¿Cómo cambia la curva de una bomba con la gravedad específica?

¿Qué es la gravedad específica?

La gravedad específica (o GS, por sus siglas en inglés) de una sustancia es la razón entre su densidad o masa y la densidad del agua.

La densidad del agua es 1; el resto de los fluidos tienen una gravedad específica inferior o superior en función de su densidad. Si un fluido tiene una gravedad específica superior a 1, se hundirá en el agua (por ejemplo, la arena); si es menor de 1, flotará en el agua (por ejemplo, el aceite).

Se expresa en kg/m³, equivale a la masa del fluido por metro cúbico de volumen en relación con el agua y se mide con un hidrómetro.

La densidad es una magnitud distinta al peso de una sustancia, ya que la masa se calcula en función del volumen, mientras que el peso incorpora el efecto de la gravedad en el fluido. Este se calcula multiplicando masa por gravedad. No tiene relación con la viscosidad del fluido.

Dado que la masa tiene en cuenta la gravedad específica, si tomamos la misma unidad de volumen para distintos fluidos, comprobamos cómo repercute la gravedad específica en el peso:

1 litro de agua pesa 1 kg
1 litro de arena pesa aproximadamente 1,53 kg

¿Cómo cambia la curva de una bomba con la gravedad específica?

La gravedad específica influye en la curva de una bomba ya que el caudal es un flujo volumétrico, es decir, es un flujo que se ve afectado directamente por la densidad del líquido.

Las curvas de una bomba se calculan tomando como referencia el agua, que tiene una gravedad específica de 1. Si un fluido tiene una gravedad específica superior a la del agua, la altura será la misma, pero la presión aumentará, ya que la presión es una magnitud dependiente del fluido que se calcula multiplicando la altura por la gravedad específica.

Si un fluido tiene una gravedad específica inferior, la presión también será menor, al igual que la potencia absorbida, lo que significa que se podrá utilizar un motor más pequeño.

La presencia de sólidos también influirá en la potencia absorbida. Por norma general, se presupone que las aguas residuales o aguas negras tienen una gravedad específica de 1 debido al alto porcentaje de agua en relación con los sólidos. Sin embargo, los purines o los lodos pueden duplicar o triplicar esa densidad, lo que repercute directamente en la potencia del motor.

El siguiente gráfico muestra el efecto de distintas densidades en la curva de una bomba centrífuga.

Ajuste o corrección de la curva de una bomba en función de la gravedad específica

El siguiente procedimiento permite ajustar la curva de una bomba teniendo en cuenta la gravedad específica:

Cálculo de la presión según la gravedad específica:

La presión que suministra una bomba para una aplicación depende del fluido y de su densidad, por lo que variará de acuerdo con la gravedad específica del fluido

Para obtener la presión en bares hay que multiplicar 0,0981 por la altura en metros indicada en el punto de trabajo, por la gravedad específica del fluido. La operación se expresa mediante esta fórmula:

Cálculo de la potencia absorbida según la gravedad específica:

La densidad y la presión influyen directamente en la potencia que el motor absorbe durante el funcionamiento. La cantidad de potencia absorbida por un motor durante el funcionamiento se multiplica por la gravedad específica para calcular la potencia absorbida.

Es necesario multiplicar la potencia absorbida en el punto de trabajo y al final de la curva por la gravedad específica para asegurarse de que el motor seleccionado es adecuado para la aplicación requerida.

Gravedad específica y NPSH

Hay que prestar especial atención cuando la curva de una bomba indica que se precisa una altura neta positiva de aspiración (NPSH) elevada.  En el caso de los fluidos con baja gravedad específica, se comprobará minuciosamente la NPSH necesaria.

Se puede producir un fenómeno de cavitación si la presión de entrada es inferior a la que requiere la bomba, algo que puede suceder si no se tiene en cuenta la gravedad específica para determinar la NPSH disponible.

Curva de una bomba de desplazamiento positivo

La gravedad específica de un fluido no influirá del mismo modo en la curva de una bomba de desplazamiento positivo que en la de una bomba centrífuga ya que el caudal permanecerá constante. Sin embargo, la potencia absorbida aumentará y la presión generada seguirá dependiendo del fluido.

Para saber más sobre los efectos de la altura y la presión, lea nuestra guía 

Tabla con ejemplos de fluidos y gravedades específicas