Definicion

DEFINICION Como tal, una bomba hidráulica, es un dispositivo que a través de energía mecánica, aplicada como accionamiento de esta, transforma la energía de un fluido de características incompresibles, incrementando el caudal y la presión, que posteriormente a la elevación de estos dos parámetros, permiten el movimiento del fluido entre dos puntos en especifico. Por lo general, se entiende y se relaciona “hidráulica” con el agua, mas sin embargo, las bombas hidráulicas pueden trabajar no solo con agua también lo pueden hacer con aceites, gasolina e inclusive líquidos que se encuentren mezclados con algún solido, así como también, cualquier liquido incompresible que no corrompa el funcionamiento del dispositivo para la succión y traslado del liquido.

Cuando se habla de bombas hidráulicas, inmediatamente se puede relacionar con los sistemas contra incendios, aquí en la imagen se muestra una base de sistema contra incendios de la marca Baldor.

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CLASIFICACION Las bombas hidráulicas se clasificas de la siguiente manera:

Una bomba de desplazamiento positivo es aquella que desplaza (entrega) la misma cantidad de fluido por cada ciclo de rotación del elemento de bombeo. La entrega constante durante cada ciclo es posible gracias a las tolerancias que existen entre el elemento de bombeo y su contenedor (estator, bloque de pistones, carcasa, etc.). La cantidad de líquido (fuga interna) que pasa a través del elemento de bombeo en una bomba de desplazamiento positivo es mínima y despreciable en comparación con el caudal máximo teórico de la bomba y el volumen por ciclo permanece relativamente constante a pesar de los cambios de presión en el sistema. Vale destacar que si la fuga interna es sustancial, es un indicativo que la bomba no está operando correctamente y posiblemente deba ser reparada o reemplazada.

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Las bombas de desplazamiento positivo pueden ser fijas o variables. El caudal de una bomba de desplazamiento fijo se mantiene constante a lo largo del ciclo de bombeo y a una velocidad específica, mientras que aquél en una bomba de desplazamiento variable puede ser modificado alterando la geometría de la cavidad de desplazamiento. Otros nombres utilizados para describir éste tipo de bombas es hidrostáticas para aquéllas de desplazamiento positivo e hidrodinámica para las de desplazamiento negativo. Hidrostático significa que la bomba convierte energía mecánica a hidráulica con una cantidad relativamente menor de fluido y velocidad. En una bomba hidrodinámica, la velocidad del líquido y movimiento son mayores; la presión de salida es dependiente de la velocidad a la cual el líquido opera. Bombas de Engranes: Se compone de dos engranes que giran dentro de una carcasa, en sentido contrario y muy ajustados uno con el otro. La periferia exterior de los dientes del engrane se ajusta muy bien con la superficie interior de la carcasa. Se lleva fluido del almacenamiento del suministro al puerto de la succión, y se conduce en los espacios entre los dientes al puerto de descarga, desde donde se envía a alta presión al sistema. La presión con que se envía depende de la resistencia del sistema. Las bombas de engranes desarrollan presiones en el sistema en el rango de 1500 a 4000 psi (10.3 a 27.6 MPa). El flujo que entregan varía con el tamaño de los engranes y la velocidad de rotación, que puede ser de hasta 4000 rpm. Con unidades de tamaño diferente es posible tener flujos volumétricos de 1 a 50 gal/min (4 a 190 L/min).

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Estructura interna de una bomba de engranes externos

Estructura interna de una bomba de engranes internos

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Bombas de Pistón: Esta bomba utiliza una placa de derrame giratoria que actúa como leva para hacer reciprocar los pistones. Los pistones llevan en forma alternada fluido al interior de sus cilindros a través de válvulas de succión, y luego lo fuerzan a salir por válvulas de descarga contra la presión del sistema. La entregare fluido varía de cero al máximo, si se cambia el ángulo de la placa y con ello la carrera de los pistones. La capacidad de presión llega hasta 5000 psi (34.5 MPa).

