Bombas de desplazamiento positivo: tipos y cuándo usarlas

Resumen ejecutivo

No todas las bombas se seleccionan igual. La bomba centrífuga domina el bombeo de agua, pero cuando el fluido es viscoso, hace falta alta presión con poco caudal o se necesita dosificar con precisión, la respuesta es una bomba de desplazamiento positivo (BDP). Su principio es distinto: atrapa un volumen fijo y lo empuja en cada ciclo, entregando un caudal casi constante sin importar la presión. Aquí verás los tipos, cómo se diferencian de la centrífuga y cómo elegir bien.

Para quién es esto

Para ingenieros de procesos, mantenimiento y proyectos que bombean algo que no es agua limpia: aceites, jarabes, lodos, químicos, o que necesitan medir un caudal exacto. Si intentaste bombear un fluido espeso con una centrífuga y "no daba caudal", este artículo explica por qué y qué usar en su lugar.

El problema real en planta

El error clásico es usar una bomba centrífuga para todo. Con agua funciona; con un aceite viscoso, la misma centrífuga pierde caudal y eficiencia porque la fricción interna se dispara. El operador sube revoluciones, la bomba se calienta y el proceso no avanza. La causa no es la bomba "mala", sino la tecnología equivocada para ese fluido.

Fundamentos de ingeniería

Una BDP encierra un volumen definido entre elementos móviles y lo transporta de la succión a la descarga. Como el volumen por ciclo es fijo, el caudal es proporcional a la velocidad y prácticamente independiente de la presión. Se dividen en dos familias:

• Rotativas (engranajes, lóbulos, tornillo, paletas): elementos que giran de forma continua. Dan un flujo suave, de baja pulsación, ideal para fluidos viscosos como aceites y jarabes.
• Alternativas (pistón, émbolo, diafragma): un elemento va y viene creando succión y descarga. Producen flujo pulsante pero alcanzan presiones muy altas; se usan en dosificación e inyección.

La diferencia con la centrífuga es de fondo: la centrífuga imparte energía cinética con un impulsor y su caudal cae al subir la altura; la BDP mantiene el caudal y sube la presión hasta lo que haga falta (por eso necesita protección).

Cómo aplicarlo paso a paso

• 1. Caracteriza el fluido: viscosidad, abrasividad, sensibilidad al corte, sólidos.
• 2. Define caudal y presión: ¿gran caudal a baja presión (centrífuga) o poco caudal a alta presión (BDP)?
• 3. Elige la familia: rotativa para viscosos con flujo suave; alternativa para alta presión o dosificación exacta.
• 4. Dimensiona por desplazamiento: caudal = desplazamiento por revolución × velocidad × eficiencia volumétrica.
• 5. Protege la descarga: una BDP SIEMPRE lleva válvula de alivio; nunca opera contra descarga cerrada.

Ejemplo resuelto con números

Una bomba de engranajes con 50 cm³ por revolución girando a 1.450 rpm, con 92% de eficiencia volumétrica, dosifica aceite:

Ese es el rasgo definitorio: el caudal casi no cambia entre 2 y 12 bar, porque lo fija la geometría y la velocidad, no la presión. Una centrífuga en el mismo servicio entregaría cada vez menos caudal a medida que subiera la contrapresión. Si quisieras el doble de caudal, doblarías la velocidad; si la contrapresión sube, la bomba la vence (hasta el límite de su válvula de alivio).

Cuándo aplica y cuándo no

Elige desplazamiento positivo con fluidos viscosos, alta presión, caudales pequeños y exactos, dosificación proporcional a la velocidad, o productos sensibles al corte. Elige centrífuga para grandes caudales de agua o fluidos de baja a media viscosidad, donde su simplicidad y costo ganan. La regla rápida: mucho caudal y poca viscosidad → centrífuga; poca cantidad, mucha presión o mucha viscosidad → desplazamiento positivo.

Errores frecuentes

• Usar una centrífuga para fluidos viscosos: pierde caudal y eficiencia; el fluido espeso ahoga el impulsor.
• Operar una BDP contra descarga cerrada: sin válvula de alivio, la presión sube hasta romper la tubería o la bomba.
• Ignorar la eficiencia volumétrica: el desgaste y la presión aumentan el deslizamiento interno y bajan el caudal real.
• Elegir alternativa donde molesta la pulsación: algunos procesos exigen flujo suave (rotativa) o un amortiguador de pulsaciones.
• Olvidar el NPSH: los fluidos viscosos y las velocidades altas también pueden cavitar en la succión.

Checklist de decisión

• ¿Conoces la viscosidad real del fluido a temperatura de operación?
• ¿El servicio es gran caudal-baja presión o poco caudal-alta presión?
• ¿Necesitas dosificar un caudal exacto proporcional a la velocidad?
• ¿Elegiste rotativa (flujo suave) o alternativa (alta presión) según el proceso?
• ¿La descarga tiene válvula de alivio y la succión margen de NPSH?

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia una bomba de desplazamiento positivo de una centrífuga?

La de desplazamiento positivo atrapa un volumen fijo y lo empuja en cada ciclo: caudal casi constante sin importar la presión. La centrífuga imparte energía con un impulsor y su caudal cae al subir la altura. Por eso la primera sirve para dosificar y para viscosos o alta presión, y la segunda para grandes caudales de agua.

¿Cuándo conviene una bomba de desplazamiento positivo?

Con fluidos viscosos (aceites, jarabes, lodos), alta presión con poco caudal, dosificación exacta proporcional a la velocidad, o productos sensibles al corte. Para agua a gran caudal y baja viscosidad, la centrífuga suele ser más simple y económica.

¿Por qué no se debe cerrar la descarga de una bomba de desplazamiento positivo?

Porque sigue empujando volumen contra una salida cerrada y la presión sube hasta romper algo. No tiene límite natural de presión como la centrífuga, así que siempre debe llevar válvula de alivio en la descarga.

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Referencias

1. Hydraulic Institute. Rotary and Reciprocating Pump Standards — clasificación de bombas de desplazamiento positivo.
2. Michael Smith Engineers. Useful information on positive displacement pumps (recurso técnico).
3. Mott, R. L. (2015). Applied Fluid Mechanics (7.ª ed.). Pearson.