1. INTITUTO TECNOLOGICO DE ZITACUARO
MEJORAMIENTO DE SISTEMAS HIDRAULICOS
ROBERTO RESENDIZ ARCHUNDIA
10 Diciembre 2012

2. ÍNDICE
INTRODUCCION.............................................................................................................................. 5
PROBLEMÁTICA ............................................................................................................................. 6
JUSTIFICACION .............................................................................................................................. 7
OBJETIVO GENERAL ..................................................................................................................... 8
4.1. OBJETIVO ESPECIFICO ................................................................................................ 8
DESARROLLO HISTORICO DE LA HIDRAULICA. ................................................................... 9
5.1. ETIMOLOGÍA .................................................................................................................... 9
5.2. HISTORIA .......................................................................................................................... 9
EGIPTO Y GRECIA ......................................................................................................................... 9
LOS ROMANOS .......................................................................................................................... 11
LA HIDRÁULICA EN LOS PAÍSES ÁRABES .................................................................................... 12
5.3. LA HIDRAULICA EN LA ERA MODERNA ................................................................. 13
PRINCIPIOS BÁSICOS DE HIDRAULICA. ................................................................................ 17
6.1. DEFINICIÓN DE FLUIDO. ............................................................................................ 17
6.2. BOMBA HIDRÁULICA. .................................................................................................. 17
6.3. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS. ........................................................................... 18
MASA ESPECÍFICA, PESO ESPECÍFICO Y DENSIDAD. .................................................................. 18
VISCOSIDAD. .............................................................................................................................. 19
COMPRESIBILIDAD. ................................................................................................................... 20
PRESIÓN DE VAPOR. .................................................................................................................. 20
TENSIÓN SUPERFICIAL. .............................................................................................................. 20
6.4. FLUJO LAMINAR FLUJO TURBULENTO. ................................................................ 21
NÚMERO DE REYNOLDS ............................................................................................................ 21
PRESIÓN .................................................................................................................................... 22
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3. CAVITACIÓN .............................................................................................................................. 23
6.5. CAUDAL. ......................................................................................................................... 23
6.6. TEOREMA DE BERNOULLI. ....................................................................................... 24
6.7. EFECTOS EN MANGUERAS Y LANZAS. ................................................................. 25
6.8. PÉRDIDAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS EN TUBERÍAS. ................................. 26
PÉRDIDAS PRIMARIAS. .............................................................................................................. 26
PÉRDIDAS SECUNDARIAS. ......................................................................................................... 26
MAQUINAS HIDRÁULICA ............................................................................................................ 28
7.1. TIPOS DE BOMBAS. ..................................................................................................... 29
CENTRIFUGA.............................................................................................................................. 29
ROTATORIA................................................................................................................................ 29
RECIPROCANTE.......................................................................................................................... 29
7.2. BOMBAS CENTRÍFUGAS ............................................................................................ 30
LOS TIPOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS. ..................................................................................... 30
7.3. BOMBAS ROTATORIAS............................................................................................... 31
ESTAS BOMBAS SE CLASIFICAN EN DOS GRUPOS. .................................................................... 31
TIPOS DE BOMBAS ROTATORIAS............................................................................................... 31
7.4. LAS BOMBAS RECIPROCANTES. ............................................................................ 32
LAS BOMBAS DE ACCIÓN DIRECTA HORIZONTAL SIMPLE Y DÚPLEX. ....................................... 33
BOMBAS DE POTENCIA. ............................................................................................................ 33
BOMBAS DE TIPO DIAFRAGMA. ................................................................................................ 34
7.5. LIMITACIÓN DE LA ALTURA SE SUCCIÓN DE UNA BOMBA CENTRIFUGA. . 35
7.6. CAVITACIÓN EN MAQUINAS HIDRAULICAS. ........................................................ 35
7.7. MOTORES PARA BOMBAS. ....................................................................................... 36
7.8. APLICACIONES DE LAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS............................................ 36
3

4. CONCLUSIONES........................................................................................................................... 38
APARATO CRÍTICO. ..................................................................................................................... 39
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................... 40
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5. INTRODUCCION
Para el desarrollo de las civilizaciones atraves de la historia misma del ser
humano, siempre sea involucrado con el agua ya que es vital liquido por
excelencia; por esto mismo se a desarrollado; desde crear sistemas de riego
básicos al hacer canales para el transporte del líquido mediante desniveles y la
gran ventaja de contar con la fuerza de gravedad; hasta hoy en día en el cual el
líquido se transporta mediante tuberías pasándola a diferentes niveles mediante
maquinas hidráulicas facilitándole el suministro del vital líquido hasta la comodidad
de tan solo abrir una llave y este salga.
Es por eso que se ve necesario tener el conocimiento necesario de todos los
elementos que influyen para el transporte del líquido; para que esta sea manera
adecuada, conociendo desde que es un fluido hasta a que se le llama maquina
hidráulica.
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6. PROBLEMÁTICA
El mal manejo de sistemas hidráulicos y no saber certeramente su función, desde
cómo trabaja un fluido dentro de este, así como cuál es la tubería indicada y las
maquinas hidráulicas adecuadas para cada necesidad; provoca fugas y gastos
excesivos de energía así como de material usado por no ser el adecuado.
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7. JUSTIFICACION
El siguiente investigación se realiza por la necesidad de saber a ciencia cierta
cómo se constituye un sistema hidráulico ideal y el buen funcionamiento del
mismo; conociendo los fundamentos básicos de los elementos que conforman un
sistema hidráulico en toda su extensión como sistema, para mejorar muchos de
los sistemas que existen en el país y así poder mejorar su funcionamiento para
optimizar el servicio sin fugas además de disminuir los gastos excesivos de
energía.
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8. OBJETIVO GENERAL
Conocer el funcionamiento óptimo de un sistema hidráulico ideal, asícomo la
importancia para aprovechar de manera eficaz el consumo de energías así como
el buen funcionamiento del sistema hidráulico.
4.1. OBJETIVO ESPECIFICO
Se pretenderá asimilar el funcionamiento de un sistema hidráulico casero, para
identificar posibles fallas en este.
Se aprenderán los conceptos de:
Propiedades básicas de un fluido.
Y maquinas hidráulicas.
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9. DESARROLLO HISTORICO DE LA HIDRAULICA.
5.1. ETIMOLOGÍA
La palabra hidráulicaviene del griego ὑ δϱ αυλικός (hydraulikós) que, a su vez,
viene de tubo de agua, palabra compuesta por ὕ δωϱ (agua) y αὐ λός (tubo).
Aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, usan dispositivos que
funcionan con líquidos, por lo general agua y aceite como las maquinas ejemplo:
caladora, carros, ETC
El vocablo Hidráulica proviene de dos palabras griegas: hidro, que significa agua y
aulus que significa tubo, es decir etimológicamente la hidráulica estudia el
movimiento del agua por tuberías. Es la ciencia que estudia experimentalmente
por medio de cálculos, las condiciones del equilibrio y del movimiento de los
líquidos.
5.2. HISTORIA
EGIPTO Y GRECIA
Las civilizaciones más antiguas se desarrollan a lo largo de los ríos más
importantes de la tierra, la experiencia y la intuición guiaron a estas comunidades
en la solución de los problemas relacionados con las numerosas obras hidráulicas
necesarias para la defensa ribereña, el drenaje de zonas pantanosas, el uso de
los recursos hídricos, la navegación.
En las civilizaciones de la antigüedad, estos conocimientos se convirtieron en
privilegio de una casta sacerdotal. En el antiguo Egipto los sacerdotes se
transmitían, de generación en generación, las observaciones y registros,
mantenidos en secreto, respecto a las inundaciones del río, y estaban en
condiciones, con base en éstos, de hacer previsiones que podrían ser
interpretadas fácilmente a través de adivinaciones transmitidas por los dioses. Fue
en Egipto donde nació la más antigua de las ciencias exactas, la geometría que,
9