Bomba Hidráulica con pistones en línea inclinada

Bomba de Aspas: La bomba de aspas, que también se utiliza para potencia de fluido consiste en un rotor excéntrico que contiene un conjunto de aspas deslizantes que corren dentro de una carcasa. Un anillo de levas en la carcasa controla la posición radial de las aspas. El fluido entra por el puerto de succión en el lado izquierdo, después es capturado en un espacio entre dos aspas sucesivas, y así se lleva al puerto de descarga a la presión del sistema. Después, las aspas se retraen hacia sus ranuras en el rotor, conforme regresan al lado de entrada, o succión, de la bomba. Las bombas de aspas de desplazamiento variable son capaces de entregar desde cero hasta el flujo volumétrico máximo, cuando varían la posición del rotor respecto del anillo de levas y la carcasa. La selección de la entrega variable es 5

manual, eléctrica, hidráulica o neumática, para adecuar el rendimiento de la unidad de potencia de fluido a las necesidades del sistema que se opera. Las capacidades comunes de presión van de 2000 a 4000 psi (13.8 a 27.6 MPa).

Bomba de aspas, también llamadas de paletas.

Bombas de tornillo: Una desventaja de las bombas de engranes, pistón y aspas es que distribuyen un flujo por impulsos hacia la salida, debido a que cada elemento funcional mueve un elemento, volumen capturado, de fluido de la succión a la descarga. Las bombas de tomillo no tienen este problema. Dentro de una bomba de tornillo, el rotor de impulso central, semejante a una espiral, se acopla muy bien con los dos rotores impulsados, con lo que se crea un confinamiento dentro de la carcasa que se mueve en forma axial de la succión a la descarga, y proporciona un flujo uniforme continuo. Las bombas de tornillo operan a 3000 psi (20.7 MPa) nominales, funcionan a velocidades altas y son más silenciosas que la mayoría de otros tipos de bombas hidráulicas.

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Bomba de tornillo

Estructura interna de una bomba de tornillo

Bombas de cavidad progresiva: La bomba de cavidad progresiva también produce un flujo suave no pulsa, y se utiliza sobre todo para enviar fluidos de procesos, más que en aplicaciones hidráulicas. Conforme el rotor central grande gira dentro del estator, se forman cavidades que avanzan hacia el extremo de descarga de la bomba que mueve el material en cuestión. Es común que el rotor esté hecho de una placa de acero con capas gruesas de cromo duro, con el fin de aumentar la resistencia a la abrasión.

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Para la mayoría de aplicaciones, los estatores están construidos de caucho natural o cualquiera de varios tipos y fórmulas de cauchos sintéticos. Entre el rotor metálico y el estator de caucho existe un acoplamiento de compresión, con objeto de reducir el balanceo y mejorar la eficiencia. La circulación que hace una bomba dada depende de las dimensiones de la combinación rotor/estator, y es proporcional a la velocidad de rotación. Las capacidades de flujo llegan a ser hasta de 1860 gal/min (7040 L/min), y la capacidad de presión alcanza 900 psi (6.2 MPa). Este tipo de bomba maneja gran variedad de fluidos, inclusive agua dulce, lodos que contienen sólidos pesados, líquidos muy viscosos como los adhesivos y mezclas de cemento, fluidos abrasivos como las mezclas de carburo de Silicón o de rocas calizas, productos farmacéuticos como champú y alimentos como el jarabe de manzana e incluso masa de pan.

Bombas de lóbulo: La bomba de lóbulo, llamada a veces bomba de levas, opera en forma similar a la de engranes. Los dos rotores que giran en sentido contrario tienen dos, tres o más lóbulos que coinciden uno con otro y se ajustan muy bien en su contenedor. El fluido se mueve alrededor de la cavidad formada entre los lóbulos contiguos.

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Bomba de Lóbulos

Bombas de pistón para transferencia de fluidos: Las bombas de pistón para transferencia de fluidos se clasifican como simplex (de actuación única) o dúplex (de actuación doble). En principio son similares a las bombas de pistón de potencia de fluido, pero es común que tengan una capacidad de flujo mayor y operen a presiones bajas. Además, por lo general operan por medio de un impulsor tipo cigüeñal, en lugar de la placa de derrame descrita antes.

