BOMBAS

Las bombas son dispositivos que se encargan de transferir energía a la corriente del fluido impulsándolo, desde un estado de baja presión estática a otro de mayor presión. Están compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energía es transmitida como energía mecánica a través de un eje, para posteriormente convertirse en energía hidráulica. El fluido entra axialmente a través del ojo del impulsor, pasando por los canales de éste y suministrándosele energía cinética mediante los álabes que se encuentran en el impulsor para posteriormente descargar el fluido en la voluta, el cual se expande gradualmente, disminuyendo la energía cinética adquirida para convertirse en presión estática.

FUNCION DE UNA BOMBA:

El flujo entra a la bomba a través del centro o ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la salida.

CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS:

DESCRIPCIÓN DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

BOMBAS ROTATORIAS:

Las bombas rotatorias, que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que contiene engranajes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que operan con un claro mínimo. En lugar de "arrojar" el líquido, como en una bomba centrífuga, una bomba rotatoria lo atrapa, lo empuja contra la caja fija. La bomba rotatoria descarga un flujo continuo. Aunque generalmente se les considera como bombas para líquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio solo, pueden manejar casi cualquier líquido que esté libre de sólidos abrasivos.

TIPOS DE BOMBAS ROTATORIAS:

BOMBAS DE LEVA Y PISTÓN:También llamadas "Bombas de émbolo rotatorio", consisten de un excéntrico con un brazo ranurado en la parte superior (Fig. 1). La rotación de la flecha hace que el excéntrico atrape el líquido contra la caja. Conforme continúa la rotación, el líquido se fuerza de la caja a través de la ranura a la salida de la bomba.

Fig. 1BOMBAS DE ENGRANAJES EXTERNOS:Estas constituyen el tipo rotatorio más simple. Conforme los dientes de los engranajes se separan en el lado de succión de la bomba (Fig. 2), el líquido llena el espacio entre ellos. Este se conduce en trayectoria circular hacia fuera y es exprimido al engranar nuevamente los dientes.

Fig. 2BOMBAS DE ENGRANAJES INTERNOS:Este tipo (Fig. 3) tiene un motor con dientes cortados internamente y que encajan en un engrane loco, cortado externamente. Puede usarse una partición en forma de luna creciente para evitar que el líquido pase de nuevo al lado de succión de la bomba.

Fig. 3BOMBAS LOBULARES:Éstas se asemejan a las bombas del tipo de engranajes en su forma de acción, tienen dos o más motores cortados con tres, cuatro, o más lóbulos en cada motor. Los motores se sincronizan para obtener una rotación positiva por medio de engranajes externos. Debido al que el líquido se descarga en un número más reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranajes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranajes.

 BOMBAS DE TORNILLOEstas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una caja fija. Las bombas de un solo tornillo tienen un motor en forma de espiral que gira excéntricamente en un estator de hélice interna o cubierta. Las bombas de dos y tres tornillos tienen uno o dos engranajes, respectivamente, el flujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo largo del eje de los mismos

BOMBAS DE ASPAS:Las bombas de aspas oscilantes tienen una serie de aspas articuladas que se balancean conforme gira el motor, atrapando al líquido y forzándolo en el tubo de descarga de la bomba. Las bombas de aspas deslizantes usan aspas que se presionan contra la carcasa por la fuerza centrífuga cuando gira el motor. El líquido atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerza hacia la descarga de bomba.

BOMBAS RECIPROCANTES:

El funcionamiento de una Bomba Reciprocante depende del llenado y vaciado sucesivo de receptáculos de volumen fijo, para lo cual cierta cantidad de agua es obligada a entrar al cuerpo de la bomba en donde queda encerrada momentáneamente, para después ser forzada a salir por la tubería de descarga. De lo anterior se deduce, en términos generales, que el gasto de una Bomba Reciprocante es directamente proporcional a su velocidad de rotación y casi independiente de la presión de bombeo.

Como el proceso de llenado y vaciado sucesivo de receptáculos de volumen fijo requiere fricción por resbalamiento entre las paredes estacionarias del receptáculo y las partes móviles, estas bombas no son apropiadas para manejar líquidos que contengan arenas o materias en suspensión. Además, la variación cíclica del gasto de descarga puede obligar al empleo de Cámara de aire y de grandes tuberías.

