¿Qué es una Bomba hidráulica?

¿Qué son las bombas hidráulicas y para qué sirven? Algunos de los equipos hidráulicos más socorridos dentro de las empresas/ fábricas son las bombas hidráulicas, ya que cumplen con distintas funciones relacionadas con el fluido de los líquidos, con la ventaja de que son varios los modelos que se pueden encontrar, así como los fluidos que pueden soportar, para que se utilice el que mejor cubra las necesidades de una industria. 

Origen de las bombas hidráulicas

Estos dispositivos o bombas hidráulicas se inventaron hace muchos años, durante el siglo III a.C. fueron descritas por Arquímedes como tornillos; más tarde, en el siglo XII, el científico árabe Al Jazarí describió varios tipos de bombas, entre ellas las reversibles, las de doble acción y las de desplazamiento positivo.

Desde entonces, estas herramientas comenzaron a tener un mayor uso, hasta que se convirtieron en parte indispensable de los sistemas hidráulicos de producción, maquinados y maquila. Su fabricación mejoró con los años y también surgieron otros tipos de bombas, que se van adecuando a las distintas necesidades de cada sector, tanto industrial así como de minería, agropecuaria, aeronáutica, por mencionar algunos ramos.

Estas suministran un volumen fijo o variable de aceite o bien algún otro fluido, a los sistemas donde son instaladas, pero de acuerdo con el tipo de bomba que se trabaje, el funcionamiento podrá ser diferente, como lo veremos más adelante.

¿Qué son las bombas hidráulicas?

¿Qué es una bomba hidráulica? Estas son “máquinas cuya misión consiste en aumentar la energía de las masas líquidas por desplazamiento de las mismas a través de tuberías”, según lo explica la Escuela Universitaria de Ingeniería de Valladolid. 

Componentes Principales:

1. Motor o Fuente de Energía:
   • Puede ser eléctrico, de combustión interna, hidráulico u otro, proporcionando la energía inicial.
2. Cámara de Aspiración:
   • Donde el líquido es succionado hacia la bomba desde un depósito o tanque.
3. Cámara de Presión o Descarga:
   • Donde la bomba comprime el líquido y lo expulsa al sistema hidráulico.
4. Impulsor o Émbolo:
   • Parte móvil que ejerce presión sobre el líquido para crear flujo.

Dichas herramientas tienen los siguientes componentes básicos:

• Un orificio de entrada que suministra los líquidos que tiene el depósito.
• Un orificio de salida que está conectado al orificio que se encuentra en la línea de presión.
• Una cubierta en la que se ubica un mecanismo giratorio que se conecta al eje impulsor, el cual gira gracias a un motor eléctrico.

Gracias a este conjunto de componentes, las  bombas hidráulicas pueden transformar energía mecánica o eléctrica en energía del fluido que mueve, ya sea agua o sustancias como el aceite.

“El aumento de energía se puede producir por elevación de dichas masas líquidas a ciertas alturas, por aumento de la presión, por aumento de velocidad o por aumento combinado de altura, presión y velocidad”, puntualiza la Escuela de Valladolid.

La aparición de las bombas hidráulicas, como lo mencionamos al principio, ocurrió hace miles de años por la necesidad que las personas tenían de abastecer de agua sus pueblos, de este modo crearon mecanismos para llevarla de un lugar a otro con cierta facilidad.

A pesar de ser máquinas primitivas, las bombas hidráulicas cumplían bien con sus funciones, pero los avances tecnológicos hicieron posible que las bombas mejoraran tanto en estructura como en funcionamiento, logrando que aparecieran modelos variados, por ejemplo, las bombas de pistones.

¿Cómo funcionan las bombas hidráulicas?

El principio básico de funcionamiento de las bombas hidráulicas en realidad es sencillo, todo comienza en la entrada de la bomba donde se crea un vacío y aumenta el volumen dentro de la misma máquina.

Los líquidos del depósito fluyen debido a la diferencia de presión que se genera entre el vacío que hay en la bomba y la presión atmosférica que hay en el depósito; esto permite que los líquidos vayan hacia la entrada de dicho aparato gracias a una línea de succión.