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Bombas de diafragma: En una bomba de diafragma, una barra reciprocante mueve un diafragma flexible dentro de una cavidad, con lo que descarga fluido conforme aquél se mueve a la izquierda, y lo empuja cuando va hacia la derecha, en forma alternada. Una ventaja de este tipo de bomba es que sólo el diafragma entra en contacto con el fluido, con lo que se elimina la contaminación provocada por los elementos de operación. Las válvulas de succión y descarga se abren y cierran en forma alternada. Las bombas de diafragma grandes se usan en la construcción, minería, aceite, gas procesamiento de alimentos, procesos químicos, tratamiento de aguas residuales V otras aplicaciones industriales. La mayor parte son de actuación doble con dos diafragmas en lados opuestos de la bomba. Puertos de succión y descarga en paralelo, así como las válvulas de verificación, proporcionan una circuición relativamente suave aun cuando manejen cierto contenido de sólidos pesados. El diafragma esta hecho de muchos materiales diferentes parecidos al caucho, como el buna-N, neopreno, nylon FE polipropileno y muchos polímeros elastómeros especiales. La selección debe basarse en la compatibilidad con el fluido por bombear. Muchas de estas bombas son impulsadas por aire comprimido que se opera por medio de una válvula de control direccional. También existen pequeñas bombas de diafragma que envían flujos volumétricos muy bajos para aplicaciones como la medición de productos químicos en un proceso, manufactura microelectrónica y tratamiento médico. La mayor parte utiliza electromagnetismo para producir movimiento recíproco de un rodillo que mueve al diafragma.

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Estructura de una bomba de diafragma

Bombas peristálticas: Las bombas peristálticas son únicas en cuanto que el fluido se captura por completo dentro de un tubo flexible a través del ciclo de bombeo. El tubo se dirige entre un conjunto de rodillos giratorios y una carcasa fija. Los rodillos exprimen el tubo y atrapan un volumen dado entre los rodillos adyacentes. El diseño en verdad elimina la posibilidad de que el producto se contamine, lo que hace atractivas estas bombas para las aplicaciones químicas, médicas, procesamiento de alimentos, de impresión, tratamiento de aguas, industriales y científicas. El material del tubo se selecciona para que tenga resistencia apropiada ante el fluido que se bombea, ya sea este alcalino, acido o solvente. Los materiales comunes son neopreno, PVC, PTFE, Silicón, sulfuro de polifenilo (PPS) y varias formulas de elastómeros termoplásticos patentados.

Bomba peristáltica de manguera, interior.

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BOMBAS CINETICAS:

Las bombas cinéticas son en las cuales se añade energía continuamente, para incrementar las velocidades de los fluidos dentro de la máquina a valores mayores de los que existen en la descarga, de manera que la subsecuente reducción en velocidad dentro, o más allá de la bomba, produce un incremento en la presión. Las bombas cinéticas pueden, a su vez, subdividirse en otras variedades de bombas centrífugas y de otros efectos especiales. Bombas de chorro: Las bombas de chorro, que se utilizan con frecuencia en sistemas hidráulicos domésticos, están compuestas por una bomba centrífuga junto con un ensamble de chorro o eyector. Dentro de la configuración común una de bomba de chorro de pozo profundo, la bomba principal y el motor se encuentran a nivel del terreno en la boca del pozo, y el ensamble del chorro está abajo, cerca del nivel del agua. La bomba envía agua a presión para abajo, por el pozo, a través del tubo de presión y hacia una boquilla. El chorro que sale de la boquilla crea un vacío tras de sí, lo que hace que el agua del pozo salga junto con el chorro. La corriente combinada pasa a través de un difusor, donde el flujo disminuye su velocidad, y así convierte la energía cinética del agua en presión. Debido a que el difusor se encuentra dentro del tubo de succión, el agua es conducida a la entrada de la bomba, donde es movida por el impulsor. Parte del flujo de salida se descarga al sistema que se suministra y el resto vuelve a circular hacia el chorro para que la operación continúe. Si el pozo es superficial, menos de 6.0 m (20 pies) entre la bomba y el nivel del agua, el ensamble del chorro puede construirse en el cuerpo de la bomba. Así, el agua se elevaría por medio de una solo tubería de succión.

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Bomba de chorro

Bombas Sumergibles: Las bombas sumergibles están diseñadas de modo que pueda sumergirse todo el conjunto de la bomba centrífuga, el motor impulsor y los aparatos de succión y descarga. Si se observa con atención la estructura de las bombas portátiles, se puede observar cuando se instala un tubo confinante gracias a su carcasa cilíndrica de diámetro pequeño. Estas bombas son útiles para retirar el agua que no se desea en sitios en construcción, minas, servicios en sótanos, tanques industriales y bodegas en barcos de carga. La succión de la bomba está en el fondo donde fluye el agua a través de un filtro y hacia el ojo del impulsor resistente a la abrasión. La descarga fluye hacia arriba a través de un pasaje anular entre un núcleo y la carcasa del motor. Arriba de la unidad, el flujo se reúne y fluye hacia un tubo o manguera de descarga que se localiza en el centro. El motor seco se encuentra sellado en el centro de la bomba. 13