10. según el historiador griego Herodoto, surgió a raíz de exigencias catastrales
relacionadas con las inundaciones del río Nilo.
Con los griegos la ciencia y la técnica pasan por un proceso de desacralización, a
pesar de que algunas veces se relegan al terreno de la mitología.
Tales de Mileto, de padre griego y madre fenicia, atribuyeron al agua el origen de
todas las cosas. La teoría de Tales de Mileto, al igual que la teoría de los filósofos
griegos subsecuentes del período jónico, encontraría una sistematización de sus
principios en la física de Aristóteles. Física que, como se sabe, está basada en los
cuatro elementos naturales, sobre su ubicación, sobre el movimiento natural, es
decir hacia sus respectivas esferas, diferenciado del movimiento violento. La física
antigua se basa en el sentido común, es capaz de dar una descripción cualitativa
de los principales fenómenos, pero es absolutamente inadecuada para la
descripción cuantitativa de los mismos.
Las primeras bases del conocimiento científico cuantitativo se establecieron en el
siglo lll a.C. En los territorios en los que fue dividido el imperio de Alejandro
magno, y fue Alejandría el epicentro del saber científico. Euclides recogió, en los
elementos, el conocimiento precedente acerca de la geometría. Se trata de una
obra única en la que, a partir de pocas definiciones y axiomas, se deducen una
infinidad de teoremas. Los elemento de Euclides constituirán, por más de dos mil
años, un modelo de ciencia deductiva de un insuperable rigor lógico. Arquímedes
de Siracusa estuvo en contacto epistolar con los científicos de Alejandría.
Arquímedes realizó una gran cantidad de descubrimientos excepcionales. Uno de
ellos empezó cuando Hieron ll reinaba en Siracusa. Quiso ofrecer a un santuario
una corona de oro, en agradecimiento por los éxitos alcanzados. Contrató a un
artista con el que pactó el precio de la obra y además le entregó la cantidad de oro
requerida para la obra. La corona terminada fue entregada al rey, con la plena
satisfacción de éste, y el peso también coincidía con el peso de oro entregado. Un
tiempo después, sin embargo, Hierón ll tuvo motivos para desconfiar de que el
artista lo había engañado sustituyendo una parte del oro con plomo, manteniendo
el mismo peso. Indignado por el engaño, pero no encontrando la forma de
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11. demostrarlo, solicitó a Arquímedes que estudiara la cuestión. Absorto por la
solución de este problema, Arquímedes observó un día, mientras tomaba un baño
en una tina, que cuando él se sumergía en el agua, ésta se derramaba hacia el
suelo. Esta observación le dio la solución del problema. Saltó fuera de la tina y,
emocionado, corrió desnudo a su casa, gritando: “eureka! Eureka!” (Que, en
griego, significa: "¡lo encontré, lo encontré!").
Arquímedes fue el fundador de la hidrostática, y también el precursor del cálculo
diferencial: recuérdese su célebre demostración del volumen de la esfera, y en
conjunto con los científicos de Alejandría no desdeñó las aplicaciones a la
ingeniería de los descubrimientos científicos, tentando disminuir la brecha entre
ciencia y tecnología, típica de la sociedad de la antigüedad clásica, sociedad que,
como es bien sabido, estaba basada en la esclavitud.
En el campo de la hidráulica él fue el inventor de la espiral sin fin, la que, al
hacerla girar al interior de un cilindro, es usada aun hoy para elevar líquidos.
LOS ROMANOS
Los antiguos romanos, que difundieron en todo el Mediterráneo la vida urbana,
basaron el bienestar y el buen vivir especialmente en la disponibilidad de
abundante cantidad de agua. Se considera que los acueductos suministraban más
de un millón de m³ de agua al día a la Roma Imperial, la mayor parte distribuida a
viviendas privadas por medio de tubos de plomo. Llegaban a Roma por lo menos
una docena de acueductos unidos a una vasta red subterránea.
Pont du Gard a Nimes.
Para construir el acueducto Claudio, se requirieron, por 14 años consecutivos más
de 40 mil carros de tufo por año.
En las provincias romanas los acueductos atravesaron con frecuencia profundos
valles, como en Nimes, donde el “Pont du Gard” de 175 m de longitud tiene una
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12. altura máxima de 49 m, y en Segovia, en España, donde el puente-acueducto de
805 m de longitud todavía funciona.
Los romanos excavaron también canales para mejorar el drenaje de los ríos en
toda Europa y, menos frecuentemente para la navegación, como es el caso del
canal Rin-Mosa de 37 km de longitud. Pero sin duda en este campo la obra prima
de la ingeniería del Imperio romano es el drenaje del lago Fucino, a través de una
galería de 5,5 km por debajo de la montaña. Esta galería solo fue superada en el
1870 con la galería ferroviaria del Moncenisio. El “Portus Romanus,
completamente artificial, se construyó después del de Ostia, en el tiempo de los
primeros emperadores romanos. Su bahía interna, hexagonal, tenía una
profundidad de 4 a 5 m, un ancho de 800 m, muelle de ladrillo y mortero, y un
fondo de bloques de piedra para facilitar su dragado.
LA HIDRÁULICA EN LOS PAÍSES ÁRABES
En la Edad Media el islam contribuyó en forma importante al desarrollo de la
hidráulica. En el área geográfica donde se ubica el primer desarrollo de la
civilización islámica se realizaron importantes obras hidráulicas, como por ejemplo
canales para la distribución de agua, con un uso frecuente de sifones, casi
desconocidos anteriormente, pero lo que tiene más significado, el Islam aseguró la
continuidad del conocimiento con las civilizaciones antiguas, particularmente con
la alejandrina. Cuando en el Renacimiento se redescubrió la civilización clásica y
su ciencia, en realidad se disponía de técnicas mucho más evolucionadas que en
la antigüedad y de instrumentos matemáticos mucho más versátiles, como la
numeración árabe y el álgebra, también de origen árabe.
Entre los numerosos “arquitectos” que actuaban en el Renacimiento, el más
significativo fue Leonardo Da Vinci (1452 – 1519). A Leonardo se debe la primera
versión de la conservación de la masa en un curso de agua, en el cual el producto
entre la velocidad media del agua en una sección y el área de la misma sección es
constante, mientras que, siempre Leonardo observa, la velocidad del agua es
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13. máxima en el centro del río y mínima sobre los bordes. En tiempos recientes se ha
reconducido el estudio de la turbulencia al de los sistemas dinámicos que
conducen al caos. Actualmente la verdadera naturaleza del movimiento turbulento
no está del todo clara, y el enfoque probabilístico parecería no ser el simple reflejo
de nuestra ignorancia, sino que reflejaría la esencia misma del fenómeno, como
en otras ramas de la física.(Enciclopedia Monitor, 1990)
5.3. LA HIDRAULICA EN LA ERA MODERNA
Desde la creación el hombre ha estado empeñado en multiplicar su fuerza física.
Inicialmente se asoció con otros para aplicar cada uno su fuerza individual a un
solo objeto. Posteriormente un ilustre desconocido inventó la rueda y otros la
palanca y la cuña. Con estos medios mecánicos se facilitaron enormemente las
labores. Pronto estos elementos se combinaron y evolucionaron hasta convertirse
en ingenios mecánicos muy diversos, que fueron utilizados en la construcción de
los pueblos, en las guerras y en la preparación de la tierra.
También el hombre al lado del desarrollo de los dispositivos mecánicos, empezó
desde muy temprano la experimentación de la utilización de recursos naturales tan
abundantes como el agua y el viento. Inicialmente se movilizo en los lagos y ríos
utilizando los troncos de madera que flotaban. Más adelante la navegación se
hizomas frecuente; y ver el aprovechamiento de la fuerza de los vientos.
La rueda hidráulica y el molino de viento Son preámbulos de mucho interés para la
historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron al hombre con las
posibilidades d los fluidos para generar y transmitir energía y le enseñaron en
forma empírica los rudimentos de la Hidromecánica y sus propiedades.
La primera bomba construida por el hombre fue la jeringa y se debe a los antiguos
egipcios, quienes la utilizaron para embalsamar las momias. CTESIBIUS en el
siglo II A.C., la convirtió en una bomba de doble efecto.
En la segunda mitad del siglo XV, Leonardo da Vinci en su escrito sobre flujo de
agua y estructuras para ríos, estableció sus experiencias y observaciones en la
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14. construcción de instalaciones hidráulicas ejecutadas principalmente en Milán y
Florencia.
GALILEO en 1612 elaboro el primer estudio sistemático de los fundamentos de la
Hidrostática. Un alumno de Galileo, TORRICELI, enunció en 1643 la ley del flujo
libre de líquidos a través de orificios. Construyo El barómetro para la medición de
la presión atmosférica.
BLAISE PASCAL, aunque vivió únicamente hasta la edad de 39 años, fue uno de
los grandes científicos y matemáticos del siglo XVII. Fue responsable de muchos
descubrimientos importantes, pero en relación con la mecánica de fluidos son
notables los siguientes:
La formulación en 1650 de la ley de la distribución de la presión en un líquido
contenido en un recipiente. Se conoce esta, como ley de Pascal.
La comprobación de que la potencia del vacío se debe al peso de la atmósfera y
no a un "horror natural" como se creyó por más de 2000 años antes de su época.
A ISAAC NEWTON, además de muchas contribuciones a la ciencia y a las
matemáticas, se le debe en Mecánica de Fluidos:
El primer enunciado de la ley de fricción en un fluido en movimiento.
La introducción del concepto de viscosidad en un fluido.
Los fundamentos de la teoría de la similaridad hidrodinámica.
Estos, sin embargo, fueron trabajados aislados de los cuales resultaron leyes y
soluciones a problemas no conexos. Hasta la mitad del siglo XVIII no existía aun
una ciencia integrada sobre El comportamiento de los fluidos.
Los fundamentos teóricos de la Mecánica de Fluidos como una ciencia se deben
a Daniel Bernoulli y a Leonhard Euler en el siglo XVIII.
DANIEL BERNOULLI, 1700-1782, perteneció a una famosa familia suiza en la cual
hubo once sabios celebres, la mayoría de ellos matemáticos o mecánicos. Gran
parte de su trabajo se realizó en San Petersburgo, como miembro de la academia
rusa de ciencias. En 1738 en su "Hidrodinámica", formulo la ley fundamental del
14