Posteriormente el líquido, ya sea aceite o agua, es expulsado de la bomba y el volumen dentro de la misma disminuye. De este modo, el ciclo vuelve a comenzar cada vez que se genera presión en el depósito, lo que depende de los usos que se le den a cada bomba.

De hecho, las bombas son similares a los motores hidráulicos, solo que los motores convierten energía hidráulica en mecánica, mientras que una bomba hace el proceso a la inversa: energía mecánica que se transforma en hidráulica.

Las bombas hidráulicas funcionan gracias al principio de Bernoulli, el cual establece que en un flujo la presión estática, así como la presión dinámica, es constante.

El principio de Bernoulli sólo se aplica en aquellos flujos “donde la viscosidad del fluido sea despreciable en comparación con los efectos de inercia y gravitación, es decir, solo se aplica a regiones en las que la viscosidad o fuerza de fricción interna es neta, el caudal es constante y el fluido tiene densidad constante”, según lo detalla la Universidad de Bogotá en un artículo.

El funcionamiento de las bombas también depende del tipo de máquina, ya que actualmente existen bombas que se utilizan con fines diversos, por lo que cada una tiene una forma de utilización que vale la pena conocer.

¿Qué tipos de bombas hidráulicas existen?

Las bombas se pueden clasificar según el mecanismo giratorio que utilizan, todas cumplen con necesidades concretas en las industrias, pero de manera general nos enfocaremos en cuatro de ellas: de engranajes, de paletas, de tornillo y de pistones.

Bombas de engranajes

Las bombas hidráulicas de engranajes son las que más se utilizan como fuente de alimentación hidráulica. Están conformadas por dos engranes que permanecen unidos y que giran dentro de la cubierta de la misma bomba, haciéndola óptima para un rango muy amplio de viscosidades.

El funcionamiento de estas bombas comienza cuando el líquido entra a la máquina por medio de un canal de succión, ubicado entre el engranaje exterior y el interior; en este punto conviene aclarar que el engranaje exterior es mayor que el ubicado en la parte interna.

Una vez que esto sucede, el líquido fluye por los espacios que quedan entre los dientes de los engranes, esta estructura tiene una forma de media luna, lo que sirve para que el líquido se divida y además se pueda sellar la entrada y la salida.

Después, “la presión del líquido es elevada justo antes de que este salga por el conducto de salida, luego los dientes de los dos engranes se acoplan y forman un sello equidistante, que fuerza al líquido a salir”, de acuerdo con información de la Universidad de las Américas Puebla (UDLAP).

Este tipo de bombas tienen diferentes aplicaciones, es común verlas como parte de las instalaciones de la industria petroquímica, ya que sirven como medios de filtración y lubricación.

Bombas de paletas

Las bombas de paletas tienen un rotor que se caracteriza por sus ranuras, es decir, las paletas que son impulsadas hacia la parte exterior gracias a la fuerza centrífuga que genera el motor cuando gira, ya que está conectado a un eje impulsor.

La función de las paletas es sellar las paredes de la cubierta, para que puedan transportar un líquido de la misma manera que lo hacen las bombas de engranajes; por ello, es común que sean utilizadas en compañías que se dedican a fabricar equipos industriales.

Entre las principales ventajas de estas bombas se encuentra su capacidad media, que trabajan bien con líquidos delgados y lo pueden hacer en seco por periodos cortos de tiempo.

Bombas de tornillo

Otra de las que más se conocen es la de tornillo, la cual utiliza estos componentes de forma helicoidal (de hélice) para poder moverse dentro de una camisa que genera el movimiento de un líquido, entre el tornillo y dicha camisa.

Su principal función es la bombear fluidos viscosos, que al tener mucho contenido de sólidos, no necesitan ser removidos antes de que se lleve a cabo el proceso de bombeo.

Bombas de pistones

Estas bombas funcionan por medio de la hidrostática, es decir, que a partir de una variación del volumen se genera también una variación en la presión. Para trabajar correctamente necesitan de cilindros que succionan líquido por medio de aspas, pues cuando giran crean una corriente de absorción.

Lo que hacen los pistones es lanzar el fluido, comprimirlo y luego darle un empuje que le permite alcanzar una buena presión, y con esto la bomba puede trabajar. Una de sus aplicaciones más populares está en el sector industrial, dentro de la maquinaria que hace cortes con chorros de agua.