Unidad N 4 2020

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO Ing. Francisco Membrives 
Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Ing. Sergio Sini 
OPERACIONES UNITARIAS I 
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UNIDAD Nº 4 
EQUIPOS DE BOMBEO. 
Si tenemos un depósito de un fluido en un nivel 1 elevado, conectado por una tubería, respecto a 
otro nivel 2, la circulación del fluido se realiza en forma espontánea por la diferencia de energía 
existente entre ambos estados. Puede incluso aprovecharse dicha energía interponiendo en la 
circulación del mismo un generador eléctrico, transformando parte de esa energía en electricidad. 
Este es el principio de funcionamiento de las centrales hidroeléctricas. 
Los problemas industriales consisten normalmente en transportar o hacer circular un fluido. Si el 
fluido debe circular desde un nivel de baja energía a otro de energía superior, es necesario 
aportar energía. 
 
Si el fluido es un líquido, el elemento encargado de suministrar energía se denomina BOMBA, 
que consume algún tipo de energía y la transmite al fluido. Si el fluido es un gas, podemos 
encontrarnos con máquinas de dos tipos: 
a.- VENTILADORES: utilizados cuando las presiones son bajas. Se toma como límite 1000 mm 
de columna de agua como máxima presión a alcanzar. Debido a que las presiones que 
generan son pequeñas, el fluido prácticamente no es comprimido y por ello los ventiladores 
se estudian desde la hidráulica, en forma análoga al estudio de fluidos incompresibles. 
b.- COMPRESORES: empleados cuando las energías a suministrar son considerables, esto es 
presiones superiores a 1000 mm de columna de agua. Los compresores se estudian desde la 
termodinámica, presentando ciclos de funcionamiento que los caracterizan. 
BOMBAS 
Las bombas son los equipos utilizados para proporcionar la energía que se necesita para 
movilizar un fluido líquido por una tubería. Se ha desarrollado una variada gama de bombas que 
difieren en su fundamento y en su construcción mecánica; pero poseen diversos aspectos 
comunes a todas ellas. 
Al seleccionar una bomba hay que tener en cuenta la capacidad de la misma, la energía o carga 
suministrada al fluido, la potencia requerida para accionarla y la eficiencia de la unidad. Para 
obtener las mejores características es necesario conocer: 
1.- La naturaleza de fluido transportado: ¿Es corrosivo? ¿Se encuentra caliente o frío y cuál es su 
presión de vapor? ¿Es viscoso o no? ¿Contiene sólidos en suspensión? 
2.- La capacidad necesaria y la gama de capacidades requeridas 
3.- La condiciones de succión. ¿Trabajará aspirando o inundada? 
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4.- Las condiciones de descarga. ¿Qué presión se requiere? ¿Cuál es la fricción del fluido que 
debe ser vencida? 
5.- El tipo de servicio; ¿Es continuo o intermitente? 
6.- La naturaleza de la potencia disponible para accionar la bomba 
7.- La localización de la bomba. ¿Existe espacio disponible? ¿Qué espacio se requiere? 
CARACTERÍSTICAS DE UNA INSTALACIÓN DE BOMBEO 
En una instalación de bombeo encontramos dos zonas o sectores separados por un plano vertical 
que pasa por el punto de aspiración del equipo de bombeo (llamado ojo de la bomba). Estas 
zonas se denominan: 
1.- Zona de aspiración: es por donde se produce el ingreso del fluido a la bomba. Es un sector 
de baja presión ubicado a la izquierda del plano de referencia antes mencionado. Abarca 
desde el punto desde donde se toma el fluido hasta el ojo de la bomba. 
2.- Zona de impulsión: Abarca desde la salida de la bomba hasta el final del recorrido. Es un 
sector de alta presión ubicado a la derecha del plano de referencia. 
En la siguiente figura se representa una instalación de bombeo indicando los distintos sectores 
que la componen. 
Considerando un plano de referencia horizontal ubicado en el punto de aspiración, podemos 
considerar: 
Nivel estático de aspiración: Nivel desde donde se toma el fluido a bombear. 
Nivel estático de impulsión: Nivel donde se descarga el fluido bombeado. 
ALTURA TOTAL DE ASPIRACIÓN (ATA): es la suma de la altura estática de aspiración + la 
presión que actúa sobre el líquido + las pérdidas en la aspiración. 
Eje cero (x = 0)
Nivel estático de impulsión
Nivel estático de aspiración
ALTURA ESTÁTICA DE 
IMPULSIÓN
AEI
ALTURA ESTÁTICA DE 
ASPIRACIÓN
AEA
ZONA DE ASPIRACIÓN ZONA DE IMPULSIÓN
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ATA = AEA + Pasp + Hasp 
 
ALTURA TOTAL DE IMPULSIÓN (ATI): es la suma de la altura estática de impulsión + la 
presión que actúa sobre el fluido en la descarga + las pérdidas en la impulsión 
ATI = AEI + Pi + Hi 
 
ALTURA TOTAL DE BOMBEO: Es la diferencia entre la altura estática de impulsión y la 
altura estática de aspiración. 
ATB = ATI - ATA 
CÁLCULO DEL TRABAJO Y POTENCIA DE BOMBEO 
Aplicando el teorema de Bernoulli entre los estados 1 y 2: 
 
Pe
P
 
g . 2
v
 W H - 
Pe
P
 
g . 2
v
 
2
2
2
2
1
2
1
1 ++=+++ zΔz 
 
De la ecuación anterior se deduce que el trabajo de bombeo se calculará como: 
 
