Bombas centrífugas, bombas de flujo mixto, bombas de flujo axial

Las bombas centrífugas, las bombas de flujo mixto y las bombas axiales son los tres tipos más comunes de bombas de uso general utilizadas en la industria, la agricultura, la gestión del agua y otros sectores. Sus principales diferencias radican en el patrón de flujo del fluido, la relación entre la altura de elevación y el caudal, y el diseño estructural, factores que determinan sus distintos escenarios de aplicación.

I. Diferencias fundamentales

La diferencia más esencial entre las tres radica en la dirección del flujo de fluido dentro de la bomba, así como en las características derivadas de la altura de elevación, el caudal y la eficiencia. A continuación, se presenta un breve resumen:

Bombas centrífugas: alta presión, caudal medio

Bombas de flujo mixto: altura de elevación media, caudal elevado.

Bombas de flujo axial: baja altura de elevación, caudal ultragrande.

Específicamente:

Bombas centrífugas: El fluido fluye perpendicularmente al eje de la bomba (flujo radial). Presentan un amplio rango de altura de elevación, generalmente de 10 a 200 m o más, y esta varía significativamente con el caudal. El caudal oscila entre unos pocos m³/h y miles de m³/h. La zona de alta eficiencia es relativamente estrecha y la eficiencia disminuye notablemente al desviarse de las condiciones de diseño.

Bombas de flujo mixto: El fluido fluye en diagonal, entre las direcciones radial y axial. La altura de elevación es moderada, generalmente de 10 a 50 m, con una variación suave. El caudal suele ser de 1 a 2 veces mayor que el de las bombas centrífugas de las mismas especificaciones. La zona de alta eficiencia es más amplia, lo que la hace adecuada para una amplia gama de condiciones de trabajo.

Bombas de flujo axial: El fluido fluye en paralelo al eje de la bomba (flujo axial). La altura de elevación es baja, de tan solo 1 a 20 m, con poca variación respecto al caudal. El caudal puede alcanzar miles o decenas de miles de m³/h, mucho mayor que el de las bombas centrífugas y de flujo mixto. La zona de alta eficiencia está concentrada, lo que resulta ideal para caudales elevados y condiciones de funcionamiento estables.

II. Características estructurales

1. Bombas centrífugas

Componentes principales: impulsor y voluta. El impulsor es mayormente cerrado y cuenta con álabes curvos. El fluido es aspirado hacia el centro del impulsor y proyectado radialmente hacia la voluta por la fuerza centrífuga, logrando así la presurización y el suministro.

Presentan una estructura compacta y un tamaño moderado, y pueden ser de aspiración simple o doble (como las bombas de doble aspiración de carcasa partida mencionadas anteriormente). Son fáciles de instalar y mantener, y compatibles con diversos fluidos (agua limpia, aguas residuales, líquidos corrosivos, etc.).

2. Bombas de flujo mixto

Combinan características estructurales de las bombas centrífugas y axiales. Los álabes del impulsor están retorcidos; el fluido que entra en el impulsor tiene flujo radial y axial, de ahí el nombre de "flujo mixto".

Las carcasas de las bombas suelen ser verticales u horizontales. El diámetro del impulsor es mayor que el de las bombas centrífugas, pero menor que el de las bombas axiales, presentando una estructura intermedia entre ambas. Combinan la capacidad de presurización de las bombas centrífugas con la ventaja de gran caudal de las bombas axiales.

3. Bombas de flujo axial

Las palas del impulsor son helicoidales, similares a las de una hélice. El fluido fluye paralelo al eje de la bomba y es empujado hacia adelante por el empuje de las palas.

Las carcasas de las bombas suelen ser verticales (aunque también existen versiones horizontales). Cuentan con un impulsor de gran diámetro, alta velocidad de rotación y una estructura relativamente sencilla, pero requieren un amplio espacio para su instalación. Algunos modelos incorporan álabes ajustables para adaptarse a diferentes caudales.

III. Escenarios de aplicación

1. Bombas centrífugas

Principalmente adecuado para escenarios que requieren presurización y flujo moderado, es el más utilizado en casi todas las industrias:

Industria: agua de circulación industrial, agua de alimentación de calderas, suministro de medios químicos, presurización del suministro de agua de la planta.

Municipal: suministro de agua urbana, presurización del suministro de agua secundario, descarga de aguas residuales tratadas.

Agricultura: riego de pequeñas parcelas agrícolas (parcelas de gran altura), riego de huertos.

Otros: suministro de agua de emergencia, presurización de incendios pequeños, suministro de agua para barcos

2. Bombas de flujo mixto

Adecuado para alturas de elevación medias, caudales elevados, equilibrio entre presurización y caudal, utilizado principalmente en la conservación del agua y la agricultura:

Agricultura: riego de grandes extensiones de tierras de cultivo, drenaje de tierras de cultivo (parcelas de altura media).

Gestión del agua: drenaje de ríos, desviación de agua de embalses pequeños y medianos, drenaje de aguas pluviales urbanas (sin necesidad de grandes desniveles).

Industria: agua de circulación de plantas grandes (caudal elevado, altura de elevación media), suministro de agua para torres de refrigeración.

3. Bombas de flujo axial

Principalmente adecuada para caudales muy elevados y de baja altura, se utiliza sobre todo en proyectos de conservación de agua a gran escala, riego agrícola y drenaje municipal:

Agricultura: riego de grandes extensiones de tierras agrícolas, conducción de agua en grandes áreas de riego.

Gestión del agua: desvío de agua de grandes embalses, descarga de crecidas de ríos, grandes proyectos de control de inundaciones urbanas.

Industria: sistemas de circulación de agua en grandes centrales eléctricas y plantas químicas (gran caudal, baja presión).

Otros: drenaje de puertos y muelles, pretratamiento para la desalinización de agua de mar.