Estas bombas son relativamente de baja velocidad de rotación, de tal manera que cuando tienen que ser movidas por motores eléctricos deben ser intercaladas trasmisiones de engranes o poleas para reducir la velocidad entre el motor y la bomba.

TIPOS DE BOMBAS ALTERNATIVAS:

Existen básicamente dos tipos de bombas alternativas: las de acción directa, movidas por vapor y las bombas de potencia.

BOMBAS DE ACCIÓN DIRECTA:En este tipo, una varilla común de pistón conecta un pistón de vapor y uno de líquido o émbolo. Las bombas de acción directa se construyen, simplex (un pistón de vapor y un pistón de líquido respectivamente) y dúplex (dos pistones de vapor y dos de líquido).Las bombas de acción directa horizontales simples y dúplex, han sido por mucho tiempo muy usadas para diferentes servicios, incluyendo alimentación de calderas en presiones de bajas a medianas, manejo de lodos, bombeo de aceite y agua, etc. Se caracterizan por la facilidad de ajuste de columna, velocidad y capacidad. Al igual que todas las bombas alternativas, las unidades de acción directa tienen un flujo de descarga pulsante.

BOMBAS DE POTENCIA:Estas tienen un cigüeñal movido por una fuente externa (generalmente un motor eléctrico), banda o cadena. Frecuentemente se usan engranajes entre el motor y el cigüeñal para reducir la velocidad de salida del elemento motor.El extremo líquido que puede ser del tipo de pistón o émbolo desarrollara una presión elevada cuando se cierra la válvula de descarga. Por esta razón es común el proporcionar una válvula de alivio para descarga, con objeto de proteger la bomba y su tubería. Las bombas de acción directa se detienen cuando la fuerza total en el pistón del agua iguala a la del pistón de vapor; las bombas de potencia desarrollan una presión muy elevada antes de detenerse. Esta es varias veces la presión de descarga normal de las bombas de potencia.Las bombas de potencia se encuentran particularmente bien adaptadas para servicios de alta presión y tienen algunos usos en la alimentación de calderas, bombeo en líneas de tuberías, procesos de obtención de petróleos y aplicaciones similares.Las bombas de potencia en los primeros diseños eran generalmente movidas por vapor.

BOMBAS DE POTENCIA DE BAJA CAPACIDAD:Estas unidades se conocen también como bombas de capacidad variable, volumen controlado y de proporción. Su uso principal es para controlar el flujo de pequeñas cantidades de líquido para alimentar calderas, equipos de procesos y unidades similares. Como tales ocupan un lugar muy importante en muchas operaciones industriales en todo tipo de plantas.

Fig. 18La capacidad de estas bombas puede variarse cambiando la longitud de la carrera. La unidad en la figura 18 usa un diafragma para bombear el líquido que se maneja, pero el diafragma esta accionado por un émbolo que desplaza aceite dentro de la cámara de la bomba. Cambiando la longitud de la carrera del émbolo se varía el desplazamiento del diafragma.

BOMBAS DE DIAFRAGMA:La bomba combinada de diafragma y pistón, generalmente se usa solo para capacidades pequeñas. Un diafragma de material flexible no metálico puede soportar mejor la acción corrosiva o erosiva que las partes metálicas de algunas bombas alternativas..

DESCRIPCIÓN DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVOBOMBAS CENTRÍFUGAS:

Las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un motor de paletas giratorio sumergido en el líquido. El líquido entra en la bomba cerca del eje del motor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presión. El motor también proporciona al líquido una velocidad relativamente alta, que puede transformarse en presión en una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor.

TIPOS DE BOMBA CENTRÍFUGAS

BOMBAS VOLUTA:

En este dispositivo, el fluido con alta energía cinética por efecto del movimiento a la salida del impulsor es transformada en energía de presión.

BOMBAS DIFUSOR:Las paletas direccionales estacionarios rodean el motor o impulsor en una bomba del tipo difusor. Esos pasajes con expansión gradual cambian la dirección del flujo del líquido y convierten la energía de velocidad a columna de presión.

BOMBAS TURBINA:También se conocen como bombas de vórtice, periféricas y regenerativas; en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de las paletas a velocidades muy altas dentro del canal anular en el que gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos de energía. La bomba del tipo difusor de pozo profundo, se llaman frecuentemente bombas turbinas.