H 
Pe
P - P
 
g . 2
 v- v
 - W 
12
2
1
2
2
12 Δzz +++= 
“La energía de bombeo debe ser la necesaria para cubrir las diferencias de altura, energía 
cinética, presiones y la pérdida de carga entre 1 y 2. 
H: Pérdida de carga total en la instalación. 
La potencia de la bomba, expresada en CV, se calcula con la siguiente expresión: 
 
 
η . 75
Pe . W . Q
 Potencia  
Donde 
- Q es el caudal en m3/s; 
- W: trabajo en m; 
- Pe: peso específico del fluido a bombear en Kg/m3; 
- : rendimiento del equipo de bombeo; se encuentra en el rango de 0,75 <  < 0,85; 
- 75: factor de conversión entre unidades de potencia; 1 CV = 75 Kg.m / s 
 
CLASIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS DE BOMBEO 
La clasificación más amplia de los equipos de bombeo es la que se realiza en función de la forma 
en la que se suministra energía al fluido. Así: 
 
 
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1.- BOMBAS DE ENERGÍA CINÉTICA 
“Suministran la energía al fluido bajo la forma de velocidad, incrementando la energía cinética.” 
Posteriormente, en algún punto de la bomba, esta energía cinética debe ser transformada en 
energía de presión. 
1.1.- BOMBAS CENTRÍFUGAS 
Las bombas centrífugas se usan ampliamente en los procesos industriales debido a la simplicidad 
de su diseño, bajo costo inicial, bajo mantenimientoy flexibilidad de aplicación. 
En su forma más simple, la bomba centrífuga consiste en un impulsor que gira dentro de una caja 
circular. El fluido entra por el centro del impulsor rotatorio, ojo de aspiración, y es llevado hacia 
afuera por la acción centrífuga. La energía cinética del fluido aumenta desde el centro del 
impulsor hasta los extremos de las aletas impulsoras. 
En la siguiente figura se representa como fluye el líquido a través de una bomba centrífuga. 
Como consecuencia de la elevada velocidad de giro del impulsor, se genera una zona de baja 
presión, y se produce la aspiración del fluido. 
 
2
1
a 1
2
a
b
 
 
El líquido entra axialmente por la conexión de succión en el 
punto a. En el centro del impulsor, el líquido se dispersa axialmente y entra en los canales 
Engranajes 
 
Externos 
Internos 
Bombas 
De energía 
cinética 
 
De desplaza-
miento positivo 
Centrífugas 
Periféricas 
De voluta 
Con Difusor 
Etapa simple 
Multietapa 
Etapa simple 
Multietapa 
Alternativas 
De Pistón 
 
De Diafragma 
 
Rotativas 
De rotor simple 
De rotor múltiple 
 
De Aletas 
 De Tornillo 
 De Impulsor flexible 
 De Pistón 
 
Lobulares 
 Tornillo 
 
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limitados por los álabes en el punto 1. Fluye a través del impulsor y lo abandona por la periferia 
del mismo en el punto 2; es recogido en la voluta y descarga de la bomba por el punto b. 
Las cajas de las bombas centrífugas pueden variar en su diseño, pero la principal función de ellas 
es convertir la energía de velocidad impartida al fluido por el impulsor, en energía de presión 
útil. A medida que el líquido sale de la paleta del impulsor y entra en la carcasa, su velocidad 
disminuye; de acuerdo con el teorema de Bernoulli, su presión debe aumentar en forma 
proporcional y este incremento de presión es la fuente de la carga hidrostática desarrollada por la 
bomba. 
En las bombas con caja tipo voluta, el impulsor descarga dentro de un área de flujo que se 
expande continuamente. Este aumento en el área del flujo origina que la velocidad del fluido 
disminuya gradualmente, convirtiendo la energía de velocidad en energía de presión. Este tipo de 
bomba tiene como inconveniente que posee mediana eficiencia, ya que el fluido al ser lanzado 
radialmente por las aletas, debe cambiar de dirección al entrar en la voluta, lo que genera cierta 
turbulencia que consume potencia en forma de fricción. 
 
La caja de bomba con anillo difusor tiene guías estacionarias divergentes que ofrecen al líquido 
una trayectoria estrecha del impulsor a la caja. Los difusores sirven para el mismo propósito que 
la voluta, pero con ellos el líquido efectúa el cambio de dirección suave, sin choques ni 
remolinos. El difusor posee un paso en el que la sección y la dirección cambian gradualmente. 
Los difusores mejoran la eficiencia del equipo de bombeo y se aplican en equipos de múltiples 
etapas y alta presión. 
 
El impulsor o rodete es el corazón de la bomba centrífuga. Consiste de cierto número de aletas 
curvas u hojas con una forma tal que proporcionan un flujo suave de fluido entre las hojas. Los 
rodetes son principalmente de tres tipos: 
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a.- Abiertos: llevan aletas insertadas en un cubo o cilindro central. Son los más sencillos, baratos 
y se adaptan bien para el bombeo de líquidos con sólidos en suspensión. Tienen el inconveniente 
de que existen escapes desde el lado de la descarga hacia el lado de la impulsión. 
 
b.- Semicerrados o semiabiertos: en este caso las paletas se insertan en un cilindro central, 
como en el rodete abierto, pero una de las caras de las paletas es tapada con un disco o placa de 
diámetro adecuado. 
 
c.- Cerrados: en este caso las paletas van dispuestas entre dos placas o discos de metal. Se 
utilizan para fluidos con propiedades similares a las del agua. No son aptos para líquidos 
viscosos ni con sólidos en suspensión. 
 