15. movimiento de los fluidos que da la relación entre presión, velocidad y cabeza de
fluido.
LEONHARD EULER, 1707-1783, también suizo, desarrollo las ecuaciones
diferenciales generales del flujo para los llamados fluidos ideales (no viscosos).
Esto marco El principio de los métodos teóricos de análisis en la Mecánica de
Fluidos. A Euler se le debe también la ecuación general del trabajo para todas las
maquinas hidráulicas rotodinámicas (turbinas, bombas centrifugas, ventiladores,
etc.), además de los fundamentos de la teoría de la flotación.
En 1985, después de 135 años de la formulación de la ley de Pascal, JOSEPH
BRAMAH, construyo en Inglaterra la primera prensa hidráulica. Esta primera
prensa utilizaba sello de cuero y agua como fluido de trabajo. El accionamiento se
realizaba por medio de una bomba manual y no superaba los 10 bares de presión.
Sin embargo, la fuerza desarrollada por ella fue algo descomunal e inesperada
para el mundo técnico e industrial de entonces.
Inmediatamente siguieron sin número de aplicaciones y como era de esperarse,
se abrió un mercado para el mismo sin precedentes y que superaba las
disponibilidades tanto técnicas como financieras de su tiempo.
El segundo periodo, que comprende los últimos años del siglo XVIII y la mayoría
del XIX, se caracterizó por la acumulación de datos experimentales y por la
determinación de factores de corrección para la ecuación de Bernoulli. Se basaron
en el concepto de fluido ideal, o sea que no tuvieron en cuenta una propiedad tan
importante como la viscosidad. Cabe destacar los nombres de experimentalistas
notables como ANTOINE CHEZY, HENRI DARCY, JEAN POISEUILLE en
Francia; JULIUS WEISBACH Y G. HAGEN en Alemania. De importancia especial
fueron los experimentos de Weisbach y las fórmulas empíricas resultantes que
fueron utilizadas hasta hace poco tiempo.
Entre los teóricos de la Mecánica de Fluidos de este período, están LAGRANGE,
HELMHOLTZ Y SAINT VENANT.
En los años posteriores a 1850 las grandes ciudades de Inglaterra instalaron
centrales de suministros de energía hidráulica, la cual era distribuida a grandes
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16. distancias por tuberías hasta las fabricas donde accionaban molinos, prensas,
laminadores y grúas.
Todavía funcionan en algunas ciudades europeas las redes de distribución de
energía hidráulica. En Londres, por ejemplo, esta aun en servicio la empresa " The
London Hydraulic Power Co.", con capacidad instalada de 700 HP y 180 millas de
tubería de distribución. En la misma ciudad, el famoso Puente de la Torre, es
accionado hidráulicamente, así como el ascensor principal en el edificio de la
institución de los Ingenieros Mecánicos.
En el periodo siguiente, al final del siglo XIX y principios del XX, se tomó en cuenta
la viscosidad y la teoría de la similaridad. Se avanzó con mayor rapidez por la
expansión tecnológica y las fuerzas productivas. A este período están asociados
los nombres de GEORGE STOKES y de OSBORNE REYNOLDS, 1819-1903 y
1942-1912, respectivamente.
En la Hidráulica contemporánea se deben mencionar a: LUIDWIG PRANDTL,
THEODOR VON KARMAN Y JOHAN NIKURADSE. Los dos primeros por sus
trabajos en Aerodinámica y Mecánica de Fluidos que sirvieron para dilucidar la
teoría del flujo turbulento; el último sobre flujo en tuberías.
En 1906 la Marina de los EE.UU. botó El U.S.Virginia, primer barco con sistemas
hidráulicos para controlar su velocidad y para orientar sus cañones.
En 1930 se empezaron a construir las bombas de paletas de alta presión y se
introdujeron los sellos de caucho sintético. Diez años después los
servomecanismos electrohidráulicos ampliaron el campo de aplicación de la
oleohidráulica (rama de la hidráulica que utiliza aceite mineral como fluido). Desde
los años sesenta el esfuerzo investigativo de la industria y las entidades de
formación profesional ha conducido hasta los sofisticados circuitos de la
fluida.(Hugo., 1989)
16

