Bombas de desplazamiento positivo en serie y en paralelo

Una bomba de desplazamiento positivo suministra un volumen fijo por revolución o carrera. No genera presión por sí misma, sino que supera la presión que el sistema le impone. Este comportamiento es fundamentalmente diferente al de una bomba centrífuga y cambia por completo la forma de concebir el funcionamiento simultáneo de varias bombas de desplazamiento positivo.

Cuando una sola bomba no puede satisfacer el caudal o la presión que requiere su sistema, tiene dos opciones: conectar bombas en paralelo para aumentar el caudal o conectarlas en serie para aumentar la presión. Si bien los conceptos parecen sencillos, los detalles técnicos son cruciales. Las configuraciones en serie y en paralelo de bombas de desplazamiento positivo (PD) presentan requisitos de diseño, factores de riesgo y limitaciones prácticas específicas que no se aplican a los sistemas de bombas centrífugas. Un error en estos detalles puede provocar daños en el equipo, fallas en los sellos o un funcionamiento inadecuado del sistema.

Esta guía analiza ambas configuraciones desde un punto de vista de ingeniería: cuándo tiene sentido cada una, cómo diseñar las tuberías y los controles, qué puede salir mal y cómo se construyen realmente los sistemas en la práctica.

Cómo funcionan las configuraciones en serie y en paralelo en los sistemas de bombeo de desplazamiento positivo

Las reglas básicas son sencillas. En paralelo se combina el caudal. En serie se combina la presión. Sin embargo, el comportamiento de las bombas de desplazamiento positivo en estas configuraciones es bastante diferente al de las bombas centrífugas, y conviene comprender estas diferencias antes de dibujar un solo diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID).

Una bomba centrífuga presenta una curva de rendimiento: su caudal varía con la presión. Al conectar dos bombas centrífugas en paralelo, el caudal combinado no se duplica simplemente, ya que la curva del sistema se modifica y el punto de operación cambia. La ganancia real siempre es menor que la suma teórica. Lo mismo ocurre con las bombas centrífugas en serie: la altura de elevación combinada es menor que la suma de las alturas de elevación individuales al caudal de operación real.

Las bombas de desplazamiento positivo (DP) funcionan de manera diferente. Su caudal es prácticamente constante, independientemente de la presión (dentro del rango nominal). Por lo tanto, al conectar dos bombas DP idénticas en paralelo, el sistema prácticamente duplica su caudal. Al conectarlas en serie, la presión también se acerca al doble. En la práctica, los valores teóricos se cumplen con mucha mayor precisión. Sin embargo, esta misma característica —el hecho de que una bomba DP mantenga su caudal nominal en cualquier circunstancia— es también lo que hace que las configuraciones con bombas DP sean más peligrosas cuando algo falla.

Paralelo: agregando flujo

En una configuración en paralelo, dos o más bombas de desplazamiento positivo extraen agua de una fuente de succión común (o de fuentes separadas) y la descargan en un colector común. Cada bomba aporta su propio caudal al total. La presión del sistema viene determinada por la resistencia aguas abajo y se distribuye equitativamente entre todas las bombas.

Debido a que las bombas de desplazamiento positivo (DP) proporcionan un caudal constante a cualquier presión dentro de su rango, el caudal total en un sistema en paralelo es prácticamente igual a la suma de los caudales individuales de cada bomba. Si la bomba A proporciona 10 L/min y la bomba B proporciona 10 L/min, el sistema obtiene aproximadamente 20 L/min. Esto se ajusta mejor a la teoría que lo que se obtendría con las bombas centrífugas.

El requisito fundamental es que cada bomba en una configuración en paralelo tenga su propia válvula de retención en el lado de descarga. Sin ella, una bomba detenida se convierte en una vía de reflujo abierta: la bomba en funcionamiento empujará el fluido hacia atrás a través de la bomba inactiva en lugar de hacia el sistema.

Serie: Añadiendo presión

En una configuración en serie, la descarga de la primera bomba se conecta a la succión de la segunda. El caudal del sistema viene determinado por el desplazamiento de cada bomba. Las presiones se suman: si la primera bomba genera una presión diferencial de 5 bar y la segunda genera otros 5 bar, el sistema alcanza aproximadamente 10 bar en la descarga final.