Funcionamiento de las bombas centrífugas 
Una partícula de fluido que sale por el extremo del álabe del rotor de una bomba lo hace con una 
velocidad tangencial U, debida a la velocidad del mismo rotor, y una velocidad W paralela a la 
dirección del extremo de la paleta, debida al deslizamiento a lo largo de la superficie del álabe 
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por acción de la fuerza centrífuga. La resultante de estas dos velocidades es C, cuya dirección y 
magnitud dependen de U y W. En la voluta de la bomba, la sección recta del camino del líquido 
es mayor que en el rodete, y en una bomba ideal sin fricción, la caída de velocidad desde C hasta 
una velocidad baja en la voluta, origina un aumento de presión. 
D1
D2
R1
R2
u
u
u
w
w
w
c
c
c
u
u
u
w
w
wc
c
c
2
x
1
Trayectoria de
la partícula
x
x
 
 
Si se aumenta la velocidad del rotor desde n1 hasta n2 rpm, puede efectuarse una comparación de 
los caudales descargados (Q) por la relación: 
2
1
2
1
n
n
 
Q
Q
= 
Por otra parte, la energía desarrollada, en metros de columna de líquido (H), se relaciona con el 
cuadrado del caudal descargado: 
2
2
2
1
2
2
2
1
2
1
n
n
 
Q
Q
 
H
H
 == 
La potencia consumida (P) será al producto de H por Q, y por lo tanto proporcional al cubo de n 
 
3
2
3
1
3
2
3
1
2
1
n
n
 
Q
Q
 
P
P
 == 
Estas relaciones son una guía tosca del funcionamiento de la bomba. La conversión de la carga 
de velocidad en carga de presión está afectada por el ángulo de las paletas, la velocidad, las 
pérdidas por fricción y varios escapes; los cambios de viscosidad, etc. La suma de todos estos 
factores no puede ser determinado matemáticamente, por lo que corrientemente se determinan 
con pruebas en la propia bomba. 
Curvas características 
El funcionamiento de una bomba determinada se expresa mejor por medio de las llamadas 
“curvas características”. Estas son suministradas por el fabricante de la bomba y son obtenidas 
utilizando como fluido agua. Si el fluido a utilizar no es agua, se deben efectuar las correcciones 
necesarias para obtener los valores equivalentes con el uso de agua. 
En las curvas características se correlacionan los distintos parámetros de funcionamiento, siendo 
los más importantes: 
H: energía desarrollada, en metros de columna de líquido 
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Q 
(m3/h) 
 H 
H1 
Q1 
Q: caudal 
P: Potencia 
: Rendimiento 
Las curvas características se determinan 
experimentalmente efectuando mediciones y son los 
elementos esenciales para seleccionar el modelo de 
bomba a utilizar. La más representativa de estas 
curvas, en base a la cual se realiza la selección de la 
bomba, es la curva de energía o altura manométrica 
total (H) en función del caudal Q. 
En ella vemos que a medida que el caudal aumenta, 
la energía disminuye, lo que se explica atendiendo a 
que, al aumentar el caudal aumentará la velocidad de circulación y con ella la pérdida de carga. 
En la curva se observa que la bomba no posee un solo valor de caudal a suministrar ni una sola 
altura manométrica. La máxima energía se obtendrá con la salida obstruida, esto es a caudal 
cero. La máxima erogación será cuando la altura sea cero. 
En la siguiente figura se observan las curvas características de diferentes modelos de un equipo 
de bombeo, de la cual puede realizarse una preselección del modelo de bomba a emplear. 
 
 
 
Estas curvas no son fijas, se ven alteradas por determinados parámetros como son el número de 
revoluciones por minuto (n) y el diámetro del rodete. 
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H 
Q 
2 
1 
Si analizamos un mismo equipo funcionando a distintas rpm, veremos que la curva característica 
de la bomba se desplaza hacia la derecha a medida que aumentan las rpm. 
En forma similar al efecto producido por el incremento de las vueltas de giro, al incrementar el 
diámetro del rodete o impulsor, se modificaran las características del equipo. En este caso 
también se produce un desplazamiento de la curva característica hacia la derecha a medida que 
se incrementa el diámetro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Si comparamos una bomba que posee una curva característica como la 1 de la siguiente figura, 
con otra bomba que posee una curva como la 2; podemos observar que la bomba 1 será más 
conveniente y versátil, ya que permite realizar mayores modificaciones en el caudal con menores 
cambios en la energía de bombeo obtenida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Los mejores equipos de bombeo son los que poseen curvas planas en una zona tan amplia 
como sea posible”. 
H (m) 
Q 
(m3/h) 
n1 
n2 
n3 
n1 < n2 < n3 
H (m) 
Q 
(m3/h) 
1 
2 
3 
1 < 2 < 3 
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La curva P – Q muestra la relación entre la potencia consumida y la capacidad de la bomba. En 
la siguiente figura se observa una familia de curvas P – Q para distintos diámetros de rodetes. 
 
 
 
 
La curva  - Q relaciona el rendimiento de la bomba con la capacidad. En ellas puede observarse 
que el equipo de bombeo puede trabajar con el mismo rendimiento para distintas relaciones de 
caudal y altura de impulsión (energía). 
 
