En la compleja red de refinerías de petróleo, innumerables tuberías conectan varios equipos como venas, con bombas centrífugas que sirven como el corazón que circula continuamente fluidos por todo el sistema. Seleccionar la bomba centrífuga adecuada es crucial para garantizar la seguridad de la producción y la eficiencia operativa. La norma API 610, reconocida como el estándar de oro para el diseño de bombas centrífugas en la industria petrolera, proporciona una clasificación detallada de los tipos de bombas. Este artículo ofrece un análisis en profundidad de las tres categorías principales de bombas centrífugas definidas por API 610: diseños voladizos (OH), entre cojinetes (BB) y suspendidos verticalmente (VS), lo que ayuda a los profesionales a tomar decisiones informadas para aplicaciones prácticas.

API 610 es una norma publicada por el American Petroleum Institute para bombas centrífugas utilizadas en las industrias del petróleo, la química pesada y el gas natural. La norma cubre todos los aspectos del diseño, los materiales, la fabricación, las pruebas y la instalación de las bombas, con el objetivo de garantizar la fiabilidad, la seguridad y el rendimiento. Basándose en las características estructurales, la API 610 clasifica las bombas centrífugas en tres categorías principales: voladizas (OH), entre cojinetes (BB) y suspendidas verticalmente (VS).

Las bombas centrífugas voladizas presentan un impulsor montado en un extremo del eje, con el otro extremo soportado por cojinetes. Este diseño compacto facilita el mantenimiento y es adecuado para aplicaciones de flujo y altura de elevación de media a baja. La API 610 divide además las bombas voladizas en seis subtipos (OH1 a OH6) según los detalles estructurales específicos.

Las bombas OH1 son diseños voladizos de una sola etapa con soporte montado en el pie e instalación horizontal. Se conectan a los motores a través de acoplamientos flexibles, con la carcasa de la bomba típicamente centrada en la placa base para facilitar la instalación y el mantenimiento. Estas bombas ofrecen una construcción sencilla y menores costos, lo que las hace adecuadas para aplicaciones generales de transferencia de fluidos.

La principal distinción de las bombas OH2 radica en su diseño de soporte en la línea central, donde la carcasa está soportada por soportes a lo largo de la línea central en lugar de a través de los pies. Esta configuración minimiza el impacto de la expansión térmica, lo que mejora la estabilidad operativa para condiciones de alta temperatura o temperatura fluctuante. Las bombas OH2 suelen emplear una sola carcasa de cojinete que absorbe las fuerzas axiales y mantiene el posicionamiento adecuado del impulsor durante el funcionamiento.

Las bombas OH3 son diseños en línea de una sola etapa, de acoplamiento directo, con impulsores voladizos y soportes de cojinetes independientes. El motor se monta directamente en la bomba para una instalación compacta, mientras que la carcasa de cojinete separada absorbe las cargas operativas. Esta configuración resulta particularmente útil en aplicaciones con limitaciones de espacio.

Las bombas OH4 comparten la misma construcción que los modelos OH3, diferenciándose únicamente en el uso de acoplamientos rígidos en lugar de acoplamientos flexibles. Si bien los acoplamientos rígidos transmiten un mayor par, exigen una mayor precisión de instalación.

Las bombas OH5 presentan diseños de acoplamiento cercano con impulsores montados directamente en los ejes del motor. Estas bombas verticales, en línea y de una sola etapa ofrecen una construcción extremadamente compacta y un mantenimiento simplificado, lo que las hace ampliamente aplicables en diversas industrias.

Las bombas OH6 representan diseños de alta velocidad que incorporan cajas de engranajes de aumento de velocidad. El impulsor se monta directamente en el eje del engranaje, que se conecta al motor a través de acoplamientos flexibles. Disponibles tanto en configuraciones verticales como horizontales, estas bombas sobresalen en aplicaciones de alta altura de elevación y bajo flujo.