17. PRINCIPIOS BÁSICOS DE HIDRAULICA.
6.1. DEFINICIÓN DE FLUIDO.
Para clasificar a los materiales que se encuentran en la naturaleza se pueden
utilizar diversos criterios. Desde el punto de vista de la ingeniería, uno de los más
interesantes lo constituye aquel que considera el comportamiento de los
elementos frente a situaciones especiales. De acuerdo a ello se definen los
estados básicos de sólido, plástico, fluidos y plasma. De aquí la de definición que
nos interesa es la de fluidos, la cual se clasifica en líquidos y gases.
La clasificación de fluidos mencionada depende fundamentalmente del estado y no
del material en sí. De esta forma lo que define al fluido es su comportamiento y no
su composición. Entre las propiedades que diferencian el estado de la materia, la
que permite una mejor clasificaron sobre el punto de vista mecánico es la que dice
la relación con la forma en que reacciona el material cuando se le aplica una
fuerza.
Los fluidos reaccionan de una manera característica a las fuerzas. Si se compara
lo que ocurre a un sólido y a un fluido cuando son sometidos a un esfuerzo de
corte o tangencial se tienen reacciones características que se pueden verificar
experimentalmente y que permiten diferenciarlos.
Con base al comportamiento que desarrollan los fluidos se definen de la siguiente
manera: "Fluido es una sustancia que se deforma continuamente, o sea se
escurre, cuando está sometido a un esfuerzo de corte o tangencial". De esta
definición se desprende que un fluido en reposo no soporta ningún esfuerzo de
corte.
6.2. BOMBA HIDRÁULICA.
Una bombaes una máquina hidráulica generadora que transforma la energía
(generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía hidráulica
del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o
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18. una mezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la
pasta de papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su
velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En
general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo
energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o
altitud a otra de mayor presión o altitud.
Existe una ambigüedad en la utilización del término bomba, ya que generalmente
es utilizado para referirse a las máquinas de fluido que transfieren energía, o
bombean fluidos incompresibles, y por lo tanto no alteran la densidad de su fluido
de trabajo, a diferencia de otras máquinas como lo son los compresores, cuyo
campo de aplicación es la neumática y no la hidráulica. Pero también es común
encontrar el término bombapara referirse a máquinas que bombean otro tipo de
fluidos, así como lo son las bombas de vacío o las bombas de aire.
6.3. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS.
Los fluidos, como todos los materiales, tienen propiedades físicas que permiten
caracterizar y cuantificar su comportamiento así como distinguirlos de otros.
Algunas de estas propiedades son exclusivas de los fluidos y otras son típicas de
todas las sustancias. Características como la viscosidad, tensión superficial y
presión de vapor solo se pueden definir en los líquidos y gasas. Sin embargo la
masa específica, el peso específico y la densidad son atributos de cualquier
materia.
MASA ESPECÍFICA, PESO ESPECÍFICO Y DENSIDAD.
Se denomina masa específica a la cantidad de materia por unidad de volumen de
una sustancia. Se designa por P y se define:
El peso específico corresponde a la fuerza con que la tierra atrae a una unidad de
volumen. Se designa por ϒ . La masa y el peso específico están relacionados por:
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19. Donde g representa la intensidad del campo gravitacional.
Se denomina densidad a la relación que exista entre la masa específica de una
sustancia cualquiera y una sustancia de referencia. Para los líquidos se utiliza la
masa especifica del agua a 4°C como referencia, que corresponde a 1g/cm3 y
para los gases se utiliza al aire con masa específica a 20°C 1 1,013 bar de presión
es 1,204 kg/m3.
VISCOSIDAD.
La viscosidad es una propiedad distintiva de los fluidos. Está ligada a la resistencia
que opone un fluido a deformarse continuamente cuando se le somete a un
esfuerzo de corte. Esta propiedad es utilizada para distinguir el comportamiento
entre fluidos y sólidos. Además los fluidos pueden ser en general clasificados de
acuerdo a la relación que exista entre el esfuerzo de corte aplicado y la velocidad
de deformación.
Supóngase que se tiene un fluido entre dos placas paralelas separada a una
distancia pequeña entre ellas, una de las cuales se mueve con respecto de la otra.
Esto es lo que ocurre aproximadamente en un descanso lubricado. Para que la
palca superior se mantenga en movimiento con respecto a la inferior, con una
diferencia de velocidades V, es necesario aplicar una fuerza F, que por unidad se
traduce en un esfuerzo de corte, ŋ = F / A, siendo A el área de la palca en
contacto con el fluido. Se puede constatar además que el fluido en contacto con la
placa inferior, que está en reposo, se mantiene adherido a ella y por lo tanto no se
mueve. Por otra parte, el fluido en contacto con la placa superior se mueve a la
misma velocidad que ella. Si el espesor del fluido entre ambas placas es pequeño,
se puede suponer que la variación de velocidades en su interior es lineal, de modo
que se mantiene la proporción:
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20. COMPRESIBILIDAD.
La compresibilidad representa la relación entre los cambios de volumen y los
cambios de presión a que está sometido un fluido. Las variaciones de volumen
pueden relacionarse directamente con variaciones de la masa específica si la
cantidad de masa permanece constante. En general se sabe que en los fluidos la
masa específica depende tanto de la presión como de la temperatura de acuerdo
a la ecuación de estado.
PRESIÓN DE VAPOR.
Los fluidos en fase liquida o gaseosa dependiendo de las condiciones en que se
encuentren. Las sustancias puras pueden pasar por las cuatro fases, desde sólido
a plasma, según las condiciones de presión y temperatura a que estén sometidas.
Se acostumbra designar líquidos a aquellos materias que bajo las condicione
normales de presión y temperatura en que se encuentran en la naturaleza están
en esa fase.
Cuando un líquido se le disminuye la presión a la que está sometido hasta llegar a
un nivel en el que comienza a bullir, se dice que alcanzado la presión de vapor.
Esta presión depende de la temperatura. Así por ejemplo, para el agua a 100°C, la
presión es de aproximadamente de 1 bar, que equivale a una atmósfera normal.
La presión de vapor y la temperatura de ebullición están relacionadas y definen
una línea que separa y el líquido de una misma sustancia en un gráfico de presión
y temperatura.
TENSIÓN SUPERFICIAL.
Se ha observado que entre la interface de dos fluidos que no se mezclan se
comportan como si fuera una membrana tensa. La tensión superficial es la fuerza
que se requiere para mantener en equilibrio una longitud unitaria de esta película.
20

