Viscosidad y densidad de los fluidos: una guía para los usuarios de bombas

Guía para seleccionar bombas para líquidos con viscosidad y densidad distintos al aguaFOTOGRAFÍA: Aceite de colza. Muchas personas piensan que todos los fluidos se comportan como el agua en una bomba; sin embargo, ese error puede conducir a costosos errores.
Viscosidad y densidad

¿Por qué son importantes la viscosidad y la densidad en relación con las bombas?

Por ejemplo, porque si necesita una bomba que ofrezca una presión de 10 bar pero no considera las propiedades del líquido bombeado, es bastante probable que no la elija correctamente.

“Si no se tienen en cuenta las distintas viscosidades y densidades de los líquidos, es muy posible que se seleccione una bomba demasiado grande, con unos costes de adquisición y funcionamiento muy elevados y que ocupe mucho espacio”, explica Søren Mortensen, director de aplicaciones de Grundfos. “Si la bomba es demasiado pequeña, simplemente no podrá mover la cantidad de líquido necesaria. Y si el motor seleccionado es demasiado pequeño para el trabajo en cuestión, se quemará o hará que el sistema de seguridad eléctrico pare la bomba”.

De acuerdo, pero, ¿podría recordarme qué significan “viscosidad” y “densidad”?

La viscosidad es una medida del “espesor” de un líquido, mientras que la densidad es una medida de su peso.

Entonces, ¿cuanto más espeso sea un fluido, más difícil será bombearlo?

No cabe duda de que la viscosidad o “espesor” de un fluido afecta a su comportamiento en una bomba. Sin embargo, es un tema complejo ya que la viscosidad de los fluidos puede cambiar en función de las condiciones existentes. Existen cuatro tipos principales de fluidos, cada uno de ellos con un comportamiento concreto a pesar de su viscosidad específica.

En primer lugar están los fluidos como el agua, el aceite, el alcohol y los disolventes. Estos fluidos, denominados “fluidos newtonianos”, fluyen de la misma forma sin importar lo rápido que se muevan o con qué intensidad se los agite.

El segundo tipo son los conocidos como “fluidos dilatantes”, como el helado y la mantequilla, cuya viscosidad aumenta con la agitación hasta que se vuelven casi sólidos. “Es imposible bombearlos con las bombas centrífugas convencionales, por lo que es necesario recurrir a medidas especiales para moverlos”, señala Søren Mortensen.

En tercer lugar, los “fluidos plásticos” presentan un determinado valor de esfuerzo mecánico (límite de fluencia) que debe superarse para que puedan empezar a fluir. Una vez superado ese punto, la viscosidad disminuye a medida que aumenta la agitación. “El mejor ejemplo de un fluido plástico es el kétchup”, afirma Søren Mortensen. “Basta con pensar en cómo hay que agitarlo dentro de la botella para que empiece a moverse y en cómo fluye fácilmente una vez que ha comenzado a moverse”.

El cuarto y último grupo, el de los “fluidos tixotrópicos”, es el más difícil de explicar… y el más complejo en relación con las bombas. En esta categoría se incluyen los adhesivos, las pinturas antigoteo, las grasas, los compuestos de celulosa, los jabones, los almidones y el alquitrán. Son fluidos viscosos (espesos) cuando están en reposo, pero si se agitan constantemente su viscosidad (espesor) se reduce con el tiempo.

Como se puede ver, es ciertamente complicado. Entonces, ¿cómo se mide la viscosidad?

Existen dos tipos de viscosidad: dinámica y cinemática.


“Mucha gente piensa que todos los fluidos se comportan exactamente como el agua en una bomba. Es una equivocación que nos encontramos en alrededor del 95 % de los casos y que puede dar lugar a errores muy costosos”.

Søren Mortensen, director de aplicaciones industriales de Grundfos

Un momento… me estoy perdiendo. ¿Qué es lo más importante que debo saber sobre la viscosidad en lo referente a las bombas?

La llamada “viscosidad cinemática” es una propiedad física real que influye sobre las curvas de las bombas, por lo que es algo que es necesario conocer.

La viscosidad cinemática se mide en centistokes (cSt), una unidad que equivale a mm2/s. Por ejemplo, el agua tiene una viscosidad baja, de 1 cSt a 20 °C, mientras que a esa misma temperatura el aceite de motor tiene una viscosidad alta, de más de 500 cSt.

“La viscosidad es básicamente la resistencia al flujo, algo que afecta a las bombas”, explica Søren Mortensen. “Si tiene un fluido pegajoso y muy viscoso en las manos, se adherirá y costará mucho más quitarlo que si fuese un fluido poco viscoso. Eso mismo sucede en las bombas, en las que existen impulsores que se encargan de mover el fluido. Si tiene que bombear fluidos que se adhieren a la superficie del impulsor, como aceite de motor, es un problema a tener en cuenta”.

Perfecto, el asunto de la viscosidad está claro. Hábleme ahora sobre la densidad.

Existen diferentes líquidos con distintas densidades (o masas por unidad de volumen, medidas en unidades como g/cm3 o kg/m3); asimismo, la densidad de un fluido puede variar con la temperatura.

A la hora de dimensionar las bombas se presta especial atención a la “carga”, es decir, a la altura a la que se puede bombear en el aire un determinado fluido con una presión de 1 bar. Para bombear los fluidos más pesados será necesaria una presión mayor.

Tal como se observa en la ilustración 1 inferior, este parámetro puede variar notablemente. La salmuera (1,300 kg/m3) es mucho más pesada (más densa) que el gasóleo (800 kg/m3), mientras que el agua es más pesada a 20°C (997 kg/m3) que a 95 °C (960 kg/m3).

ILUSTRACIÓN 1. El bombeo de cuatro líquidos diferentes con una presión de 1 bar en el lado de descarga de la bomba da lugar a cuatro cargas distintas (en metros), es decir, a cuatro puntos de trabajo distintos. Los líquidos del ejemplo son los siguientes: A) salmuera a 20 °C; B) agua a 20 °C; C) agua a 95 °C; y, D) gasóleo a 20 °C.

¿Cuál es el error más común asociado a la viscosidad y la densidad en el campo de las bombas?

“Muchas personas creen que todos los fluidos se comportan igual que el agua en las bombas”, explica Søren Mortensen. “Sin embargo, tal como puede observarse, esto no es así. Es una equivocación que nos encontramos en alrededor del 95 % de los casos y que puede dar lugar a errores muy costosos”.

¿Cómo puede Grundfos ayudarme a evitar estos problemas?

Solo tiene que ir a la herramienta Grundfos Product Center, escribir los datos de los fluidos que necesite bombear y nuestra Guía de líquidos le ayudará a encontrar soluciones que den respuesta a sus necesidades. ¡Pruébela!

¿Tiene alguna duda en relación con las bombas sobre la que siempre ha querido preguntar pero nunca se ha atrevido a hacerlo? Escriba en el muro de la página de Facebook de Grundfos Engineering.





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