Impulsor, turbina, rodete, rotor, la pieza más importante de una bomba centrífuga. Tiene muchas denominaciones y también diversos tipos con diferentes particularidades. En esta segunda parte conocemos otra clasificación de los impulsores y otras variantes que encontramos en equipos de uso domiciliario e industrial.
De todas las piezas que componen una bomba centrífuga el impulsor, o conjunto de impulsores, es sin duda la fundamental, ya que es la que literalmente moviliza el fluido.
No todas las bombas centrífugas tienen el mismo de impulsor, los hay de diferentes tipos y características.
Lo que buscamos con esta nota es poder conocer las particularidades de cada tipo para conocer las limitaciones y recursos de cada uno de ellos, para así utilizar o seleccionar adecuadamente.
En la edición anterior conocimos la clasificación en base a la velocidad específica y su geometría hidráulica. En esta segunda entrega analizaremos otra clasificación, otras variantes y aspectos importantes a tener en cuenta.
Clasificación por su estructura
Otro modo de clasificar los impulsores es por su estructura, cuanto están expuestos o cubiertos sus álabes. Esta clasificación es transversal a la definida en la primera parte de esta nota (ver M3h edición Nº88), ya que encontraremos impulsores radiales y semiaxiales con diferentes tipos de exposición de álabes.
En cuanto a la estructura nos encontramos con tres tipos bien definidos.
Cerrados: donde los álabes están confinados entre las dos tapas del impulsor. En cuanto al rendimiento podemos decir que entregan buen caudal y lo mantienen a medida que se eleva la altura. El pasaje de sólidos es más limitado.
Fig 1 – Los álabes quedan expuestos, parcial o totalmente según la estructura del impulsor lo que afecta rendimiento y utilidad.
Semi-abiertos: aquí los álabes están claramente expuestos, por no contar con la tapa delantera, están soportados por la tapa trasera. Es importante destacar que en muchos casos estos impulsores trabajan a una mínima distancia de una tapa frontal o tapa de desgaste fija ubicada en el cuerpo de la bomba. Son de utilidad cuando hay sólidos en suspensión.
Abiertos: los álabes surgen desde el núcleo (o maza) que se hermana con el eje, no poseen tapas ni trasera ni delantera. Manipulan sólidos fácilmente.
En esta tabla esquematizamos las diferencias.
| Tipo | Pasaje de solidos | En general el rendimiento | Tipos según velocidad específica |
| Cerrado | Limitado | Mantiene el caudal a medida que eleva la altura. Mejor Succión. | Radiales
Semiaxiales |
| Semi-abierto | Amplio | Entrega buen caudal. Altura relativa a luz con tapa frontal. | Radiales
Semiaxiales Axiales |
| Abierto | Muy Amplio | Buen caudal, presiones bajas. | Radiales
Semiaxiales Axial |
Otras variantes y tipos
Además de los hasta aquí detallados. Existen otras variantes que vale la pena mencionar.
Doble aspiración
La descripción más sencilla es pensar impulsores siameses pegados por su tapa trasera. Las bocas quedan opuestas y obviamente los álabes están orientados en la misma dirección.
Fig 2 Impulsor de doble aspiración. 
La ventaja de este tipo de impulsores es que el caudal, en vez de ingresar por una sola boca, se divide en dos, para luego pasar entre los álabes.
Si lo analizamos en cuanto a la relación sección-caudal-velocidad observaremos que, siendo la sección constante, por cada boca del impulsor ingresa la mitad del caudal que moviliza la bomba, el resultado es que la velocidad de circulación del fluido en ese punto es menor. Además de un mejor manejo de las fuerzas internas que suceden dentro del impulsor, deviene en un ANPA (NPSH) requerida mucho más baja, reduciendo notablemente las posibilidades de que se produzca cavitación.
Este tipo de impulsor lo vemos en principalmente en bombas de carcaza partida que es la versión más difundida. También se aplica en bombas multietapas verticales de impulsor sumergido, utilizado en la primera etapa, principalmente en equipos que trabajan con fluidos volátiles como combustibles.