He aquí un punto crítico que muchos ingenieros subestiman: la conexión en serie directa de bombas de desplazamiento positivo (PD) no es una configuración común en la práctica industrial, y para algunos tipos de bombas resulta completamente inviable. Las bombas PD alternativas —bombas AODD, bombas de pistón, bombas de diafragma— generan un flujo oscilante y pulsante. Conectar dos bombas pulsantes en serie directa sin un tanque de compensación entre ellas crea picos de presión e interrupciones del flujo que dañarán el sistema. La carrera de admisión de la segunda bomba ejerce una fuerza contraria a la carrera de descarga de la primera, y esta falta de sincronización provoca cavitación, golpes de ariete y una rápida falla del sello.

Las bombas rotativas de desplazamiento positivo (bombas de engranajes, bombas de tornillo) producen un flujo mucho más uniforme y pueden funcionar en serie bajo ciertas condiciones. Sin embargo, incluso con las rotativas, el desplazamiento de la primera bomba debe ser ligeramente mayor que el de la segunda. Si la segunda bomba intenta aspirar más fluido del que suministra la primera, se produce una falta de suministro y cavitación. Si la primera bomba impulsa más fluido del que la segunda admite, se acumula presión entre ellas sin posibilidad de escape. Una válvula de alivio entre las dos bombas es indispensable; es lo único que evita una rotura.

Diseño de ingeniería de sistemas paralelos

Cuándo utilizar bombas de diálisis peritoneal en paralelo

Existen cuatro situaciones comunes en las que la configuración en paralelo es la respuesta correcta.

En primer lugar, su proceso requiere un caudal mayor al que puede proporcionar una sola bomba. Quizás la bomba más grande disponible en la serie que utiliza tenga un caudal máximo de 50 L/min y usted necesite 90 L/min. Dos bombas en paralelo solucionan este problema sin necesidad de cambiar completamente de plataforma de bombeo.

En segundo lugar, se necesita redundancia. En cualquier proceso que funcione las 24 horas del día, los 7 días de la semana (dosificación de productos químicos, sistemas de gestión térmica, líneas de fabricación de semiconductores), una falla imprevista de una bomba detiene toda la operación. El funcionamiento simultáneo de dos bombas, una en servicio y otra de reserva, con conmutación automática, permite que el proceso continúe mientras se repara la bomba averiada.

En tercer lugar, la demanda de caudal varía significativamente con el tiempo. En lugar de regular el caudal de una sola bomba grande (lo que supone un desperdicio de energía y, en el caso de las bombas de desplazamiento positivo, genera problemas de contrapresión), puede utilizar varias bombas más pequeñas de forma escalonada. Ponga en marcha una bomba cuando la demanda sea baja y active la segunda cuando aumente. Esto resulta más eficiente energéticamente y reduce el desgaste de cada bomba.

En cuarto lugar, las limitaciones físicas impiden la instalación de una sola bomba grande. A veces, el espacio disponible, el límite de peso de la plataforma o el voltaje disponible en el lugar simplemente no permiten instalar una unidad de mayor tamaño. Dos bombas más pequeñas, colocadas una al lado de la otra, pueden caber donde una bomba grande no.

Requisitos de diseño para operación en paralelo

Todo sistema de bomba de desplazamiento positivo en paralelo necesita estos elementos para funcionar correctamente.

Válvulas de retención: una en la descarga de cada bomba, entre la bomba y el colector común. Esto es indispensable. Si una bomba de desplazamiento positivo se detiene mientras la otra está en funcionamiento, la presión total del sistema la empujará hacia atrás. Sin una válvula de retención, el fluido fluye hacia atrás a través de la bomba detenida, el sistema pierde presión y la bomba en funcionamiento puede sobrecargarse al intentar compensar.

Ajuste de caudal y velocidad: Idealmente, las bombas de desplazamiento positivo (PD) en paralelo deberían ser modelos idénticos que funcionen a la misma velocidad. Si una bomba tiene un caudal mayor que la otra, transportará una parte desproporcionada del flujo. La bomba más pequeña termina contribuyendo muy poco, consumiendo energía y acumulando horas de funcionamiento. En las bombas centrífugas, esto se equilibra automáticamente a la presión común del colector. En las bombas PD, no: cada bomba impulsa su caudal independientemente de la presión.