 
Este tipo de bomba puede trabajar sin inconvenientes con fluidos que contengan cierta cantidad 
de sólidos en suspensión, si el rodete y diseño lo permiten. En general las bombas centrífugas no 
son recomendadas para el manipuleo de fluidos viscosos, ya que estos poseen elevada resistencia 
interna que dificulta el desplazamiento del fluido en la zona de aspiración y dentro del rotor. 
Debido a la succión en la zona de aspiración, las bombas centrífugas tienen capacidad para 
elevar líquidos desde niveles inferiores. Aquí se pone de manifiesto la importancia de los sellos o 
estopadas, ya que si ingresa aire al equipo, automáticamente deja de funcionar. De la misma 
forma, cuando la succión se está produciendo desde una cierta profundidad, tanto el cuerpo de la 
bomba como la tubería de aspiración deben estar cargadas con el fluido a bombear; de lo 
contrario, aspirará aire y dejará de funcionar. Para evitar que la zona de aspiración se descargue, 
se utiliza en el extremo de la tubería una válvula de retención. 
Q (m3/h) 
 
 
1 < 2 
H 
Q (m3/h) 
1 2 
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RÉGIMEN DE TRABAJO 
Las bombas, según la disposición en la instalación de bombeo, pueden operar bajo dos 
regímenes diferenciados: 
1.- Aspirando: en este caso el nivel del fluido desde donde la bomba debe alimentarse se 
encuentra por debajo del plano horizontal que pasa por el ojo de la misma. La bomba debe 
“succionar” al fluido hasta el ojo de aspiración para poder luego impulsarlo. 
2.- Inundada: el nivel del fluido está por encima del plano que pasa por el ojo de la bomba. En 
este caso, todo el cuerpo de la bomba se encuentra lleno de fluido, incluso, por vaso 
comunicante, llenará la tubería de impulsión hasta igualar la altura a la que se encuentra en el 
depósito. 
 
CAVITACIÓN - CARGA NETA DE SUCCIÓN POSITIVA (NPSH) 
Cavitación 
Cuando se utiliza una bomba centrífuga a alta velocidad, se desarrollan bajas presiones en el ojo 
del impulsor. El fenómeno conocido como cavitación puede dividirse en dos partes; la primera 
tiene su origen cuando la presión en el ojo de aspiración del equipo disminuye a un valor menor 
que la presión de vapor del líquido a la temperatura a la que se encuentra, generándose el pasaje 
del estado líquido al de vapor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Inundada
Aspirando
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La segunda parte del proceso ocurre cuando las burbujas de vapor formadas recorren el espacio 
comprendido entre dos álabes del rodete, reciben energía cinética y son desplazadas a las zonas 
de alta presión, donde se produce una implosión de la burbuja, volviendo el fluido bruscamente a 
pasar al estado líquido. 
 
 
 
 
 
Estas implosiones generan niveles de energía superiores a las resistencias de los materiales con 
que están fabricados los impulsores, generando desprendimientos localizados de material, ruidos, 
vibraciones y en general una disminución de la eficiencia de la bomba. A medida que el proceso 
se intensifica, todos estos efectos se acentúan, llegando incluso a la rotura total del impulsor. 
 
 
 
 
Carga neta de succión positiva (NPSH) 
Net positive suction head 
Representa la energía de presión mínima del fluido en el ojo de aspiración de la bomba por 
encima de la presión de vapor del fluido. 
 
Es necesario distinguir entre la carga neta de succión positiva requerida (NPSH)r y lacarga neta 
de succión positiva disponible (NPSH)d. 
(NPSH)r: representa la energía neta que debe tener el fluido en el ojo de aspiración de la bomba 
por encima de la presión de vapor del fluido. Depende exclusivamente del diseño de 
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la bomba y de la velocidad de giro, es un valor característico de la misma. El 
fabricante del equipo suministra curvas de (NPSH)r vs el caudal. 
 
(NPSH)d: se define como la energía en el ojo de aspiración de la bomba, por encima de la 
presión de vapor del fluido en las condiciones de trabajo (para evitar la cavitación) en 
la instalación donde se ha instalado el equipo de bombeo. Dependerá de las 
condiciones y diseño de la instalación. 
El concepto de (NPSH) se aplica a un correcto funcionamiento de una bomba, a los efectos de 
evitar el fenómeno de cavitación, ruidos, vibraciones y su deterioro mecánico. Para que el 
funcionamiento de la instalación de bombeo sea adecuado, debe verificarse que: 
(NPSH)r < (NPSH)d 
Si la instalación ha sido diseñada de forma tal que el NPSHd es menor que el NPSHr, en general 
las dos posibilidades que existen son las de: 
1. Disminuir el NPSHr: En general de difícil aplicación, ya que requiere modificar el equipo 
de bombeo o sumar elementos adicionales, ya que se podría aumentar la sección del ojo 
del impulsor; instalar un inductor en la aspiración; usar bomba de velocidad más baja con 
impulsor de diámetro mayor o usar varias bombas de menor caudal en paralelo. 
2. Aumentar el NPSHd: que implica tener consideraciones especiales en el diseño de la 
instalación sobre los principales factores que determinan el NPSHd. Estos factores 
básicamente son cuatro: 
- La presión sobre el líquido en la alimentación 
- La altura estática de aspiración 
- Las pérdidas de carga en la zona de aspiración 
- La presión de vapor del fluido a la temperatura que es bombeado. 
 
Cuando se está realizando el cálculo de una instalación de bombeo, sin tener todavía datos 
precisos del equipo a utilizar y por ende del (NPSH)r, se toma como valor aceptable para el 
(NPSH)d de la instalación el valor de 3 m. 
 
DETERMINACIÓN DEL (NPSH)d DE UNA INSTALACIÓN 
Para las siguientes instalaciones el (NPSH)d será: 
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H
P atm
Caso 1: recipiente cerrado (presurizado o bajo vacío) y bomba trabajando a régimen inundado. 
 