Bomba sumergible

Bombas centrífugas pequeñas: Aunque la mayoría de estilos de las bombas centrífugas estudiadas hasta este momento tienen un tamaño suficiente y están diseñadas para aplicaciones industriales y comerciales, hay unidades pequeñas para usarse en aparatos chicos como lavadoras de ropa y trastos, así como para productos de escala pequeña. Bombas de autoarranque: Es esencial que existan las condiciones adecuadas en el puerto de succión de una bomba cuando ésta arranque, con objeto de garantizar que el fluido llegue al impulsor y se establezca un flujo estable de líquido. El término arranque describe este proceso. El método predilecto para arrancar una bomba consiste en colocar la fuente del fluido arriba de la línea central del impulsor, y dejar que por efecto de la gravedad llene el puerto de succión. Sin embargo, es frecuente que sea 14

necesario retirar el fluido de una fuente por debajo de la bomba, lo que requiere que ésta cree el vacío parcial para elevar el fluido, al mismo tiempo que expele cualquier cantidad de aire que se halle en la tubería de succión. Dentro de algunos estilos de bombas de autoarranque. La cámara grande de entrada conserva alguna cantidad de líquido durante los periodos en que está apagada. Cuando arranca, el impulsor comienza a jalar aire y agua de la tubería de succión hacia la carcasa. Cierta cantidad del agua que se bombea vuelve a circular, con objeto de mantener la acción de bombeo. De modo simultáneo, el aire sale del puerto de descarga y el proceso continúa hasta que se establece un flujo de líquido solamente. Tales bombas son capaces de elevar un fluido a 25 pies, aunque es más común una carga menor. Bombas verticales de turbina: Es frecuente que el bombeo del fluido de un tanque se realice de mejor modo por medio de una bomba vertical de turbina. La bomba se monta directamente sobre el tanque, en una brida soportando la carga de descarga donde está conectada la tubería de salida. En el extremo inferior de una pesado que se extiende al tanque están montados impulsores múltiples en serie. El impulsor inferior lleva fluido a la boquilla de succión y lo mueve hacia arriba al impulsor siguiente. Cada etapa incrementa la capacidad de carga de la bomba. Los impulsores mueven por medio de un eje conectado a un motor eléctrico que se halla sobre la unidad. Rodamientos guían al eje en cada impulsor, a la carga de descarga, y a puntos intermedios para ejes largos. Se pone cuidado especial para evitar fugas del producto hacia el ambiente. Si es necesario, se emplea acero inoxidable o hierro fundido para permitir el manejo de una variedad amplia de fluidos, desde agua a combustibles, productos alimenticios, aguarrás, alcohol, acetona, glicerina, barniz y muchos otros.

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Bombas centrífugas de molino: Cuando es necesario bombear líquidos que contienen una variedad de sólidos, una buena solución es utilizar una bomba con un molino integrado a ella. En algunos modelos el diseño de estos

se apoyan en el fondo de un tanque o

cisterna y maneja efluentes del drenaje, lavado de ropa o trastos, u otra clase de agua residual. El molino se halla adjunto al eje impulsor en la entrada de la bomba, de modo que reduce el tamaño de los sólidos antes de que pasen al impulsor y vayan al tubo de descarga para su disposición final. Es frecuente que tales bombas estén equipadas con interruptores de flotación que actúan en forma automática para controlar el nivel del fluido en la cisterna. USOS Y APLICACIONES Debido a la amplia variedad de diseños y variaciones de los distintos tipos de bombas disponibles para su uso, hay una gran cantidad de aplicaciones en donde una bomba hidráulica puede ser utilizada, esto claro, dependiendo de la capacidad necesaria para realizar una labor determinada, pues recordemos que así como hay una gran variedad de bombas, también cada una tiene su uso y capacidades especificas. He aquí un listado de lugares y aplicaciones que se le pueden dar a una bomba hidráulica: -

Gestión de aguas residuales:

Bombeo de fluidos con materia seca tal como fango urbano, purín, digestato, restos orgánicos líquido y glicerinas. Vaciado de silos, bombeo de fango deshidratado.