Válvulas de alivio individuales: cada bomba necesita su propia válvula de alivio de presión, no una única válvula compartida en el colector común. Si se produce una obstrucción aguas abajo y solo existe una válvula de alivio compartida, es posible que el sistema de alivio no pueda gestionar el caudal combinado de todas las bombas simultáneamente.

Dimensionamiento del colector: el colector de descarga común debe dimensionarse para el caudal total combinado. Un colector de tamaño insuficiente genera una velocidad excesiva y pérdidas por fricción, lo que provoca que la presión del sistema supere la capacidad de las bombas seleccionadas.

Secuenciación de arranque/parada: al arrancar un sistema en paralelo, active las bombas una a una con un breve intervalo entre cada una. El arranque simultáneo provoca un pico de corriente en el sistema eléctrico y un aumento repentino de presión en el sistema hidráulico. Al apagar, este mismo procedimiento escalonado evita el reflujo a través de las válvulas de retención.

Pulsación en sistemas paralelos

Si las bombas de desplazamiento positivo (DP) de su sistema en paralelo son de tipo alternativo (de pistón, émbolo o diafragma), la gestión de las pulsaciones se convierte en un aspecto crucial. Cada bomba genera su propio patrón de pulsaciones, y cuando estos patrones coinciden en un colector común, pueden anularse o reforzarse mutuamente según la relación de fase.

Cuando dos bombas pulsan sincronizadamente, la amplitud de pulsación combinada en el colector se duplica aproximadamente. Esto provoca vibraciones en las tuberías, ruido en los instrumentos, fatiga en las conexiones y mediciones de caudal imprecisas. Cuando pulsan desfasadas, las pulsaciones se cancelan parcialmente y el resultado es un flujo más suave.

Existen tres maneras prácticas de gestionar esto. Primero, seleccione bombas con baja pulsación inherente: las bombas de engranajes y de tornillo producen un flujo mucho más suave que las de pistón o diafragma. Segundo, instale amortiguadores de pulsación (acumuladores de vejiga o cámaras de aire) en la salida de cada bomba antes del colector común. Tercero, si necesita usar bombas alternativas en paralelo, hágalas funcionar con un desfase controlado; algunos controladores lo permiten, aunque esto aumenta la complejidad del sistema.

Diseño de ingeniería de sistemas en serie

¿Cuándo utilizar las bombas de presión diferencial en serie?

La configuración en serie se aplica en situaciones donde la demanda de presión del sistema supera la capacidad de una sola bomba. Existen cuatro escenarios típicos, y no todos se manejan de la misma manera.

En primer lugar, se presentan problemas con tuberías largas que transportan fluidos de alta viscosidad. Los fluidos viscosos generan enormes pérdidas por fricción en tuberías largas. Una sola bomba, con la capacidad nominal para el caudal requerido, podría no generar la presión suficiente para impulsar el fluido a lo largo de todo el recorrido. Una segunda bomba en serie proporciona la presión necesaria para superar la resistencia adicional.

En segundo lugar, el aumento gradual de la presión. Algunos procesos requieren que el fluido alcance la presión deseada de forma controlada, en lugar de un solo salto. La inyección de productos químicos en tuberías de alta presión es un ejemplo: una bomba de refuerzo lleva el fluido a una presión intermedia, y una segunda bomba lo impulsa hasta la presión de inyección final.

En tercer lugar, condiciones de succión deficientes. Cuando la fuente de fluido se encuentra por debajo de la bomba, o cuando la línea de succión es larga, o cuando el fluido tiene una alta presión de vapor, es posible que la bomba principal del proceso no disponga de suficiente NPSH (altura neta de succión positiva) para evitar la cavitación. Una bomba de refuerzo instalada cerca de la fuente eleva la presión en la succión de la bomba principal a un nivel seguro.

En cuarto lugar —y esta es la configuración en serie más común en la práctica industrial— se utiliza una bomba centrífuga como bomba de refuerzo que alimenta una bomba de desplazamiento positivo (DP). Este enfoque híbrido se describe en detalle más adelante, ya que es mucho más frecuente que conectar dos bombas DP directamente en serie.