21. El valor de ella dependerá de los fluidos en contacto y de la temperatura. Los
efectos de la superficial solo apreciables en fenómenos de pequeñas dimensiones,
como es el caso de tubos capilares, burbujas, gotas y situaciones similares.
Según Bonifacio Fernández L. Las propiedades de los fluidos se dividen en
extensivas y mecánicas; de las cuales se derivan otras tomando en cuenta
diversos factores.
6.4. FLUJO LAMINAR FLUJO TURBULENTO.
Flujo laminar: es aquel en el cual las capas de fluido se mueven a lo largo de
trayectorias bastante regulares; deslizándose suavemente unas sobre otras.
Flujo turbulento: las partículas de fluido se mueven en trayectorias irregulares
ocasionando transferencia de movimiento entre las partículas. Esto ocurre a
medida que el caudal se incrementa, las láminas que se movían en línea recta
alcanzan una cierta velocidad en donde comienzan a ondearse en forma brusca y
difusa.
NÚMERO DE REYNOLDS
Número adimensional que se utiliza en la mecánica de fluidos para estudiar el
movimiento de un fluido en el interior de una tubería, o alrededor de un obstáculo
sólido. Se representa por .
El número de Reynolds puede ser calculado para cada conducción recorrida por
un determinado fluido y es el producto de la velocidad, la densidad del fluido y el
diámetro de la tubería dividido entre la viscosidad del fluido. Para un mismo valor
de este número el flujo posee idénticas características cualquiera que sea la
tubería o el fluido que circule por ella. Si es menor de 2.000 el flujo a
través de la tubería es siempre laminar; cuando los valores son superiores a 4.000
el flujo es turbulento.
21

22. Los líquidos y los gases reciben la denominación común de fluidos, debido a que
sus moléculas se mueven fácilmente unas con respecto a otras, cambiando de
forma bajo la acción de pequeñas fuerzas.
Se llama líquido a todo fluido cuyo volumen adopta la forma del recipiente que lo
contiene (es decir, volumen constante - forma variable). Como características
esenciales de los líquidos se puede citar que, cuando un líquido ocupa un gran
recipiente, su superficie libre aparece plana y horizontal. Igualmente si un líquido
ocupa varios recipientes comunicados entre sí, en todos esos recipientes el líquido
alcanzará la misma altura o nivel, independientemente de que estos tengan
formas diferentes (teoría de los vasos comunicantes).
PRESIÓN
Presión es la fuerza normal ejercida por un peso sobre una superficie
determinada:
La presión es mayor al disminuir la superficie de apoyo.
El aire es el gas más conocido. No es un compuesto químico, sino una mezcla de
gases diferentes, principalmente nitrógeno (un 78 % aproximadamente) y oxígeno
(alrededor del 21 %).
La atmósfera es la masa de aire que rodea la Tierra y determina, a causa
de su peso, una presión sobre los cuerpos situados en la superficie terrestre.
Nosotros mismos estamos constantemente bajo el efecto de la presión debida al
peso de la columna de aire que tenemos sobre nosotros y que alcanza hasta el
límite superior de la atmósfera. Soportamos ese peso sin trastornos gracias a que
nuestro organismo está adaptado para ello.
Así, se llama presión atmosférica a la fuerza por unidad de superficie ejercida
por la atmósfera sobre los cuerpos situados en la superficie de la Tierra. El valor
22

23. de la presión atmosférica, medido al nivel del mar, es equivalente a la presión que
hace una columna de mercurio de 760 mm, o bien una columna de agua de 10
metros.
Para medir la presión se utilizan manómetros que miden según las siguientes
unidades:
- Atmósfera Técnica: 1 Kilo por centímetro cuadrado.
- Atmósfera Física: 1,033 Kilos por centímetro cuadrado.
- Bar: 1,02 Kilos por centímetro cuadrado.
Llamamos presión hidrostática a la presión que se ejerce en un punto cualquiera
de un líquido debido al propio peso de este.
Los sistemas hidráulicos aplican un principio según el cual, la presión aplicada a
un líquido contenido en un recipiente, se transmite con la misma intensidad a
cualquier otro punto del líquido (Principio de Pascal).
CAVITACIÓN
La cavitación es un fenómeno que se produce en un conducto por el que circula
un fluido, generalmente agua, donde se forman espacios vacíos, normalmente en
lugares donde la velocidad es elevada y la presión está por debajo de unos
valores determinados. Estos espacios vacíos provocan la formación de burbujas
de vapor que modifican la corriente del fluido, volviendo a subir la presión.
Entonces estas burbujas desaparecen y se producen unas sobrepresiones
puntuales.
6.5. CAUDAL.
Caudal es el producto de la sección del tubo de corriente por la velocidad del fluido
en la misma (Q = S x V). Se mide en metros cúbicos por minutos u horas o en
litros por segundo, minuto u hora.
23