 
 
 
 (NPSH)d = PABS + H - HASP - PV 
 
 Si P > PATM  PABS = PATM + PMAN 
 Si P < PATM  PABS = PATM - PVACIO 
 
 
 Caso 2: recipiente abierto a la atmósfera y bomba trabajando a régimen inundado. 
 
 
 
 
(NPSH)d = P ATM + H - HASP - PV 
 
 
 
 
Caso 3: recipiente cerrado (presurizado o bajo vacío) y bomba trabajando a régimen aspirando 
 
(NPSH)d = PABS - H - HASP - PV 
 
 Si P > PATM  PABS = PATM + PMAN 
 Si P < PATM  PABS = PATM - PVACIO 
 
 
 
 
Caso 4: recipiente abierto a la atmósfera y bomba trabajando a régimen aspirando. 
 
 
 
 
 
 
(NPSH)d = P ATM - H - HASP - PV 
 
 
 
Conexión de bombas centrífugas en Serie 
La conexión de dos bombas centrífugas en serie implica conectar la salida (impulsión) de la 
primera bomba a la aspiración de la segunda, como se ve en la figura. 
H
P atm
H
P man
H
P man
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 Bomba 2 
Bomba 1 
H 
Q 
H1 = H2 
HT = H1 + H2 
B1 + B2 
B1 = B2 
De esta forma, circulará el mismo caudal por los dos equipos, pero la energía alcanzada a la 
salida del conjunto es la suma de la energía suministrada por cada una de las bombas. En este 
tipo de disposición, es común utilizar bombas de las mismas características. La curva 
característica del conjunto resultará como la mostrada en la figura a la derecha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bombas centrífugas multietapas 
Las bombas en serie se utilizan cuando se requieren energías (presiones) elevadas. Es común esta 
disposición en las bombas de profundidad y en las multietapas, que consisten en varios rodetes 
montados sobre un mismo eje, teniendo cada uno de ellos una carcasa difusora que impulsa el 
fluido hacia el ingreso del siguiente rodete. 
La disposición de las bombas centrífugas multietapas puede ser vertical (como en las bombas de 
profundidad) u horizontal. 
 
 
Conexión de bombas centrífugas en Paralelo 
La conexión de dos bombas centrífugas en paralelo consiste en colocar cada bomba 
alimentándose en forma independiente y unir la impulsión de las dos constituyendo una sola 
salida, como se ve en la figura. 
 
 
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Se utiliza cuando se necesitan caudales grandes a una presión determinada no muy elevada. Se 
eligen corrientemente equipos similares que proporcionan un determinado caudal a la presión 
requerida. 
Como resultado de este tipo de conexión, tendremos la misma presión que suministra cada 
bomba por separado y el caudal obtenido será la suma del caudal que suministra cada una de 
ellas. Este efecto puede observarse en la siguiente figura. 
Curva del sistema y punto de funcionamiento 
Como puede observarse al analizar la curva característica de una bomba, esta puede funcionar en 
una variada gama de caudales y de acuerdo a cual sea este caudal será el rendimiento y 
capacidad de la misma. Un mismo equipo 
trabajando en distintas instalaciones, dará 
prestaciones completamente distintas. 
Una vez colocado el equipo de bombeo en la 
instalación, ¿Cuál será el punto de 
funcionamiento? 
Para poder determinarlo se recurre a la 
construcción de la Curva de carga del Sistema, 
que se obtiene teniendo en cuenta que el trabajo 
de bombeo requerido (carga del sistema) será la 
suma de la “carga estática”, que comprende la 
diferencia de altura geométrica z2 – z1 y el 
trabajo requerido para vencer las diferencias de 
presión si las hubiere, más la pérdida de carga 
que se produzca en la instalación. 
Como la pérdida de carga varía con el cuadrado 
de la velocidady esta última con el caudal, a 
medida que varíe el caudal se modificará la 
pérdida de carga (figura a) y con ella la altura o 
trabajo de bombeo. A caudal cero, la pérdida de 
carga también será cero y la mínima altura será la 
necesaria para vencer las diferencias de energía 
potencial y de presión (carga estática), por lo cual 
 B1 B2 
Q1 + Q2 
Q2 Q1 
B1 = B2 
B1 + B2 
H 
Q 
(z2 – z1) + ((P2-P1)/Pe) 
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este será el punto de inicio de la curva del sistema (figura b). A partir de allí se irá sumando la 
pérdida de carga que se genere para cada uno de los caudales que circule. 
Al superponer la curva característica H – Q del equipo de bombeo, con la curva de carga del 
sistema, se podrá determinar el caudal en el punto en que se cruzan las dos curvas. Este es el 
caudal que entregará al sistema esa bomba en esa aplicación particular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2.- BOMBAS PERIFÉRICAS 
La bomba periférica está constituida por una turbina o impulsor que gira a elevada velocidad, 
generando una combinación de impulso mecánico y fuerza centrífuga para producir cargas 
elevadas a bajos caudales, generalmente de menos de 20 m3/h. El impulsor tiene muchos pasos 
radiales cortos fresados a cada lado de la periferia, y también se mecanizan canales en las 
superficies de la carcasa. Al entrar, el líquido se dirige a los pasos radiales del impulsor y sigue 
una trayectoria en espiral en torno a la periferia, pasando alternativamente del impulsor a la 
carcasa y recibiendo impulsos sucesivos, conforme avanza. 
En esta bomba la recirculación esta muy favorecida. El fluido que abandona una aleta es 
arrastrado alrededor del canal por las propias aletas, vuelve a penetrar por la zona de admisión de 
las aletas y recibe así uno o más impulsos antes de que recorra una vuelta completa por la 
periferia, desde el lugar de succión hasta el de descarga o impulsión. 
Su funcionamiento es análogo al de una bomba de múltiple etapa, y proporcionan presiones 
elevadas para cantidades pequeñas del fluido. 
Estas bombas resultan especialmente útiles cuando se necesita manejar volúmenes pequeños de 
líquidos de baja viscosidad a presiones más altas que las que normalmente proporcionan las 
bombas centrifugas habituales. Su empleo se limita a líquidos puros o exentos de sólidos, 
existiendo unidades con múltiples efectos para los casos en que se precisan cargas muy elevadas. 
Caudal 
Curva característica 
Curva del sistema 
H 
(z2 – z1) + ((P2-P1)/Pe) 
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Es común su empleo para alimentar generadores de vapor. La figura representa una bomba de 
este tipo, desmontada. 
 
