Las bombas de diafragma, también conocidas como bombas de membrana, son bombas de desplazamiento positivo pertenecientes al grupo de las máquinas alternativas, en las que el elemento impulsor no es un pistón rígido, sino una membrana elástica.
El funcionamiento se basa en el movimiento alternativo de dicha membrana, accionada mediante sistemas mecánicos, hidráulicos, neumáticos o electromagnéticos, que generan variaciones de volumen en la cámara de trabajo y permiten el bombeo del fluido.
El ciclo de funcionamiento se completa mediante válvulas, generalmente esféricas, que regulan la aspiración y la impulsión: al producirse una depresión en la cámara, se abre la válvula de succión y entra el fluido; posteriormente, al aumentar la presión por el movimiento de la membrana, se abre la válvula de descarga y el líquido es impulsado hacia la conducción.
Existen diferentes configuraciones de membrana, entre las que destacan los diafragmas de disco plano, tubulares y de doble disco. La elección de una u otra geometría depende de factores como la carrera necesaria, la presión de trabajo, el caudal requerido y las características del fluido bombeado. Asimismo, algunos modelos están diseñados para permitir el paso de partículas sólidas de tamaño considerable y pueden manejar sólidos en suspensión de hasta 40 mm sin causar daños significativos en los componentes internos.
La principal ventaja de estas bombas radica en su elevada estanqueidad. Al no existir un eje deslizante en contacto directo con el fluido, se eliminan prácticamente las fugas asociadas a los sellos dinámicos convencionales. Esta característica las convierte en equipos especialmente adecuados para el bombeo de productos corrosivos, reactivos químicos o fluidos cuya pérdida al entorno no sea admisible por razones ambientales o de seguridad. Además, presentan una notable capacidad de aspiración y suelen ser autocebantes, pudiendo trabajar en seco durante intervalos limitados según el diseño constructivo.
Otra ventaja importante es su capacidad para trabajar con fluidos cargados de sólidos abrasivos, como limos, arenas, lodos o aguas cenagosas, en condiciones en las que otras bombas sufrirían un desgaste acelerado. Por ello, son habituales en aplicaciones de ingeniería civil, construcción y minería, especialmente en operaciones de achique, trasvase de lodos, bombeo de aguas residuales con sólidos, lechadas, barros de perforación y productos químicos. También se emplean en plantas de tratamiento, en instalaciones de deshidratación y en circuitos de dosificación.
No obstante, estas bombas presentan ciertas limitaciones. Su rendimiento energético global suele ser inferior al de las bombas centrífugas o de pistón en condiciones equivalentes, y el caudal suministrado es pulsante, no continuo. En consecuencia, en instalaciones donde se requiere una presión estable o una dosificación precisa, puede ser necesario incorporar cámaras de amortiguación u otros dispositivos reguladores. Asimismo, el comportamiento hidráulico depende en gran medida del material del diafragma, del sistema de accionamiento y de la naturaleza abrasiva del fluido, por lo que la selección del equipo debe realizarse siempre a partir de las curvas características proporcionadas por el fabricante y de las condiciones reales de servicio.
(McNaughton)
En aplicaciones habituales de construcción, estas bombas suelen operar con alturas de impulsión moderadas, del orden de 15 m en equipos compactos, aunque determinados modelos industriales pueden superar ese valor. Los caudales son muy variables según el tamaño y el tipo de accionamiento. En bombas electromagnéticas pequeñas, el caudal puede situarse entre 0,1 y 100 l/h, mientras que en equipos accionados por motor, entre 100 y 1000 l/h. En versiones industriales de mayor capacidad, pueden obtenerse caudales muy superiores, del orden de 10 a 90 m³/h, o incluso mayores.
Aunque existen bombas de accionamiento manual, hidráulico, neumático o mecánico, en la construcción se emplean principalmente las accionadas por motor y las electromagnéticas, debido a su simplicidad, robustez y facilidad de mantenimiento. En conjunto, las bombas de diafragma constituyen una solución eficaz para el manejo de fluidos difíciles, especialmente cuando se requiere estanqueidad, resistencia al desgaste y capacidad para bombear mezclas con sólidos en suspensión.
En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre esta bomba.
Este vídeo resume bien los conceptos básicos de las bombas de diafragma.
Diaphragm_Pump_Engineering_Guide
Referencias:
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