Bomba de refuerzo centrífuga que alimenta una bomba de diálisis peritoneal (configuración en serie más común)

En muchos sistemas reales, la configuración en serie no consiste en dos bombas de desplazamiento positivo (DP). Se trata de una bomba centrífuga que proporciona presión de succión a una bomba DP que se encarga del trabajo a alta presión. Este es el enfoque estándar en sistemas de recuperación de condensado, estaciones de transferencia de fueloil y unidades de inyección de productos químicos a alta presión.

La lógica es sencilla. Las bombas centrífugas son eficaces para mover grandes volúmenes a presión moderada. Las bombas de desplazamiento positivo (PD) son eficaces para generar alta presión a un caudal preciso. La combinación de ambas aprovecha las ventajas de cada tipo. La bomba centrífuga garantiza que la bomba PD siempre tenga la presión de entrada adecuada, eliminando el riesgo de cavitación. La bomba PD toma el fluido presurizado y lo impulsa hasta la presión de descarga requerida.

La secuencia de arranque y parada es crucial. Siempre arranque primero la bomba centrífuga de refuerzo para generar la presión de succión. Una vez que la línea entre ambas bombas esté presurizada, arranque la bomba de desplazamiento positivo (PD). Un interruptor de presión en la línea de interconexión puede automatizar este proceso: la bomba PD no arranca hasta que la bomba de refuerzo haya alcanzado la presión mínima requerida. Para la parada, invierta el orden: detenga primero la bomba PD y luego la centrífuga de refuerzo. Hacer funcionar la bomba PD sin la bomba de refuerzo, incluso brevemente, provoca falta de succión y daños por cavitación.

Seleccione la bomba centrífuga con una velocidad específica de succión baja para un rango de operación estable más amplio. Si la demanda de caudal de la bomba de desplazamiento positivo varía (por ejemplo, con cambios en la velocidad del variador de frecuencia), la bomba centrífuga debe adaptarse a esa variación sin salirse de su curva de rendimiento.

Serie de comunicación directa entre desarrolladores: Requisitos y riesgos del diseño

Conectar dos bombas de desplazamiento positivo directamente en serie —una descargando en la entrada de succión de la otra— es posible, pero conlleva un riesgo técnico considerable. Requiere más cuidado que cualquier otra configuración de varias bombas.

Presión nominal: la carcasa, los sellos y todas las conexiones de la segunda bomba deben estar diseñados para soportar la presión acumulada. Si la primera bomba genera 10 bar y la segunda añade otros 10 bar, todos los componentes de la segunda bomba estarán sometidos a 20 bar. Esto incluye el sello del eje, la carcasa y la tubería de descarga.

Ajuste de caudal: el caudal de la primera bomba debe ser ligeramente mayor (normalmente entre un 5 % y un 10 %) que el de la segunda. Este pequeño exceso de capacidad garantiza que la segunda bomba siempre disponga de un suministro adecuado. El exceso de fluido se redirige a través de una válvula de alivio en la descarga de la primera bomba. Sin este margen, cualquier pequeña variación en la velocidad o el desgaste provoca que la segunda bomba se quede sin caudal.

Válvula de alivio entre etapas: se debe instalar una válvula de alivio de presión en la línea entre las dos bombas, ajustada a la presión de descarga nominal de la primera bomba. Esto protege contra la sobrepresión si la segunda bomba se detiene o si se produce alguna discrepancia momentánea en el caudal.

Volumen de amortiguación para bombas de tipo alternativo: si alguna de las bombas del par en serie es de tipo alternativo (pistón, émbolo, diafragma, AODD), es obligatorio un depósito de amortiguación entre ellas. El caudal pulsante de la primera bomba no coincide con la demanda pulsante de la segunda. Sin un depósito de amortiguación que absorba estas diferencias, el sistema experimenta picos de presión severos e interrupciones del flujo. Las bombas rotativas de desplazamiento positivo (de engranajes, de tornillo) a menudo pueden conectarse directamente sin depósito de amortiguación, siempre que se cumplan los requisitos de coincidencia de desplazamiento y de válvula de alivio.

La siguiente tabla resume la viabilidad del funcionamiento en serie directo para cada tipo común de bomba de desplazamiento positivo.

Decisión rápida: ¿En serie o en paralelo?