BOMBAS DE FLUJO MIXTO Y AXIAL:Las bombas de flujo mixto desarrollan su columna parcialmente por fuerzas centrífugas y parcialmente por el impulsor de las paletas sobre el líquido. El diámetro de descarga de los impulsores es mayor que el de entrada. Las bombas de flujo axial desarrollan su columna por la acción de impulso o elevación de las paletas sobre el líquido. El diámetro del impulsor es el mismo en el lado de succión y en el de descarga. Una bomba de impulsor es un tipo de bomba axial.

CABEZAL DE UNA BOMBA:

Es la energía entregada por la bomba al fluido, escrita en longitud de líquido, y puede ser estimada mediante la siguiente relación.

CABEZAL DE UNA BOMBA DISPONIBLE (NPSHD):

Este parámetro, representa la energía con que llega el fluido a la succión de la bomba. Es deseable que a la succión de la bomba la energía no sea demasiado baja, específicamente el termino de presión, ya que si esto sucede, parte del líquido que es bombeado, puede evaporarse, lo que formaría burbujas que pueden afectar enormemente el desempeño de la bomba.

CABEZAL DE UNA BOMBA REQUERIDO:

El NPSHR es función del rodete, su valor, determinado experimentalmente, es proporcionado por el fabricante de la bomba. El NOSHR corresponde a la carga minima que necesita la bomba para mantener un funcionamiento estable. Se basa en una elevación de referencia, generalmente considerada como el eje del rodete.

PUNTO DE OPERACIÓN DEL SISTEMA:

El punto de operación real, entre la bomba y el sistema, tendrá lugar en el punto donde se intercepten la curva cabezal vs caudal de la bomba (curva característica), con la curva de cabezal del sistema.

VENTILADOR:

Un ventilador es una máquina rotativa que pone el aire, o un gas, en movimiento. Se puede definir también como una turbomáquina que transmite energía para generar la presión necesaria para mantener un flujo continuo de aire.

VENTILADORES AXIALES:

Son aquellos en los cuales el flujo de aire sigue la dirección del eje del mismo. Se suelen llamar helicoidales, pues el flujo a la salida tiene una trayectoria con esa forma. En líneas generales son aptos para mover grandes caudales a bajas presiones. Con velocidades periféricas medianamente altas son en general ruidosos. Suelen sub-clasificarse, por la forma de su envolvente, de la siguiente manera:

Tube axial

Vane axial

Centrifoil

Helicoidal

VENTILADORES CENTRÍFUGOS:En los ventiladores centrífugos la trayectoria del fluido sigue la dirección del eje del rodete a la entrada y perpendicular al mismo a la salida. Si el aire a la salida se recoge perimetralmente en una voluta, entonces se dice que el ventilador es de voluta.

Estos ventiladores tienen tres tipos básicos de rodetes:

Curvadas hacia adelante

Radial tip

Airfoil Inclinadas hacia atrás

Palas radiales

SOPLADORES:

Se utiliza para incrementar la presión y provocar un flujo de aire y otros gases en un sistema de flujos de gases. Su función es similar a las de las bombas.

CLASIFICACIÓN:Su clasificación es similar a la de los ventiladores, la diferencias básicas entre ellos se hallan en su forma y las presiones que pueden desarrollar debido a su diseño.

COMPRESORES:

Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen especifico del mismo durante su paso a través del compresor.

CLASIFICACIÓN DE LOS COMPRESORES:Al clasificarse según el indicio constructivo los compresores volumétricos se subdividen en los de émbolo y de motor y los de paletas en centrífugos y axiales. Es posible la división de los compresores en grupos de acuerdo con el género de gas que se desplaza, del tipo de transmisión y de la destinación del compresor. Estos al igual que las bombas mencionadas anteriormente pueden clasificarse en dos grupos:

1. COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO:

COMPRESORES ALTERNATIVOS O DE EMBOLO Compresor de émbolo oscilante Compresor de membrana Compresor de émbolo rotativo

COMPRESORES ROTATORIOS Compresores de tornillo Compresores de paletas deslizantes Compresores soplantes

2. COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO:

COMPRESORES CENTRÍFUGOS Compresor Axial

ESTUDIO DE LA CONTAMINACION EN LUBRICANTES A TRAVES DEL CONTEO DE PARTICULAS:

El contaje de partículas mide la limpieza de un aceite. Las partículas se evalúan en cinco categorías de tamaños y se reportan por 1 ml de fluido. Se cuentan todas las partículas incluyendo las de desgaste, y contaminantes de proceso y ambientales. Este test es particularmente importante para sistemas limpios, ej. Hidráulicos, transmisiones, turbinas, compresores. Se ha demostrado que el 70-85% de los fallos de componentes hidráulicos se deben a contaminación por partículas debiéndose el 90% de ellos a desgastes abrasivos.