La razón es que este tipo de fluidos generan condiciones operativas en las que el sistema posee menor ANPA (NPSH) disponible, utilizando este tipo de impulsor en la primera etapa se logra una baja ANPA requerida, logrando así la solución ideal. (para más detalles respecto a ANPA-NPSH-Cavitación recomendamos releer las ediciones de M3h 35, 36 y 37).
Monocanal, bicanal o multicanal
Este tipo de impulsores los vemos en bombas utilizadas para aguas cargadas (Cloacales, pluviales, desechos industriales, etc.). Básicamente son impulsores radiales o semiaxiales, que tienen la particularidad de tener pocos alabes (monocanal=1álabe, bicanal= 2 álabes o multicanal más de dos). Estos álabes tienen una altura importante para permitir el pasaje de sólidos sin que se atasquen.
Fig 3 Impulsor Monocanal. La altura del álabe le permite el pasaje de sólidos.
Vortex o Remolino
Son la alternativa a los anteriores en bombas que manipulan fluidos con sólidos. La característica que los identifica es que los álabes, mayormente rectos o con una leve curvatura, no impulsan directamente el líquido, sino que lo agitan generando un vórtice o remolino, a partir de este remolino se moviliza el fluido. Trabajan dentro de cámaras que tienen una distancia importante entre el impulsor y la boca de succión, esta distancia permite el espacio donde se produce el remolino y a su vez marca el tamaño de los sólidos que puede manipular.
Fig 4 Impulsor Vortex, Vórtice o remolino.
Periférico o Regenerativo
Justamente da nombre a las bombas regenerativas, o a las muy difundidas periféricas, que son un nicho definido en el mercado domiciliario. También las vemos en equipo de mayor tamaño y en otras aplicaciones no domiciliarias. Estas turbinas tienen unos álabes pequeños en el borde, justamente en la periferia del impulsor. El fluido no circula como en los impulsores centrífugos, donde el flujo va desde el centro del impulsor hacia el borde externo, sino que solo trabaja en un canal del cuerpo coincidente con los álabes. Entregan más altura que caudal y es lo marca el tipo de aplicaciones de estas bombas, pequeños riegos pulverizaciones, alimentaciones de calderas, lavado, etc. Deben bombear fluidos muy limpios, ya que pueden desgastarse y bajar su rendimiento rápidamente o directamente atascarse.
Fig 5 Impulsor Regenerativo o Periférico.
Estrella
Es un tipo de impulsor que emparenta sopladores, bombas de vacío de anillo líquido y bombas autoaspirantes o de canal lateral. (Aclaración el término autoaspirante también se utiliza para bombas que tienen un venturi incorporado en su cámara y a veces para bombas autocebantes, ninguna de ellas lleva este tipo de impulsor). La distancia entre impulsor y cuerpo en este caso también es mínima, por lo que no permite el pasaje de sólidos. En equipos cuyo estado mecánico es el óptimo, pueden desplazar aire y autocebarse completamente, inclusive con la cámara vacía y sin necesidad de utilizar válvula de retención.
Fig 6 Impulsor Estrella
Helicoidal
Fig 7 Impulsor Helicoidal
Su forma remite claramente a un caracol, son muy utilizadas en aplicaciones con sólidos en suspensión, inclusive de fibras largas.
Nuevos tipos y subtipos
El impulsor es, sin duda, una de las piezas clave en las prestaciones que brinda una bomba. Determinante en el rendimiento, pasaje de sólidos, eficiencia y por ende en el consumo energético.
Por ellos los principales fabricantes siguen invirtiendo en Investigación y Desarrollo, probando diferentes modelos y creando nuevas variantes o tipos de impulsores.
Piezas complementarias
El impulsor es determinante pero también lo son diferentes piezas que complementan su trabajo.
Dependiendo del tipo de bomba, tipo de impulsor, diseño y aplicación del equipo, puede haber variantes, pero básicamente hay cuatro elementos que acompañan al impulsor en su labor: Aros de desgaste; Placa de desgaste; Difusor y Voluta o caracol.
Aros de desgaste
Fig 8 Aros de Desgaste.