2.- BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO 
Son aquellas que suministran al fluido energía bajo la forma de presión. En todas las bombas de 
desplazamiento positivo, una cavidad o cavidades están alternativamente llenas y vacías del 
fluido bombeado. 
La carga máxima está determinada por la potencia disponible y por la resistencia mecánica de las 
piezas de la bomba. Generalmente en el lado de descarga de todas las bombas de desplazamiento 
positivo se coloca una válvula automática de seguridad que abre cuando se excede la presión 
normal de trabajo o la presión máxima de descarga. 
Las bombas de desplazamiento positivo pueden ser de dos tipos: alternativas o rotativas 
2.1.- ALTERNATIVAS 
El funcionamiento de las piezas de transferencia consiste en hacer avanzar y retroceder un pistón 
o un diafragma circular en una cámara. El dispositivo va equipado de válvulas de admisión o 
aspiración y válvula de descarga del líquido que se bombea, ambas accionadas por diferencias de 
presión. 
Pueden ser de dos tipos: 
2.1.1.- De Pistón 
Este tipo de bomba adiciona energía al fluido por medio de un pistón que actúa contra un líquido 
confinado. Consiste en un cilindro donde se mueve un émbolo o pistón; el cilindro posee 
válvulas de aspiración y de impulsión. El pistón está unido mediante una biela a un cigüeñal, 
como se muestra en la figura. 
 
 
El pistón, a través del cigüeñal y la biela, puede ser accionado por una máquina de vapor o por 
un motor eléctrico. Por cada carrera del pistón, la bomba descargará un caudal fijo de fluido. La 
cantidad de fluido depende solamente del volumen del cilindro y del número de veces que el 
pistón recorre el cilindro. 
El pistón puede estar colocado en forma vertical u horizontal. Se llama punto muerto al final de 
carrera del pistón; si lo consideramos vertical, será punto muerto superior e inferior; si está 
horizontal, será punto muerto izquierdo y derecho. 
Las bombas de pistón pueden ser de simple o doble efecto; a continuación se explican ambos 
casos: 
 
Cigüeñal 
Biela 
Cilindro 
Válvula 
aspiración 
Válvula 
impulsión 
 
P
is
tó
n
 
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Bombas de pistón de Simple efecto 
Solo una de las caras del pistón es activa y el cilindro descarga por uno de sus extremos; al 
desplazarse del punto muerto derecho al izquierdo, aumenta el volumen de la cámara 
disminuyendo la presión, abre la válvula de aspiración y comienza a entrar el fluido. Al llegar al 
punto muerto izquierdo, comienza el retroceso hacia la derecha, se cierra la válvula de aspiración 
y el volumen de la cámara 
empieza a disminuir, 
comprimiendo de esta 
forma al fluido contenido 
en la misma. Alcanzada 
cierta presión, la válvula de 
impulsión se abre liberando 
el fluido a la tubería de 
impulsión. El proceso se 
repite nuevamente. Tanto la 
válvula de aspiración como 
la de impulsión se 
encuentran calibradas para 
cada aplicación particular. 
En una bomba alternativa de pistón, mientras el pistón retrocede en el cilindro (entrada de 
líquido), cesa la descarga de fluido. Por consiguiente, el líquido se descarga con flujo pulsatorio. 
Una de las formas de disminuir las pulsaciones es usando una bomba de doble efecto. 
Bombas de Pistón de Doble efecto 
En este caso las dos caras del pistón son activas y el cilindro se carga y descarga por sus dos 
extremos. El funcionamiento es análogo al descripto anteriormente, pero se produce 
simultáneamente en las dos caras del pistón, aprovechando la carrera hacia delante y hacia atrás 
del mismo. 
Cuando el pistón se desplaza de derecha a izquierda, se abre la válvula de aspiración del lado 
derecho y se carga fluido en la cámara de la derecha a medida que aumenta su volumen; en 
forma simultanea, del lado izquierdo, el volumen de la cámara se reduce comprimiendo el fluido, 
se abre la válvula de impulsión izquierda y el fluido de la cámara izquierda es descargado. 
Cuando el pistón llega al punto muerto izquierdo comienza a desplazarse en sentido opuestoy el 
proceso ocurre en forma inversa. 
 
Cuando la bomba posee un solo pistón, se la denomina simplex, ya sea de simple o de doble 
efecto. Por lo tanto existen bombas simplex simple o simplex doble. 
 