CODIGO DE LIMPIEZA IS-4406:99 METODOLOGIA PARA EFECTUAR LOS ANALISIS EN BASE SA-CO-DE:

La Organización Internacional para la estandarización creó el código de limpieza 4406:1999. Para cuantificar los niveles de contaminación por partículas por mililitro de fluido en tres tamaños: 4µ[c], 6µ[c], y 14µ[c].

METODOLOGIA:

Leer - considerar toda la información referente al equipo que proporcione el reporte de análisis Tomar nota de todos los detalles referentes al muestreo -¿por dónde fue tomada la muestra? ¿bajo qué condiciones? ¿la máquina estaba en operación?, ¿se

tomó recién después de parar el equipo?, ¿la máquina no había estado en uso durante mucho tiempo?, ¿cómo fue tomada?, ¿por puerto de drenado, ¿por puerto o válvula de muestreo?, ¿con bomba de succión? ¿en un codo en línea de retorno? ¿antes o después de filtros? ¿se purgó la cantidad suficiente en caso de haber manguera microbore o conectores? ¿en qué recipiente se tomó la muestra?, etc., etc. No toda esta información suele estar presente, sin embargo, deberá de tomarse en consideración toda la información disponible a objeto de incluirla en el momento de obtener conclusiones

Observaciones generales – tipo de maquinaria, en qué industria opera, ambiente de trabajo del equipo, etc. Normalización - ¿Hace falta “normalizar” la información? Si es así, proceda a normalizar Identificación de cada propiedad/característica de análisis - Identifique cada dato, con el Código SACODE (Salud — S, Contaminación — C y Desgaste —

D). Poner letra a la izquierda de cada dato (Ver Tabla 2) Línea Base y última muestra reportada -Ver Primero la información de la “línea base”, Segundo la data del último análisis y Tercero la data de las diferentes

muestras a lo largo del tiempo (tendencias) Establecimiento de Límites - Con la información de la línea base, calcular los límites de precaución y críticos para cada resultado, tomando en consideración

la información en la Tabla 1. Anotar los límites de precaución y crítico a la derecha de cada valor. Metodología - Iniciar lectura primero en cuanto a las propiedades de SALUD, segundo la data relativa a la CONTAMINACION y al final, los datos

correspondientes al DESGASTE Calificación de datos en varias categorías - 1. Dato normal: dentro de límites precautorios, 2. Datos con tendencia: aún está dentro de límites normales o

críticos, pero muestra una especial tendencia, ya sea de incremento o de disminución y 3. Dato anormal y crítico (a éstos se les denomina “pivotes” y servirán como puntos base de referencia para la calificación del reporte): Son los que están fuera del límite crítico o por encima del límite de 2 desviaciones estándar o cuando se tienen 3 valores consecutivos por encima del límite de una desviación estándar (aunque esté por debajo del límite de 2 desviaciones estándar). En este proceso (tal como se describe en el punto de arriba) detenerse en el primer valor anormal que resulte y marcarlo como “Pivote #1”. Ver además, la historia para tal propiedad (información de muestras anteriores). Continuar este proceso, de tal forma que primero se recorrerán todos los datos de salud, después los de contaminación y al final los de desgaste. Es posible, dependiendo del estado de la muestra, el obtener varios pivotes en cada una de las dimensiones (SA-CO-DE)

Anotar las conclusiones parciales en cada dato y continúese en el orden establecido Al terminar, reúna sus anotaciones, analice si los pivotes o datos con tendencia se relacionan (explican) entre sí y emita un reporte de lo encontrado. No

aventurarse en las conclusiones, mantenerse siempre en el contexto de los hechos; en todo caso recomiende hacer o haga una investigación de campo Defina acciones para qué hacer con el lubricante y qué hacer con el equipo. Utilice el código de colores: Verde – Condición normal, no se requiere acción Amarillo – Condición anormal, requiere acción Rojo – Condición crítica, requiere acción inmediata