Las bombas multiphase gas-líquido son esenciales para la producción de petróleo y gas en alta mar; sin embargo, su rendimiento se ve severamente limitado en condiciones de alta fracción de volumen de gas (GVF > 30%) debido a la ineficiente transferencia de energía y la inestabilidad del flujo. En este estudio, se desarrolla un marco de análisis de sensibilidad híbrido que combina el método de cribado de Morris y el análisis de sensibilidad global de Sobol para investigar cuantitativamente los efectos de los parámetros geométricos del impulsor en el rendimiento de la bomba a un GVF del 80%. Se emplean simulaciones CFD de dos fases tipo Euler-Euler acopladas con muestreo automatizado basado en Python. Los resultados muestran que el diámetro exterior del impulsor, la longitud axial y el ángulo de envoltura de las palas son los tres parámetros más influyentes. El diámetro exterior del impulsor contribuye con un 35.7% al aumento de presión, mientras que una longitud axial que excede los 44 mm induce un retroceso axial y reduce la eficiencia en un 8.2%. Se identifica un ángulo de envoltura crítico de 114 grados para la distribución de energía gas-líquido, más allá del cual los vórtices de gas a gran escala intensifican la inestabilidad del flujo. Basado en estos hallazgos, se propone una estrategia de optimización jerárquica, resultando en una mejora del 6.8% en eficiencia y un aumento del 12.3% en el aumento de presión.