En este corte observamos en color naranja a los aros de desgaste dispuestos en el impulsor, en azul los que están anclados en el cuerpo, la distancia entre ellos debe ser mínima, acorde al equipo y condiciones operativas.
Se utilizan mayormente dos, uno del lado de la aspiración cuya finalidad es que haya la mínima distancia (luz o huelgo) entre la boca de aspiración del impulsor y el cuerpo de la bomba. Cuando esa distancia se agranda por el mismo degaste de la bomba el rendimiento se reduce y sobre todo su poder de succión. El segundo se utiliza en la placa trasera del impulsor (lado motor) y marca una distancia con el cuerpo, su finalidad es que el flujo en esa zona esté dentro de los valores que aseguren la correcta lubricación del cierre y el balanceo de fuerzas. Cuando no es la adecuada se refleja en problemas como vibraciones o baja vida útil del cierre.
Placa de desgaste
Esta pieza se utiliza en caso de impulsores semi-abiertos y su función es la de “cerrar” el impulsor. Es decir que los alabes estén muy cercanos a la tapa, de esta manera se evitan remolinos y reflujos internos, y se encauza el flujo entre los álabes, casi de igual modo que en un impulsor cerrado.
Esta pieza permite que la distancia entre impulsor y tapa vuelva a los valores adecuados luego de un tiempo de operación y de un desgaste notorio. Se realiza rectificando la placa de desgaste y/o acercando el impulsor, de manera de asegurar que la distancia entre estas piezas sea mínima sin pérdidas en el rendimiento y eficiencia.
Aro Difusor
No está presente en todas las bombas, son los álabes o canales que reciben el líquido inmediatamente al salir del impulsor. En encauza el flujo reduciendo la velocidad, a fin de conservar en mayor medida la energía otorgada por el impulsor al fluido. Para luego esa energía se pueda traducir en velocidad o en presión, según la aplicación.
La segunda función es equilibrar las fuerzas que genera la salida del fluido en el impulsor, de modo de evitar desplazamientos ínfimos, pero con consecuencias concretas como originar la deflexión del eje, baja vida útil de rodamientos y sellos mecánicos. En las bombas multietapas son los encargados de encausar el flujo de un impulsor al siguiente.
Fig 9 Aro difusor.
Cuerpo o voluta
Es la pieza que envuelve y complementa en mayor medida el trabajo del impulsor. Es la pieza que une el equipo a las tuberías, dirige el flujo hacia y desde el impulsor. Su estado, como quede posicionado el impulsor dentro del cuerpo y las distancias que tendrá el impulsor en zonas claves, como las definidas por el aro de desgaste, son las que determinarán el buen rendimiento del equipo. Si este conjunto no está en las condiciones correctas no serán óptimos los resultados.
Otros detalles
Hablando de impulsores surgen otros términos que es bueno aclarar.
Desplazamiento axial: en cuando el impulsor no tiene un punto fijo sino puede fijarse en diferentes puntos del eje o a veces desplazarse. Esto nos lleva a los siguientes dos puntos.
Impulsores flotantes: son impulsores que no están fijos en el eje, sino que tienen un desplazamiento axial (paralelo al eje), toman su ubicación al estar operando y luego al detenerse caen lentamente por el descenso del flujo y la gravedad.
Esto permite que si hubiera pequeñas partículas no dañen al impulsor ni a los difusores.
Relación con el sello mecánico: impulsor y sello mecánico en la gran mayoría de los casos están en contacto. La ubicación y ajuste del impulsor determina la tensión del resorte del sello, lo que es concluyente en sus resultados.
Autor: Sr. Hernán Levy
Publicado en Versión papel Edición Nº 89 Año 15 – Octubre/ Noviembre 2018.
Registro de propiedad intelectual realizado y vigente.
La reproducción parcial o total está penada por ley Nº11.723.
Más información
Para profundizar sobre muchos de estos temas expuestos pueden consultar ediciones anteriores de M3h disponibles en nuestra web. Saciar dudas en el CONSULTORIO TÉCNICO gratuito enviando un correo electrónico a consultorio@guiadebombas.com.
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