24. Una propiedad a la que veremos múltiples aplicaciones prácticas es aquella por la
que se establece que un fluido incomprensible que pasa por un tubo de corriente a
una velocidad determinada, aumenta esa velocidad cuando disminuye la sección
del tubo. (Ecuación de continuidad: S1 x V1 = S2 x V2, Teorema de Bernoulli,
Efecto Venturi).
6.6. TEOREMA DE BERNOULLI.
La denominada ecuación o teorema de Bernoulli representa el principio de
conservación de la energía mecánica aplicado al caso de una corriente fluida
ideal, es decir, con un fluido sin viscosidad (y sin conductividad térmica). El
nombre del teorema es en honor a Daniel Bernoulli, matemático suizo del siglo
XVIII (1700-1782), quien, a partir de medidas de presión y velocidad en conductos,
consiguió relacionar los cambios habidos entre ambas variables. Sus estudios se
plasmaron en el libro “Hidrodynamica”, uno de los primeros tratados publicados
sobre el flujo de fluidos, que data de 1738.
Para la deducción de la ecuación de Bernoulli en su versión más popular se
admitirán las siguientes hipótesis (en realidad se puede obtener una ecuación de
Bernoulli más general si se relajan las dos primeras hipótesis, es decir, si
reconsidera flujo incompresible y no estacionario):
• Flujo estacionario (es decir, invariable en el tiempo).
• Flujo incompresible (densidad ρ constante).
• Fluido no viscoso.
• Fuerzas presentes en el movimiento: fuerzas superficiales de presión y fuerzas
másicas gravitatorias (= peso del fluido).
• No hay intercambio de trabajo o calor con el exterior del flujo.
24

25. 6.7. EFECTOS EN MANGUERAS Y LANZAS.
En su recorrido por una conducción, los líquidos están sometidos a resistencias o
rozamientos en la pared y a unas pérdidas de energía en los codos, válvulas,
llaves de paso y cambios de sección. Los rozamientos y pérdida de energía del
líquido en su circulación se manifiestan en unas pérdidas de presión. Estas
pérdidas, que varían en el mismo sentido que el caudal, se llaman “pérdidas de
carga” y aumentan con:
- La rugosidad de las paredes de la conducción.
- La viscosidad del líquido (lo contrario de fluidez).
- Los estrechamientos, codos,... de la tubería.
- La cantidad y tipo de racores, válvulas,...
- El diámetro de la tubería (a más diámetro, menos pérdidas).
- La longitud de la tubería (a más longitud, más pérdidas).
El fenómeno llamado golpe de ariete se produce debido a la sobrepresión que
aparece en una tubería o manguera, por la variación brusca del caudal, al cerrar
una llave de paso o lanza, pudiendo llegar a romper la conducción o bien soltar las
bridas de un racor. La fuerza del “golpe de ariete” aumenta con la velocidad a la
que se efectúa el cerrado.
El alcance de las lanzas, es decir la distancia y altura del chorro que proyectan,
depende de a la velocidad que tiene el agua al salir de la lanza y de diámetro del
orificio de la boquilla. El alcance máximo horizontal está definido por las leyes del
trazado parabólico, pero debido a la resistencia del aire se modifican un poco los
datos teóricos. Para un tipo determinado de lanza, el máximo alcance se logrará
teóricamente con un ángulo de 45º, pero en la práctica se consigue elevando la
lanza en un ángulo de 30º (el que se forma en el pico más agudo de un cartabón
de dibujo).
Debido a la velocidad de salida del agua por la boquilla, se produce una reacción
de la lanza, o fuerza de retroceso, cuyo valor depende de la sección del orificio de
la boquilla. Los valores aproximados de esta reacción se pueden calcular como R
25

26. = 2 x S x P Siendo R la fuerza de la reacción expresada en Kg, S la sección del
orificio de la lanza en cm2, y P la presión de la lanza en Kg/cm2.
6.8. PÉRDIDAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS EN TUBERÍAS.
PÉRDIDAS PRIMARIAS.
Se producen cuando el fluido se pone en contacto con la superficie de la tubería.
Esto provoca que se rocen unas capas con otras (flujo laminado) o de partículas
de fluidos entre sí (flujo turbulento). Estas pérdidas se realizan solo en tramos de
tuberías horizontal y de diámetro constante.
PÉRDIDAS SECUNDARIAS.
Se producen en transiciones de la tubería (estrechamiento o expansión) y en toda
clase de accesorios (válvulas, codos). En el cálculo de las pérdidas de carga en
tuberías son importantes dos factores:
Que la tubería sea lisa o rugosa.
Que el fluido sea laminar o turbulento.
Ecuación general de las pérdidas primarias:
Ecuación de DARCY:
Para encontrar primero se busca en el diagrama de MOODY el factor de
fricción “f”.
Ecuación fundamental de las pérdidas secundarias:
26

27. k= Coeficiente de resistencia (depende del elemento que produzca la
pérdida de carga. Ej. Tubería, codo.
v = velocidad media en la tubería, codos, válvulas
Nota: Cuando hay un cambio de sección, es decir, cambio de área indica que
cambian los diámetros, esto sucede en contracciones o ensanchamiento los
cuales se toma la velocidad en la sección menor.
Diagrama de MOODY: Este diagrama resuelve problemas de pérdidas de carga
en tuberías. Se emplea igualmente en tuberías de sección no circular
reemplazando el diámetro por el radio hidráulico, además se usa para determinar
el factor de fricción (f).
Tubos de corriente: Constituido por una región parcial del flujo, delimitada por
líneas de corrientes (curvas imaginarias que indican la dirección del fluido).
Si la sección recta del tubo es pequeña, la velocidad en el punto medio de una
sección cualquiera se considera como la velocidad media.
Sistema de tuberías equivalentes: Una tubería es equivalente a otra o a un
sistema de tuberías, si para una pérdida de cargas el caudal se mantiene
constante.(Giles., 1991)
27

28. MAQUINAS HIDRÁULICA
Una maquina hidráulica es un transformador de energía, esto es, recibe energía
mecánica que puede proceder de un motor eléctrico, térmico, etc., y la convierte
en energía que un fluido adquiere en forma de presión, de posición, o de
velocidad.
Otra definición puede ser: máquina hidráulica (bomba), es un dispositivo empleado
para elevar, transferir o comprimir líquidos y gases. En todas ellas se toman
medidas para evitar la cavitación (formación de un vacío), que reduciría el flujo y
dañaría la estructura de la bomba
Para una mayor claridad, buscando una analogía con las maquinas eléctricas, y
por el caso especificó del agua, una bomba sería un generador hidráulico.
Es conveniente no confundirse con la función que realiza una turbina, ya que la
turbina realiza una función inversa al de una bomba, esto es, transforma energía
de un fluido en energía mecánica.
Clasificación de las máquinas hidráulicas
Las bombas o maquinas hidráulicas se clasifican según dos consideraciones
generales diferentes:
Las que toman en consideración características de movimiento de líquidos y las
que se basa en el tipo o aplicación específica para los cuales se ha diseñado la
bomba. El uso de estos dos métodos de clasificación de bombas puede despertar
gran interés en una gran cantidad de aplicaciones.
A continuación se muestra una clasificación de los diversos tipos de bombas que
puede ser útil para tener una idea más clara de las clases y tipos de estas.
28