Las bombas centrífugas entre cojinetes colocan los impulsores entre dos cojinetes soportados por la carcasa de la bomba. Esta disposición proporciona un soporte superior del eje, reduce la deflexión y mejora la estabilidad operativa para aplicaciones de alto flujo y alta altura de elevación. La API 610 clasifica las bombas BB en cinco tipos (BB1 a BB5) según la construcción de la carcasa.

Las bombas BB1 presentan carcasas divididas horizontalmente para instalaciones horizontales de una o dos etapas. Este diseño facilita el desmontaje y el mantenimiento rápidos, lo que permite la sustitución rápida de los componentes internos. Las bombas BB1 funcionan bien en aplicaciones generales de transferencia de fluidos.

Las bombas BB2 difieren de los modelos BB1 principalmente en su construcción de carcasa dividida radialmente. Este diseño resiste presiones más altas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones exigentes.

Las bombas BB3 representan diseños horizontales de varias etapas con carcasas divididas horizontalmente, que normalmente se conectan a los motores a través de acoplamientos flexibles. Estas bombas funcionan excepcionalmente en aplicaciones de alta altura de elevación.

Las bombas BB4 emplean una construcción segmentada de varias etapas donde cada etapa forma un anillo conectado por tirantes. También conocidas como bombas de sección anular, cada etapa dividida radialmente se monta en un eje soportado por cojinetes en ambos extremos.

Las bombas BB5 presentan carcasas exteriores en forma de barril diseñadas para el funcionamiento a alta presión. Estos diseños de varias etapas incorporan una construcción de doble carcasa, dividida radialmente y acoplamientos flexibles.

Las bombas centrífugas suspendidas verticalmente sumergen sus carcasas en líquido mientras se suspenden de una placa de montaje mediante columnas. Esta configuración minimiza el riesgo de cavitación, lo que la hace ideal para aplicaciones de bajo nivel de líquido o autocebantes. La API 610 clasifica las bombas VS en siete tipos (VS1 a VS7) según las variaciones estructurales.

Las bombas VS1 presentan diseños suspendidos verticalmente de una sola carcasa, que sirven como bombas de pozo húmedo o difusoras. La columna funciona como el conducto de descarga.

Las bombas VS2 emplean diseños de carcasa voluta manteniendo otras características similares a los modelos VS1.

Las bombas VS3 representan diseños suspendidos verticalmente de flujo axial y una sola carcasa donde la columna de la bomba sirve como el conducto de descarga.

Los diseños VS4 incorporan columnas de descarga separadas con carcasas voluta. El eje suspendido verticalmente puede incluir soporte de cojinete intermedio.

Las bombas VS5 también presentan columnas de descarga separadas, pero difieren al eliminar los cojinetes intermedios. El eje de la bomba permanece voladizo, soportado únicamente por los cojinetes superiores.

Las bombas VS6 incorporan una construcción de doble carcasa, lo que les valió el apodo de "bombas de lata". Estos diseños suspendidos verticalmente descargan a través de columnas de bomba. La instalación subterránea a veces mejora la disponibilidad de NPSH (altura de succión positiva neta).

Las bombas VS7 completan la clasificación API 610 con diseños de carcasa voluta similares a los modelos VS6, manteniendo otras características comparables.

La norma API 610 proporciona una clasificación completa de las bombas centrífugas, y cada tipo ofrece distintas ventajas para aplicaciones específicas. La selección adecuada de la bomba requiere una cuidadosa consideración del caudal, la altura de elevación, las características del fluido y el entorno operativo de acuerdo con las directrices de la API 610. Esto garantiza un funcionamiento fiable, una mayor eficiencia y la seguridad de la producción. A medida que avanza la tecnología, siguen surgiendo nuevos diseños de bombas y sistemas de monitorización inteligentes, lo que justifica una evaluación continua de los desarrollos de la industria junto con los principios fundamentales de la API 610.