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Industria papelera:

Preparación de la pulpa, fabricación del papel, acabado del papel.

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Industria alimentaria:

Bebidas, lácteos, salsas de tomates, industria del chocolate, industria oleícola, aceites y grasas, semi-elaborados y elaborados.

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Industria química y petroquímica:

Industria cosmética y farmacéutica.

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Industria automotriz:

Dispensación de adhesivos, sellados de faros, bujías, aplicación de pintura, enfriamiento de piezas, generación de vacíos.

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Industria de la energía:

Movilización de grandes flujos para el enfriamiento de torres en plantas nucleares y termoeléctricas.

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Industria agrícola:

Recogida de aguas y distribución por los campos, reutilización del agua

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE BOMBA La selección de la bomba se hace considerando: 1- La aplicación del equipo 2- El conocimiento exacto del tipo de fluido a manejar, esto es, sus características y propiedades como viscosidad, temperatura, gravedad especifica, volatilidad, explosividad; si es corrosivo, abrasivo o toxico, con partículas solas en suspensión, etc. 17

3- El cálculo exacto de la carga de la bomba. Incluye la estimación de la carga estática total, la diferencia de presiones de nivel de líquido, en la succión y descarga y las perdidas por fricción en succión y descarga. Obtener la curva de descarga del sistema. 4- Estimación del gasto de la bomba. 5- El cálculo de la NSPH disponible. Deberá mayor al NSPH requerido. 6- El cálculo del BHP requerido para manejar el fluido. 7- El cálculo de la velocidad específica para determinar el tipo de bomba a seleccionar. 8- Conocimiento de los diferentes tipos de bombas aplicables ala caso en particular. 9- Consulta de las curvas características y comparación con la carga del sistema. 10- Selección del equipo en el punto de máxima eficiencia, previo análisis técnico económico de varios equipos aplicables. El encargado de seleccionar en base a proyectos una bomba debe considerar como mínimo estos 10 atributos mencionados para asegurar una elección optima y satisfactoria, es recomendable no menospreciar alguno de estos criterios para omitir una selección inadecuada, fuera del punto de máxima eficiencia con el consecuente incremento del gasto de operación, o la reducción de la vida útil de la bomba por corrosión o erosión, o el caso extremo de que el equipo no sea capaz de proporcionar el gasto o la carga requerida. PROBLEMAS TIPICOS EN BOMBAS Algunos problemas típicos que se presentan en bombas podrían ser los siguientes: -

Cavitación Vibraciones Sobrecalentamiento Rotación invertida Operación cíclica

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Cavitación La cavitación ocurre cuando la presión absoluta dentro de un impulsor cae por debajo de la presión de vapor del líquido, generándose burbujas de vapor. Estas se contaren mas adelante en los alabes del impulsor cuando llegan a una zona de presión más alta: Tipos de Cavitación: -

Cavitación general: La cavitación genera se presenta cuando la presión media del sistema alcanza la presión de saturación del líquido, esto se debe a: a) Disminución de la altura de succión de la bomba. b) Disminución de la presión atmosférica c) Aumento de la temperatura de liquido

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Cavitación local: Es aquella que se provoca cuando el flujo encuentra alguna obstrucción o accidente (rugorosidad de las paredes interiores de la carcasa, que produzca un cambio de velocidad y de presión que conduzca a la formación de cavitación.

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Cavitación transitoria: Se presenta, por ejemplo, cuando se tiene un arranque súbito del equipo o cuando hay una disminución momentánea de la altura de la succión

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Cavitación permanente: Es al que se presenta en forma continua y en donde las partes de la bomba están expuestas a sus consecuencias permanentemente.

La cavitación es un fenómeno identificable por algunas señales como: ruido, vibraciones, caídas en la capacidad de carga y eficiencia, se puede determinar que una bomba esta cavitando cuando después de comprobar la alineación presenta ruido excesivo y vibraciones. Si una bomba trabaja con una succión muy baja o con un NPSH insuficiente, se produce una caída de presión en la succión de la bomba, si la presión es muy baja, origina un vacio que lleva al liquido a vapor si su presión de vapor en ese momento resulta ser más alta que la presión de 19