29. 7.1. TIPOS DE BOMBAS.
CENTRIFUGA.
Voluta
Difusor
Turbina regenerativa
Turbina vertical
Flujo mixto
Flujo axial
ROTATORIA.
Engranes
Alabes
Leva y pistón
Tornillo
Lóbulo
Bloque de vaivén
RECIPROCANTE.
Acción directa
Potencia
Diafragma
Rotatoria - Pistón
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30. 7.2. BOMBAS CENTRÍFUGAS
Las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un rotor de
paletas giratorio sumergido en el líquido. El líquido entra en la bomba cerca del eje
del rotor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presión. El rotor
también proporciona al líquido una velocidad relativamente alta que puede
transformarse en presión en una parte estacionaria de la bomba, conocida como
difusor. En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en serie, y los
difusores posteriores a cada rotor pueden contener aletas de guía para reducir
poco a poco la velocidad del líquido. En las bombas de baja presión, el difusor
suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal aumenta de forma
gradual para reducir la velocidad.
El rotor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar
rodeado de líquido cuando se arranca la bomba. Esto puede lograrse colocando
una válvula de retención en el conducto de succión, que mantiene el líquido en la
bomba cuando el rotor no gira. Si esta válvula pierde, puede ser necesario cebar
la bomba introduciendo líquido desde una fuente externa, como el depósito de
salida. Por lo general, las bombas centrífugas tienen una válvula en el conducto de
salida para controlar el flujo y la presión.
En el caso de flujos bajos y altas presiones, la acción del rotor es en gran medida
radial. En flujos más elevados y presiones de salida menores, la dirección de flujo
en el interior de la bomba es más paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso,
el rotor actúa como una hélice. La transición de un tipo de condiciones a otro es
gradual, y cuando las condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.
LOS TIPOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS.
Volute
Diffuser
Regenerative-turbine
30

31. Vertical-turbine
Mixed-flow
Axial-flow (propeller)
Estos seis tipos de bombas centrifugas, pueden ser Single-stage o multi-stage.
7.3. BOMBAS ROTATORIAS
En resumen una bomba rotatoria, es una máquina de desplazamiento positivo,
dotada de movimiento rotativo.
ESTAS BOMBAS SE CLASIFICAN EN DOS GRUPOS.
7.3.1.1 SEGÚN EL ÓRGANO DESPLAZADOR.
Máquinas de Émbolos.
Máquinas de engranajes.
Máquinas de paletas.
7.3.1.2 SEGÚN LA VARIEDAD DEL CAUDAL.
Máquinas de desplazamiento fijo.
Máquinas de desplazamiento variable.
TIPOS DE BOMBAS ROTATORIAS.
Bomba de leva y pistón.
Bomba de engranajes exteriores.
Bomba de dos lóbulos.
Bomba de tres lóbulos.
Bomba de cuatro lóbulos.
Bomba de tornillo simple.
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32. Bomba de doble tornillo.
Bomba de triple tornillo.
Bomba de paletas oscilantes.
Bomba de paletas deslizantes.
Bomba de bloque deslizante.
Bombas reciprocantes.
Las bombas están formadas por un pistón que oscila en un cilindro dotado de
válvulas para regular el flujo de líquido hacia el cilindro y desde él. Estas bombas
pueden ser de acción simple o de acción doble. En una bomba de acción simple el
bombeo sólo se produce en un lado del pistón, como en una bomba impelente
común, en la que el pistón se mueve arriba y abajo manualmente. En una bomba
de doble acción, el bombeo se produce en ambos lados del pistón, como por
ejemplo en las bombas eléctricas o de vapor para alimentación de calderas,
empleadas para enviar agua a alta presión a una caldera de vapor de agua. Estas
bombas pueden tener una o varias etapas. Las bombas alternativas de etapas
múltiples tienen varios cilindros colocados en serie.
7.4. LAS BOMBAS RECIPROCANTES.
Son unidades de desplazamiento positivo descargan una cantidad definida de
líquido durante el movimiento del pistón o embolo a través de la distancia de
carrera. Sin embargo, no todo el líquido llega necesariamente al tubo de descarga
debido a escapes o arreglo de pasos de alivio que puedan evitarlo. Despreciando
estos, el volumen del líquido desplazado en una carrera del pistón o embolo es
igual al producto del área del pistón por la longitud de la carrera.
Existen básicamente dos tipos de bombas reciprocantes; las de acción directa,
movidas por vapor y las bombas de potencia. Pero existen muchas modificaciones
de los diseños básicos, construidas para servicios específicos en diferentes
campos. Algunas se clasifican como bombas rotatorias por los fabricantes, aunque
en realidad utilizan un movimiento reciprocantes de pistones o émbolos para
asegurar la acción de bombeo. Bombas de acción directa. En este tipo, una varilla
32

33. común de pistón conecta un pistón de vapor y uno de líquido o embolo. Las
bombas de acción directa se construyen, simples (un pistón de vapor y un pistón
de líquido, respectivamente), y dúplex (dos pistones de vapor y dos de líquido).
LAS BOMBAS DE ACCIÓN DIRECTA HORIZONTAL SIMPLE Y
DÚPLEX.
Han sido por mucho tiempo apreciadas para diferentes servicios, incluyendo la
alimentación de calderas en presiones de bajas y medianas, manejo de lodos,
bombeo de aceite y agua, y muchos otros. Se caracterizan por la facilidad de
ajuste a la columna, velocidad y capacidad, tiene una buena eficiencia a lo largo
de una extensa región de capacidades.
Las bombas de embolo, se usan para presiones más altas que los tipos de pistón.
Al igual que todas las bombas reciprocantes, las unidades de acción directa tienen
un flujo de descarga pulsante.
BOMBAS DE POTENCIA.
Estas tienen un cigüeñal movido por una fuente externa, generalmente un motor
eléctrico-, banda o cadena. Usualmente se usan engranes entre el motor y el
cigüeñal para reducir la velocidad de salida del elemento motor. Cuando se mueve
a velocidad constante, las bombas de potencia proporcionan un gasto casi
constante para una amplia variación de la columna, y tiene buena eficiencia.
El extremo líquido, que puede ser del tipo de pistón o embolo, desarrolla una
presión elevada cuando se cierra la válvula de descarga. Por esta razón, es
práctica común el proporcionar una válvula de alivio para la descarga, con objeto
de proteger la bomba y su tubería. Las bombas de acción directa, se detienen
cuando la fuerza total en el pistón del agua iguala a la del pistón de vapor; las
bombas de patencia desarrollan una presión muy elevada antes de detenerse.
33