En la mayoría de los casos, la decisión es sencilla. Si su sistema requiere mayor caudal que el que puede proporcionar una sola bomba, opte por la conexión en paralelo. Si su sistema requiere mayor presión que la que puede proporcionar una sola bomba, verifique primero si existe una bomba individual con mayor capacidad de presión; esta suele ser una mejor solución que la conexión en serie. Si una sola bomba realmente no puede alcanzar la presión requerida, considere la posibilidad de utilizar un compresor centrífugo que alimente su bomba de desplazamiento positivo antes de optar por una configuración en serie directa entre bombas de desplazamiento positivo.

Si necesita tanto mayor caudal como mayor presión, deberá optar por una combinación: bombas en paralelo para el caudal, dimensionadas para una presión nominal más alta, o un conjunto en paralelo que alimente una etapa de refuerzo en serie.

Si su principal preocupación es la fiabilidad y el tiempo de actividad, en lugar del rendimiento, la respuesta es la configuración en paralelo con un sistema en servicio y otro en espera, y la conmutación automática.

La elección del tipo de bomba también influye en las configuraciones prácticas. Las bombas de engranajes y las de tornillo funcionan bien tanto en serie como en paralelo debido a su flujo suave y de baja pulsación. Las bombas de pistón son adecuadas para funcionamiento en paralelo, pero generalmente deben evitarse en serie directa sin amortiguación. En nuestra guía sobre las diferentes bombas encontrará una descripción completa de las características de cada tipo. Tipos de bombas de desplazamiento positivo.

Ejemplos de aplicación en el mundo real

Transferencia de productos químicos de alta viscosidad a través de tuberías largas: configuración en serie.

Una planta química necesita transferir resina a 15 000 cP desde un reactor hasta una estación de llenado ubicada a 200 metros. Con esta viscosidad y longitud de tubería, la pérdida por fricción a través de la tubería de 2 pulgadas supera los 12 bares. El modelo de bomba de engranajes disponible proporciona el caudal requerido de 8 L/min, pero está diseñado para una presión diferencial máxima de 10 bares. Una sola bomba no es suficiente.

La solución consiste en dos bombas de engranajes de accionamiento magnético en serie. La primera bomba, ubicada en el reactor, impulsa la resina a través de los primeros 100 metros de tubería, generando una presión diferencial de aproximadamente 6 bar. La segunda bomba, instalada en el punto medio, añade otros 6 bar para impulsar la resina a través de la distancia restante. La primera bomba tiene un desplazamiento un 10 % mayor que la segunda, con una válvula de alivio ajustada a 7 bar que devuelve el exceso de flujo al reactor. Ambas bombas utilizan accionamiento magnético sin sellos; con una presión acumulada de 12 bar, incluso una pequeña fuga en el sello del eje crearía un riesgo para la seguridad con resina reactiva. Serie MDC-X Maneja este rango de viscosidad y proporciona la contención sin fugas que exige el proceso.

Redundancia en la línea de dosificación de semiconductores: configuración en paralelo

Una fábrica de semiconductores utiliza un sistema de dosificación de suspensión para pulido químico-mecánico (CMP) que funciona de forma continua. La bomba dosificadora suministra 200 ml/min de suspensión alcalina con una precisión de ±1 %. Un fallo en la bomba provoca la parada de toda la estación de CMP, y reiniciar el proceso tras una interrupción supone la pérdida de horas de producción y miles de dólares en obleas dañadas.

El sistema utiliza dos microbombas de engranajes magnéticas en paralelo: una activa y otra en reserva en caliente. Ambas bombas funcionan continuamente a la misma velocidad, pero la bomba en reserva descarga a través de una válvula normalmente cerrada. Cuando el sensor de flujo de la bomba activa detecta una desviación superior a ±2%, el controlador abre la válvula de reserva y cierra la válvula de la bomba activa en menos de 500 milisegundos. El cambio es imperceptible para el proceso. Debido a que las bombas de engranajes producen una pulsación casi nula, la transición no crea una perturbación en el flujo. Serie MDC-M Está dimensionado para esta aplicación gracias a su precisión de dosificación y su tamaño compacto.