succión. El flujo de liquido en la bomba se interrumpe porque alcanza su imite de bombeo a esta presión de entrada. En este punto de operación la bomba se daña. Cuando la presión de entrada se iguala con el punto de evaporización del líquido, las bolsas de vapor forman burbujas en el lado posterior del aspa del impulsor cerca de su base. Las burbujas se mueven de la zona de baja presión (en la admisión) hacia la de alta, cerca del extremo del alabe al llegar a esta zona la burbuja es comprimida y desaparece rápidamente de tal forma que golpea al aspa fuertemente, logrando en ocasiones desprender pequeñas partes del impulsor. Esto ocasiona la picadura del impulsor y el ruido en la bomba se debe al colapso (implosión) de las burbujas de vapor. Vibraciones La vibración es un fenómeno que se presenta en una maquina y que principalmente se debe a problemas mecánicos de la misma. Algunas de las causas de este fenómeno son: -

Rodamientos en mal estado Desalineamiento Desbalanceo de las partes rotatorias Variación del par Base inadecuada o maquina mal anclada Holguras fricción y resonancia. Fuerzas hidráulicas, aerodinámicas, o electromagnéticas. Excentricidad de impulsores.

Resulta sencillo averiguar la parte o elemento de la maquina que causa la vibración. La frecuencia de vibración es un múltiplo de las RPM de la parte defectuosa y con el uso de una luz estroboscopia se puede “congelar” e identificar la pieza que esté dando problemas, una vez hecho esto, se procede a dar mantenimiento para corregir el problema. Una de las causas más frecuentes de vibración es el desequilibrio. Las características de la vibración que origina son definidas y fácilmente identificables. La frecuencia de vibración debida al desequilibrio es igual a la correspondiente velocidad de rotación del elemento. El desplazamiento de esta vibración es proporcional a la cantidad de desequilibrio presente. La segunda causa que produce vibraciones es el desalineamiento. Es muy difícil alinear dos ejes y sus cojinetes, de tal forma que no existan fuerzas que causan vibración. El desalineamiento puede ser radial axial o una combinación de estas.

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Cuando existe desalineamiento angular, la flecha trabaja como un eje curvo, provocando vibraciones. En un cople flexible desalineado, se producen fuerzas axiales y radiales, y por lo tanto vibración en la misma dirección. La magnitud de estas fuerzas y de la vibración generada crece con la desalineación. Cuando el eje de la maquina y sus apoyos (cojinetes) están desalineados se puede dar el caso de vibración, aunque realmente, esto se debe a desequilibrio; esta vibración radial y axial aparece como consecuencia de la reacción por parte del cojinete desalineado a la fuerza debida al desequilibrio. En este caso la vibración axial es relativamente pequeña con respecto a la radial, esta vibración se reducirá al equilibrar la pieza. Cuando un cojinete antifricción no esa alineado con el eje, existirá vibración axial, incluso, cuando este equilibrado. Para eliminar la vibración es necesario instalar correctamente el cojinete. La vibración axial es la mejor indicación de desalineamento; cuando el valor de esta es igual o mayor a la mitad d vibración radial, entonces es muy probable el desalineamiento o un eje curvado. La vibración debida a la excentricidad es un problema que se presenta en maquina de alta velocidad. La excentricidad consiste en que el centro geométrico del eje no coincide con el eje geométrico del rotor. Este es el caso de un engrane excéntrico, en donde, la vibración mas elevada se da en la dirección de la línea que une los centros de dos engranes. Aquí uno de los engranes se comporta como leva. La vibración tiene lugar una frecuencia igual a la velocidad de rotación. En el caso de una armadura o impulsor excéntrico, se genera una fuerza de primer orden entre el rotor y el estator, debido a la intensidad del campo magnético o a fuerzas hidráulicas. Se origina, por lo tanto, vibraciones de una frecuencia igual a la velocidad de rotación del rotor o impulsor. En bombas, lo primero es tratar de equilibrar; si no se elimina la vibración comprobar la excentricidad del impulsor con respecto a la flecha y corregir. Otra formar de excentricidad que provoca vibración es la que se da entre el diámetro externo y la pista interna de un cojinete antifricción. La vibración que resulta de esta vibración tiene una frecuencia igual a la velocidad de rotación del eje y parecerá ser un desequilibrio. Para reducir esta vibración se recomienda equilibrar el rotor montado sobre los propios cojinetes, cuidando que la posición del cojinete con respecto al eje no cambie, si cambia el resultado no resuelve el problema, porque se tendría excentricidad y desequilibrio a la vez. Los cojinetes antifricción que tienen defectos en pistas, bolas o rodillos, generan vibraciones de alta frecuencia, el valor e esta, es varias veces la velocidad de 21