34. Las bombas de potencia se encuentran particularmente bien adaptadas para
servicios de alta presión y tiene algunos usos en la alimentación de calderas,
bombeo en líneas de tuberías, proceso de petróleos y aplicaciones similares. Las
bombas de potencia de alta presión son generalmente verticales pero también se
constituyen unidades horizontales.
Bombas de tipo potencia de baja capacidad. Estas unidades se conocen también
como bombas de capacidad variable, volumen controlado y de proporción. Su uso
principal es para controlar el flujo de pequeñas cantidades de líquido para
alimentar calderas, equipos de proceso y unidades similares.
La capacidad de estas bombas depende de la longitud de carrera, esta usa un
diafragma para bombear el líquido que se maneja, pero el diafragma esta
accionado por un embolo que desplaza aceite dentro de la cámara de la bomba.
Cambiando la longitud de la carrera del embolo se varia el desplazamiento del
diafragma.
BOMBAS DE TIPO DIAFRAGMA.
La bomba combinada de diafragma y pistón generalmente se usa solo para
capacidades pequeñas. Las bombas de diafragma se usan para gastos elevados
de líquidos ya sean claros o conteniendo sólidos. También son apropiados para
pulpas gruesas, drenajes, lodos, soluciones ácidas y alcalinas, así como mezclas
de agua con sólido que puedan ocasionar erosión. Un diafragma de material
flexible no metálico, puede soportar mejor la acción erosiva y corrosiva de las
partes metálicas de las bombas reciprocantes. La bomba de roció de diafragma de
alta velocidad y pequeño desplazamiento esta provista de una solución de tipo
discoidal y válvulas de descarga. Ha sido diseñada para manejar productos
químicos.
34

35. 7.5. LIMITACIÓN DE LA ALTURA SE SUCCIÓN DE UNA BOMBA
CENTRIFUGA.
Entre los factores más importantes que afectan la buena operación o
funcionamiento de una bomba centrífuga, están las condiciones existentes en la
succión. Alturas de succión exageradas, por regla general, reduce la capacidad de
funcionamiento y la eficiencia de la bomba centrífuga y puede originar serio
problemas o dificultades debido a la presencia del fenómeno de cavitación.
Por mucho tiempo se consideró y se sigue considerando que 4.6 metros al nivel
del mar, manejando agua limpia a 15.6º c es la altura máxima de succión
conveniente para un buen funcionamiento de la bomba centrífuga, sin embargo en
la actualidad se dice que una bomba centrífuga es capaz de trabajar
correctamente con alturas de succión mayores a 4.6 metros si tales alturas han
sido fijadas convenientemente.
Por el hecho de considerar de tanta importancia los límites de succión es porque
los fabricantes de bombas centrífugas construyen curvas límites de altura de
succión para cada bomba en particular, deduciendo estas en forma experimental.
La razón para tanto interés en limitar la altura de succión es la influencia tan
decisiva que tiene esta, tanto en el gasto elevado como en la eficiencia de la
bomba, tal como se ha comprobado por la experiencia.
Estos datos nos indican, sin lugar a duda, la gran reducción tanto en el gasto
como en la eficiencia mecánica que da una bomba centrífuga a medida de que se
aumenta la altura de succión y enfatiza la necesidad de tener la altura de succión
correcta, si se desea obtener el gasto necesario y la mayor eficiencia posible.
Pero no solo la eficiencia de la bomba se ve afectada, si ni también la estructura
física de la bomba se ve perjudicada debido a la cavitación.
7.6. CAVITACIÓN EN MAQUINAS HIDRAULICAS.
Es el fenómeno provocado cuando el líquido bombeado se vaporiza dentro del
tubo de succión o de la bomba misma, debido a que la presión de ella se reduce
35

36. hasta ser menor que la presión absoluta de saturación del vapor de líquido a la
temperatura de bombeo.
7.7. MOTORES PARA BOMBAS.
Probablemente se han usado en las bombas toda clase de motores y fuentes de
potencia, con algún tipo de transmisión de potencia, cuando es necesario. Una
bomba pude ser accionada por:
Motores eléctricos.
Turbinas de vapor.
Turbinas de gas.
Turbinas hidráulicas.
Turbinas de expansión de gas.
Motores de gasolina.
Motores de diesel.
Motores de gas.
Motores de aire.
Los medios para la transmisión de potencia del motor a la bomba incluyen coples
flexibles, engranes, bandas planas o V, cadenas, así como acoplamientos
hidráulicos y magnéticos o engranes.
7.8. APLICACIONES DE LAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS.
Las bombas de desplazamiento positivo o reciprocantes son aplicables para:
Gastos pequeños
Presiones altas
Líquidos limpios.
Las rotatorias para:
Gastos pequeños y medianos
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37. Presiones altas
Líquidos viscosos.
Bombas de tipo centrífugo
Gastos grandes
Presiones reducidas o medianas
Líquidos de todos tipos, excepto viscosos
Las bombas reciprocantes se usaron mucho y su sustitución por las centrífugas ha
corrido al parejo de la sustitución del vapor por energía eléctrica, como fuentes de
energía.(Claudio Mataix, 1970)
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38. CONCLUSIONES.
En conclusión por lo investigado ya sabemos la clasificación de un fluido así como
sus propiedades; además de conocer algunas de las más importantes bombas
como su clasificación y determinar su uso; además ya sabemos,cómo se comporta
un fluido dentro de un tubo.Y que en conjunto todos estos elementos forman a un
sistema hidráulico.
Ahora bien en base al conocimiento adquirido estamos listos para identificar
primeramente los elementos básicos y entender un poco mejor el funcionamiento
de un sistema hidráulico, e irnos familiarizando con estos.
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39. APARATO CRÍTICO.
Este proyecto de investigación tiene una gran importancia en la vida cotidiana e
industrial de las personas; es por eso que se ve en la necesidad investigar más a
fondo en este complejo tema.
Es por ello la necesidad de continuar con las investigaciones posteriores e
identificar de manera real asi como su entendimiento matemático; entonces se ve
en la necesidad de entender formulas e identificar cada una de estas.
Además, es parte fundamental empezar a practicar el método experimental para
una mejor comprensión de lo que se está hablando en este tema.
Como importante tener más tiempo y una organización cronológica para mejores
resultados de la investigación realizada.
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40. BIBLIOGRAFÍA
Enciclopedia Monitor. (1990). Salvat.
Claudio Mataix. (1970). Mecanica de fluidos y maquinas hidraulicas. Ediciones Castillo S.A.
Giles., R. V. (1991). MECANICA DE LOS FLUIDOS E HIDRULICA. SERIE SCHAUM.
Hugo., B. (1989). Memorias curso de oleohidraulica. Medelln: limusa.
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