Sistema de prueba térmica de baterías: bomba de engranajes Centrifugal Booster Plus

Un fabricante de equipos de prueba para baterías de vehículos eléctricos construye cámaras de ciclos térmicos que simulan condiciones de conducción reales. El circuito de refrigeración hace circular etilenglicol a través de los módulos de la batería a temperaturas que oscilan entre -40 °C y +120 °C. El sistema requiere un caudal de 15 l/min a una presión de descarga de 8 bares, y la bomba de engranajes gestiona un flujo con control preciso de la temperatura.

A -40 °C, la viscosidad del glicol supera los 200 cP, y la larga tubería que conecta el enfriador con la cámara de ensayo genera una importante pérdida por fricción en el lado de succión. El requisito de NPSH de la bomba de engranajes no puede cumplirse únicamente con la presión de gravedad del enfriador a bajas temperaturas.

Se instala una pequeña bomba centrífuga de refuerzo entre la salida del enfriador y la entrada de la bomba de engranajes. El refuerzo añade 2 bares de presión de succión, asegurando que la bomba de engranajes siempre reciba una presión de entrada positiva, incluso en el punto de funcionamiento más frío. La bomba centrífuga arranca primero, genera presión en la línea y la bomba de engranajes arranca tras la confirmación del interruptor de presión. Al apagarse, la bomba de engranajes se detiene primero, el refuerzo funciona durante cinco segundos más para purgar la línea y luego se apaga. Serie MDC-K La bomba de engranajes maneja el rango de temperatura gracias a su opción de doble sello (accionamiento magnético o sello mecánico) y su sistema de cojinetes cerámicos que tolera la amplia variación de viscosidad desde el arranque en frío hasta el funcionamiento en caliente.

Bombas de diálisis peritoneal Aulank para sistemas en serie y en paralelo

La serie de bombas de engranajes con accionamiento magnético de Aulank es especialmente adecuada para configuraciones de varias bombas. El acoplamiento magnético sin sello elimina el sello del eje, que es el componente con mayor probabilidad de fallar cuando una bomba opera a presiones elevadas en un sistema en serie. En una configuración en serie directa, donde la segunda bomba experimenta una presión acumulativa, un sello mecánico convencional se ve sometido a un esfuerzo excesivo. Una bomba de accionamiento magnético elimina por completo este modo de falla.

En sistemas paralelos, la baja pulsación característica de la salida de las bombas de engranajes implica que la combinación de los flujos de dos bombas en un colector común genera una mínima perturbación del flujo. No se necesitan amortiguadores de pulsación, y las válvulas de retención estándar se encargan de la protección contra el reflujo sin vibraciones ni ruidos molestos.

El amplio rango de viscosidad de los modelos de bombas de engranajes de Aulank —desde menos de 1 cP hasta más de 38 000 cP— también resuelve un problema práctico en los sistemas en serie: la viscosidad suele variar a lo largo del recorrido de bombeo debido a las variaciones de temperatura. Una bomba que mantiene un rendimiento estable en un amplio rango de viscosidad evita el desajuste de caudal entre las etapas en serie que provoca cavitación o sobrepresión.

Para obtener asistencia en la configuración del sistema, incluyendo el dimensionamiento de bombas para configuraciones en serie/paralelo, el diseño de protección entre etapas y recomendaciones sobre la lógica de control, póngase en contacto con el equipo de ingeniería de Aulank e indíqueles los parámetros de su proceso.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre las bombas de desplazamiento positivo en serie y en paralelo?

En paralelo, varias bombas descargan en la misma línea, lo que aumenta el caudal del sistema manteniendo la misma presión. En serie, una bomba alimenta a la siguiente, lo que aumenta la presión del sistema manteniendo el mismo caudal. En el caso específico de las bombas de desplazamiento positivo (PD), tanto el caudal combinado en paralelo como la presión combinada en serie se aproximan mucho a la suma teórica de las presiones de cada bomba, ya que estas bombas proporcionan un caudal constante independientemente de la presión. Esto difiere de las bombas centrífugas, donde la ganancia real siempre es menor que la suma debido a la interacción de las curvas del sistema.

¿Es posible conectar dos bombas de desplazamiento positivo en paralelo?