 
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El flujo pulsatorio también puede disminuirse construyendo bombas que poseen más de un 
pistón, los cuales pueden ser de simple o doble efecto. Así una bomba con dos pistones de doble 
efecto se denomina duplex doble. 
Las bombas alternativas de pistón sirven para bombear fluidos viscosos, debido a que la alta 
proporción de esfuerzo cortante que actúa sobre las paredes del cilindro sirve como un “empaque 
adicional”. Este tipo de bomba resulta satisfactorio para obtener altas presiones, y debido a su 
característica de desplazamiento positivo, algunas veces se usa para medir fluidos. Los líquidos 
que contienen sólidos abrasivos no deben ser bombeados debido al daño que pueden ocasionar 
sobre las superficies maquinadas. 
Características de operación de las bombas alternativas 
Las características de descarga se indican en la siguiente figura. 
Las válvulas de descarga dejan salir fluido hasta que el pistón llega casi al final de su carrera, 
esto es, cuando el pistón se detiene e invierte su movimiento. Durante parte del ciclo de bombeo, 
cuando el pistón retrocede para realizar la carga del fluido, el flujo es cero. De esta forma se 
obtiene un flujo pulsatorio. 
 
 
En el caso de las bombas de doble acción, este efecto se ve disminuido, ya que descarga uno de 
los extremos mientras que el otro se carga y viceversa. De esta forma se obtiene un flujo 
constante en la línea de descarga. 
Las bombas duplex doble, presentan la descarga de un cilindro desplazada media carrera 
respecto de la descarga del otro. De esta forma, el flujo total proveniente de la bomba es la 
adición de ambos (línea continua en la tercer gráfica). Se obtiene un flujo casi libre de 
pulsaciones diseñando para una operación duplex, triplex o multiplex. 
 
Tiempo 
 
F
lu
jo
 d
e
 d
e
sc
a
r
g
a
 
Bomba Triplex 
simple acción 
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Un maquinado y mantenimiento cuidadoso pueden proporcionar a esta clase de bombas una 
buena eficiencia. Algunas desventajas son su tamaño, su alto costo inicial y de mantenimiento. 
2.1.2.- De diafragma 
En este tipo de bombas el elemento alternativo es un diafragma flexible de metal, plástico o 
caucho. Accionando el diafragma por medio de una excéntrica, se varía el volumen de la cámara 
en forma análoga al proceso que ocurre en el cilindro de un pistón. Cuando la cámara aumenta 
de volumen abre la válvula de aspiración y permite el ingreso del fluido a bombear; cuando 
comienza el recorrido opuesto, la cámara disminuye su volumen, comprime el fluido, abre la 
válvula de impulsión y lo libera a la tubería. 
El diafragma elimina la necesidad de colocar sellos que están expuestos al líquido que se 
bombea, lo que supone una ventaja cuando se manejan líquidos tóxicos o corrosivos. 
La construcción es robusta y sencilla, las reparaciones son fáciles y es apta para trabajos muy 
duros. Permite bombear fluidos con sólidos en suspensión con bajas cargas. 
En la siguiente figura puede verse un esquema del funcionamiento de una bomba de diafragma. 
 
 
2.2.- ROTATIVAS 
La compresión del líquido tiene lugar debido a la rotación de uno o más dispositivos que se 
encuentran en el interior del cuerpo de la bomba. Esta clase de bomba puede ser caracterizada 
por el método de toma y descarga del fluido. A diferencia de las alternativas, no poseen válvulas. 
Una bomba rotativa toma una cantidad de líquido y lo mueve hasta el punto de descarga. 
Pueden manejar casi cualquier líquido libre de abrasivos y son especialmente indicadas para 
fluidos de alta densidad. 
2.2.1.- De rotor simple 
La compresión del líquido tiene lugar debido a la rotación de un dispositivo único en el interior 
del cuerpo de la bomba. 
2.2.1.1.- De aletas 
Un tambor provisto de ranuras, en las cuales se insertan unas aletas deslizantes, constituye el 
mecanismo esencial de este tipo de bombas; las aletas mantienen contacto y se deslizan por la 
superficie interna de una caja elíptica. 
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El espacio entre el tambor y la caja varía; primero aumenta y aspira fluido, luego disminuye y lo 
expulsa hacia fuera. Prácticamente son las aletas las que soportan todo el desgaste y pueden 
reemplazarse fácilmente. 
2.2.1.2.- De tornillo único 
Consiste en un rotor que gira dentro de un estator, ejecutando un movimiento compuesto: el rotor 
gira con respecto a su eje mientras que el eje mismo recorre una trayectoria circular. El rotor es 
un tornillo helicoidal y el estator tiene un doble filete helicoidal interno. En cada revolución 
completa del rotor, el movimiento excéntrico permite al rotor establecer contacto con la 
superficie completa del estator. Los huecos entre rotor y estator atrapan material, el cual se 
mueve continuamente hacia la descarga. 
 
 
La bomba Moyno es una bomba de tornillo único muy común que proporciona un flujo continuo 
con velocidades bajas, suaves y uniformes. Puede manejar materiales altamente viscosos. 
2.2.1.3.- Bombas de Impulsor Flexible 
Las bombas de impulsor flexible se pueden utilizar para mover líquidos viscosos, que no se 
pueden manejar con centrífugas, y líquidos con alto contenido de abrasivos que no pueden estar 
en contacto con las superficies endurecidas de los elementos rotatorios en la mayor parte de las 
rotatorias de desplazamiento positivo. 
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El principio de funcionamiento está basado en el flexionamiento de los alabes del impulsor, que 
se controla con una leva o excéntrica dentro de la carcasa, entre los orificios de entrada y 
descarga y mediante el espesor, material y configuración de los alabes. Cada alabe empieza a 
flexionarse conforme sube por la excéntrica en el centro del orificio de descarga y se extiende a 
toda su longitud cuando se separa de la excéntrica después de pasar por el orificio de entrada. El 
aumento en volumen entre dos alabes contiguos en el orificio de entrada, produce un vacío que 
hace que el líquido circule hacia ese espacio más grande. La reducción volumétrica en el orificio 
de descarga, a su vez,obliga al líquido a salir al tubo de descarga. 
 