rotación del elemento. Los cojinetes son piezas fabricadas con gran precisión y su falla solo es debida al uso o a fuerzas que provocan la vibración. En cojinetes de fricción generalmente no se produce vibración a menos que se presente una holgura excesiva lo que ocasiona desequilibrio, desalineación y finalmente desajustes mecánicos, golpeteo o trepidación. En los cojinetes que presentan vibración la causa más probable es su estado de lubricación, un cojinete seco produce vibraciones a una frecuencia de una, dos y aun con múltiplos superiores en la velocidad de rotación. La vibración en condiciones de sequedad cambia en amplitud y en frecuencia, por esta razón, la lubricación es un problema de gran importancia. Otro tipo de vibración es debido a la falta de ajuste mecánico (holguras) entre los elementos mecánicos. Este desajuste provoca golpeteo y una vibración de una frecuencia del doble de la velocidad del elemento que se trate, como lo que sucede por la falta de alineación. Un ejemplo de holguras es el caso de una maquina cuya base pueda moverse libremente sobre su bancada. La variación del par y otras fuerzas debida a la rotación produciría un doble impacto en la base por cada revolución. Una excesiva holgura en cojinetes produce el mismo efecto. Esta vibración desaparece al corregir las fuerzas debidas al desbalanceo y al desequilibrio. Existe por otra parte vibraciones inherentes de tipo eléctrico, como las que se presentan en un motor eléctrico, estas son debidas principalmente a variaciones del par. La frecuencia de tal vibración es el doble de la frecuencia sincrónica, siendo esta la frecuencia a la que se genera la energía alterna. Esta se calcula como (numero de polos * RPM)/2. La magnitud de estas vibraciones no es realidad importante, solo en equipos donde se requiere de una vibración extremadamente baja. Además de vibraciones producidas por causas eléctricas como la vibración del par, se tienen las debidas a excentricidad de la armadura, estás son fácilmente identificables cuando se corta la corriente eléctrica al motor y desaparece la vibración. En maquinas reciprocantes se presenta vibración debido al movimiento alternativo. Las fuerzas que causan la vibración se deben a la inercia de los elementos y a la presión del vapor o gases sobre los pistones, lo que provoca una variación del par. En este tipo de maquinas la vibración y su frecuencia depende del número de pistones y de la relación entre estos. Estas fuerzas que provocan la vibración se balancean a través de contrapesos (balanceo de masas colocados sobre el cigüeñal de la maquina. Es recomendable aislar tales maquinas de sus bases para limitar la transmisión de vibración a otras.

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Las maquinas que manejan fluidos como el agua, aire, gas, etc. Tendrán variaciones debidas a las fuerzas de reacción que se originan al chocar el fluido con las aspas y el impulsor. Por ejemplo en un ventilador de paletas se tendrá vibración igual al producto de la velocidad de giro por el número de aspas. Estas vibraciones no son peligrosas a menos que originen resonancia. La resonancia tiene lugar cuando la frecuencia de excitación coincide con la frecuencia natural del elemento. Las fuerzas que producen vibración varían en su amplitud y dirección o ambas a la vez. La frecuencia a la que varía la fuerza se llama frecuencia de excitación y determina la frecuencia a que tendrá lugar la vibración. La fricción o rozamiento, si es continuo, normalmente no produciría vibración, a menos que no sea continua y esto provoque vibración y un cambio en su amplitud y frecuencia. Cuando la frecuencia de excitación coincide con la frecuencia natural del elemento, este vibrara más que ninguna otra. En esta condición una vibración puede producir una considerable vibración en condiciones de resonancia.

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REFERENCIAS

Jaime Aguilar Reyes. (2014). Diseño y selección de bombas. 2018, de Facultad de Ingeniería UNAM Sitio web: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/ 10437/decd_2014.pdf?sequence=1

Jefferson Molina Rico. (2015). Criterios de selección para bombas. 2018, de UNIVERSIDAD ECCI AUTOMATIZACION Sitio web: http://ingenierovizcaino.com/ecci/aut1/corte1/articulos/Bombas.pdf

Robert L. Mott. (2006). Selección y aplicación de bombas. En Mecánica de fluidos (382-397). México: Pearson.

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