Sí. El funcionamiento en paralelo es la configuración más común para bombas de desplazamiento positivo y funciona bien cuando está diseñada correctamente. Cada bomba necesita su propia válvula de retención de descarga para evitar el reflujo a través de una bomba detenida. Las bombas deben ser del mismo modelo y velocidad para asegurar una distribución equilibrada del caudal. Para bombas de desplazamiento positivo alternativas con alta pulsación (de pistón o diafragma), considere instalar amortiguadores de pulsación en la descarga de cada bomba antes del colector común para evitar interferencias por pulsación.

¿Las bombas de desplazamiento positivo necesitan válvulas de retención en sistemas en paralelo?

Sí, cada bomba de desplazamiento positivo en un sistema paralelo debe tener una válvula de retención en su descarga. Sin válvulas de retención, cuando una bomba se detiene, la bomba en funcionamiento impulsa el fluido hacia atrás a través de la bomba detenida en lugar de hacia el sistema. Esto provoca una pérdida de presión en el sistema, desperdicio de energía y posibles daños por rotación inversa en la bomba detenida. La válvula de retención debe estar diseñada para soportar la presión total del sistema e instalarse entre la descarga de la bomba y el punto donde las tuberías se unen al colector común.

¿Qué ocurre si una bomba de desplazamiento positivo se encuentra en reposo en un sistema en serie?

Si la descarga de la bomba aguas abajo se bloquea (se produce un flujo muerto) en una configuración en serie, la presión aumenta continuamente, ya que las bombas de desplazamiento positivo (DP) siguen impulsando fluido independientemente de las condiciones aguas abajo. La presión aumentará hasta que se produzca una falla, generalmente en una junta de tubería, un sello o la propia carcasa de la bomba. Por este motivo, toda instalación de bombas DP, y especialmente las configuraciones en serie, requiere una válvula de alivio de presión. En un sistema en serie, tanto una válvula de alivio entre etapas (entre las dos bombas) como una válvula de alivio de descarga final (después de la última bomba) son dispositivos de seguridad obligatorios.

¿Es mejor utilizar la conexión en serie o en paralelo para el bombeo de líquidos de alta viscosidad?

Depende de las necesidades del sistema. Si una sola bomba proporciona suficiente presión pero no suficiente caudal para su aplicación de alta viscosidad, utilice una conexión en paralelo. Si la bomba proporciona suficiente caudal, pero el fluido viscoso genera tanta fricción en la tubería que una sola bomba no puede generar la presión requerida, utilice una conexión en serie. En la práctica, las aplicaciones de alta viscosidad suelen requerir una configuración en serie, ya que los fluidos viscosos generan pérdidas por fricción muy elevadas en tramos largos de tubería: la demanda de presión aumenta, mientras que la demanda de caudal suele mantenerse moderada.

¿Puede una bomba de desplazamiento positivo funcionar al revés?

Muchas bombas rotativas de desplazamiento positivo (bombas de engranajes, de lóbulos y de tornillo) pueden funcionar físicamente en sentido inverso, bombeando el fluido en la dirección opuesta. Esto se utiliza a veces intencionadamente para despejar la línea o invertir el sentido del flujo. Sin embargo, las bombas de desplazamiento positivo recíprocas (de pistón, de émbolo y de diafragma) no pueden funcionar correctamente en sentido inverso, ya que sus válvulas de retención solo permiten el flujo en una dirección. En sistemas en paralelo, la rotación inversa supone un problema cuando una bomba se detiene mientras la otra sigue funcionando: la presión del sistema puede hacer girar la bomba detenida en sentido inverso si no hay una válvula de retención instalada, lo que podría provocar daños mecánicos.

¿Se puede utilizar una bomba de desplazamiento positivo en serie con una bomba centrífuga?

Sí, y de hecho esta es la configuración de bombas en serie más común en sistemas industriales. Se instala una bomba centrífuga aguas arriba como bomba de refuerzo para proporcionar la presión de succión adecuada (NPSH) a la bomba de desplazamiento positivo (PD), que luego genera la alta presión de descarga que requiere el proceso. Esta combinación aprovecha las ventajas de cada tipo de bomba: la centrífuga mueve volumen de manera eficiente a presión moderada, y la bomba PD convierte esa presión en un flujo preciso de alta presión. Primero, encienda la bomba centrífuga para generar presión de succión y luego la bomba PD. Para la parada, primero detenga la bomba PD y luego la centrífuga.