 
 
Las bombas de impulsor flexible manejan muchos líquidos industriales, desde los ligeramente 
corrosivos hasta los muy ácidos o alcalinos y también los corrosivos que contienen sólidos 
suspendidos y aire arrastrado, líquidos con la viscosidad del agua y aquellos tan viscosos que se 
necesita vibrar el recipiente para hacer que fluyan. 
Al contrario de la mayor parte de las bombas rotatorias de desplazamiento positivo, las de 
impulsor flexible manejan líquidos con baja viscosidad sin una pérdida apreciable de vacío 
debido a que los álabes del impulsor siempre están en contacto con las superficies internas de la 
carcasa. 
En la selección y aplicación de estas bombas se deben tener en cuenta las limitaciones en la 
presión. La creciente flexión de los alabes cuando aumenta la presión, limita la presión máxima 
contra la cual puede trabajar la bomba. Aunque la flexión de los alabes permite el desahogo 
automático de la presión excesiva, limita a estas bombas a presiones en la tubería de unos 4 
Kg/cm2. Este tipo de bomba se suele seleccionar para aplicaciones con presiones bajas, menores 
a 2 Kg/cm2. 
La flexión y enderezamiento constantes de los alabes del impulsor produce un vacío intenso para 
tener autocebado instantáneo. Por ello, no es necesario instalar válvulas de retención para retener 
el líquido en los tubos de succión y descarga. 
La ausencia de contacto de metal con metal o entre superficies duras, y el empleo de placas de 
desgaste, levas y placas de tapa de acero inoxidable, permiten que la bomba de impulsor flexible 
maneje abrasivos sin dificultad. Los alabes sufren deformación elástica y absorben la acción 
cortante de las partículas grandes y de los abrasivos finos como son los polvos metálicos. 
Entonces el desgaste ocurre con más lentitud que en otras bombas rotatorias de desplazamiento 
positivo. La bomba de impulsor flexible no se dañara con facilidad si entran a la tubería, por 
accidente, una tuerca o un tornillo pequeños. 
 
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2.2.2.- De rotor múltiple 
2.2.2.1.- De engranajes 
2.2.2.1.a.- De engranajes externos 
La siguiente figura muestra el principio de funcionamiento de este tipo de bomba, que consiste 
en dos engranes con un número de dientes determinados (6, 8, 12) que giran en sentido opuesto 
dentro de una carcasa con forma elipsoidal. Uno de los engranajes es accionado por el motor 
mientras que el otro es conducido (gira libre arrastrado por el otro engranaje). 
 
La parte no dentada de los engranajes, a la entrada de la bomba, proporciona un espacio para ser 
llenado por el líquido. Cuando el engranaje gira, el líquido es atrapado entre el diente y el cuerpo 
de la bomba, circula periféricamente y posteriormente es liberado en la zona de descarga. El 
líquido no puede volver a la cámara de succión debido al estrecho ajuste de los engranajes en el 
centro de la bomba. 
 
 
2.2.2.1.b.- De engranajes internos 
Consta de una carcasa en la cual hay un piñón que engrana con una corona dentada. La corona 
dentada es coaxial con la carcasa, pero el piñón, que es movido desde el exterior, está montado 
excéntricamente. Una media luna metálica llena el espacio que existe entre el piñón y la corona. 
El líquido es introducido en el cuerpo de la bomba y queda atrapado entre el diente del rotor o 
piñón y la corona dentada. La forma creciente del cabezal de la bomba, divide el líquido y sirve 
como un sello entre las compuertas de entrada y de descarga. El rotor y la corona dentada se 
engranan para formar un sello intermedio entre las compuertas de entrada y de 
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descarga.
 
 
 
 
 
 
 
2.2.2.2.- Lobulares 
Esta bomba posee una construcción análoga a la bomba de engranajes, pero con un número 
menor de dientes. Los engranajes son reemplazados con rotores que tienen dos o más lóbulos. Al 
girar los rotores, los espacios entre lóbulo y cuerpo se llenan consecutivamente y se transporta el 
producto hacia el lado de impulsión. Se mantiene un sello continuo de producto gracias a las 
tolerancias entre lóbulos y el cuerpo, asegurando un eficiente bombeo. 
 
Se disminuye el contacto de las piezas entre si y con la carcasa. La holgura es de unas pocas 
décimas de milímetro, la suficiente para reducir el frotamiento y el desgaste, pero manteniendo 
mínimos los escapes entre las cámaras de aspiración y de impulsión. 
Descarga 
Aspira-
ción 
Media 
Luna 
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2.2.2.3.- De tornillo 
Consiste en dos tornillos girando en una caja fija, como se ve en la siguiente figura. El líquido 
entra en la cámara de succión y se divide hacia los extremos de la misma, ingresa entre los filetes 
de los tornillos, avanza en dirección axial y es desplazado hacia la descarga. 
Las bombas de tornillo producen un flujo libre de pulsaciones y resultan apropiadas para manejar 
líquidos viscosos. 
Pueden adaptarse adecuadamente para producir 
grandes incrementos de presión, sobre todo al 
manejar líquidos viscosos. 
Cuando están construidas íntegramente en metal, 
poseen limitaciones en el manejo de fluidos con 
sólidos abrasivos. 
 
Los líquidos a bombear deben presentar buenas 
condiciones de lubricación para evitar contacto 
directo entre los metales.