabierto o cerrado, dependiendo de las necesidades del sistema. Un impulsor cerrado, por ejemplo, es más eficiente en aplicaciones donde se requiere alta presión.

Caudal en las bombas

El caudal es un concepto clave en el funcionamiento de una bomba, ya que mide la cantidad de fluido que pasa por una sección del sistema en un tiempo determinado. Este caudal se puede medir en litros por minuto (lpm), metros cúbicos por hora (m3/h) o galones por minuto (gpm), dependiendo del sistema de medidas que se utilice. El caudal necesario para una bomba depende de varios factores, como el volumen de agua que se desea desplazar y el número de dispositivos que estarán operando simultáneamente en el sistema.

Para calcular el caudal, se puede partir del consumo total de agua de todos los dispositivos conectados, como lavabos, inodoros y regaderas, o de la cantidad de agua que se necesita desplazar en un periodo específico. También es importante tener en cuenta el coeficiente de simultaneidad, que es una estimación de cuántos dispositivos estarán en uso al mismo tiempo.

Presión en las bombas

En un sistema de bombeo, la presión es un concepto igualmente fundamental. La presión estática es aquella que ejercen los fluidos en reposo dentro del sistema, mientras que la presión dinámica surge cuando el fluido se mueve, generando un empuje adicional debido a su inercia. Ambas presiones combinadas determinan la energía total necesaria para trasladar el fluido de un lugar a otro.

La presión de trabajo de una bomba está influenciada por la altura a la que se quiere llevar el agua y por las pérdidas de fricción que ocurren en el recorrido del fluido a través de las tuberías. La suma de todas estas resistencias genera lo que se conoce como carga dinámica total, que es un parámetro clave para la selección del tipo de bomba más adecuado para una aplicación específica.

Conceptos eléctricos en las bombas

Para entender cómo funcionan las bombas, es crucial conocer algunos conceptos básicos de electricidad. El voltaje es la presión que una fuente de energía eléctrica ejerce sobre los electrones en un circuito, y su unidad de medida es el voltio (V). El amperaje, por su parte, mide la cantidad de corriente eléctrica que fluye por un conductor, y su unidad es el amperio (A). Finalmente, la resistencia es la oposición que encuentra la corriente eléctrica en su paso por un circuito, medida en ohmios (Ω).

Selección de una bomba

La selección de una bomba adecuada para una aplicación específica requiere conocer varios factores. Primero, es importante definir el uso que se le dará a la bomba: si se usará para trasvasar agua, para un sistema hidroneumático, o para un pozo profundo, entre otras posibilidades. Además, es necesario calcular el caudal instantáneo que la bomba deberá manejar, la carga dinámica total del sistema y el voltaje disponible.

Otro factor clave es el número de fases de alimentación de la bomba, ya que este puede variar entre monofásico, bifásico o trifásico, dependiendo del tipo de red eléctrica disponible. Una vez obtenidos estos datos, se puede realizar la selección de la bomba más adecuada para la tarea, verificando que su curva de operación coincida con los requisitos del sistema.

Protección de la bomba

Una vez seleccionada la bomba, es fundamental protegerla adecuadamente para evitar daños y prolongar su vida útil. La protección eléctrica es esencial, y se puede lograr instalando tableros eléctricos con dispositivos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos. Estos dispositivos son indispensables para asegurar que la bomba funcione dentro de los parámetros eléctricos correctos, evitando así que sufra daños por sobrecalentamiento o sobrecorriente.

Sistemas hidroneumáticos

Un sistema hidroneumático es un conjunto de equipos diseñados para asegurar el suministro continuo de agua a una instalación, sin la necesidad de tanques elevados. Este tipo de sistemas utilizan la elasticidad del aire para generar presión, comprimiendo el agua en un tanque hasta alcanzar un nivel de presión adecuado.

Cuando la presión dentro del tanque llega a un nivel preestablecido, se envía una señal a la bomba para que detenga su operación, evitando así el sobrellenado del sistema. Los sistemas hidroneumáticos son comunes en edificios altos y en instalaciones donde es necesario mantener una presión constante en las tuberías sin depender de la gravedad.

Cárcamos de bombeo

Los cárcamos son fosas de almacenamiento utilizadas para acumular agua residual o pluvial antes de ser bombeada. Los cárcamos suelen requerir bombas sumergibles que pueden manejar sólidos suspendidos en el agua, y que funcionan de manera continua o intermitente, dependiendo del nivel de líquido en la fosa.

Estas bombas de alto caudal y baja carga dinámica total se controlan mediante tableros eléctricos equipados con sistemas de protección que detectan el nivel de agua y evitan que la bomba funcione en seco, lo que podría dañarla.

Sistemas de cisterna-tinaco

Este sistema es común en instalaciones donde se requiere transportar agua de una cisterna a un tinaco elevado. La bomba seleccionada debe estar protegida contra el funcionamiento en seco mediante dispositivos como electrodos de nivel, que desconectan la bomba cuando el nivel de agua es insuficiente.