Bombas de desplazamiento fijo frente a bombas de desplazamiento variable: ¿cuál es más eficiente energéticamente?

La cuestión de las bombas de desplazamiento fijo frente a las de desplazamiento variable surge temprano en cualquier conversación sobre el diseño de sistemas hidráulicos, y la respuesta es casi siempre la misma: depende del perfil de carga. Esto no es una evasión; es la respuesta real, y comprender por qué requiere una visión clara de cómo cada diseño gestiona la discrepancia entre la salida disponible de la bomba y la demanda real del circuito.

Bomba de desplazamiento fijo: ventajas y limitación

Una bomba de desplazamiento fijo suministra un volumen de fluido por revolución del eje que está determinado por su geometría y que no puede modificarse durante el funcionamiento. A velocidad constante del eje, produce un caudal constante. Es sencilla, fiable y económica de fabricar y reparar. La limitación aparece cuando la demanda del sistema desciende por debajo del valor máximo: la bomba sigue produciendo el caudal total, y el exceso debe ir a alguna parte. En la mayoría de los sistemas, dicho exceso se desvía a través de la válvula de alivio, convirtiendo energía hidráulica en calor. La bomba sigue trabajando; sin embargo, ese trabajo se desperdicia.

Para los sistemas que funcionan a plena carga o cerca de ella la mayor parte del tiempo —ciertas prensas industriales, accionamientos de transportadores a velocidad constante— la bomba de desplazamiento fijo es verdaderamente competitiva. La pérdida de eficiencia debida al derivado ocasional en condiciones de carga ligera es real, pero no predominante. Su simplicidad y menor costo son ventajas significativas.

Bomba de desplazamiento variable: donde reside la ganancia de eficiencia

Una bomba de desplazamiento variable reduce su carrera —y, por tanto, su caudal— cuando disminuye la demanda del sistema. Menos caudal generado implica menos potencia de entrada requerida. En aplicaciones con ciclos de trabajo variables, los ahorros de energía respecto a una bomba de desplazamiento fijo son sustanciales. Dichos ahorros son mayores durante las fases de carga parcial y de espera, que en muchos sistemas reales representan del 50 al 70 % del tiempo total de funcionamiento.

Cálculo del costo total de propiedad

Las bombas de desplazamiento variable tienen un coste inicial más elevado. En un horizonte operativo de tres a cinco años, esa diferencia de coste se recupera normalmente mediante los ahorros energéticos, con frecuencia con holgura. El punto de equilibrio depende de las horas de funcionamiento, del precio de la electricidad y del grado real de variabilidad del perfil de carga. Las aplicaciones con perfiles de carga realmente planos y cercanos a la carga nominal completa pueden no alcanzar nunca dicho punto de equilibrio.

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Fuente: www.hovooseal.com