Cuando llega el momento de escoger una bomba centrífuga, se debe empezar por saber identificar correctamente la potencia necesaria de la bomba.
Por eso, a continuación, vamos a proporcionar las principales claves para realizar el cálculo de potencia de una bomba centrífuga.
Calcular la potencia hidráulica de una bomba
Existe una fórmula concreta que permite hacer el cálculo de la potencia de cualquier bomba de agua, pero para entenderla tenemos que analizar sus diferentes componentes. La fórmula en cuestión es la siguiente:
Potencia = (Caudal de la bomba x Presión de la bomba) / Rendimiento
Ahora veamos qué significa cada elemento, ya que saber eso será imprescindible para aplicarla:
Caudal
Se trata de la cantidad de kilos del producto que vayamos a bombear por unidad de tiempo. Por lo general, la curva de funcionamiento de las bombas suele calcularse con agua a 20°, cuya densidad es de 1 kg por litro. De este modo, la forma más habitual de indicar el caudal es en litros por segundo (l/s), litros por minuto (l/min) o metros cúbicos por hora (m3/h).
Presión de la bomba
La bomba ha de dar una presión que es la suma de tres factores: la altura geométrica, las pérdidas de carga y la punta de lanza.
La altura geométrica es la diferencia de altura desde el punto en el que está situado la bomba hasta el punto de desagüe. Si el fluido ha de subir, será positiva; pero si el punto de desagüe está más bajo, el valor será negativo. Esto se debe a que la gravedad ayudará y a la bomba le costará menos hacer el trabajo.
La pérdida de carga es producida por la fricción entre el fluido y diversos elementos de la propia instalación, como pueden ser filtros o válvulas. Dicha pérdida dependerá del caudal, del diámetro de las tuberías y del material con el que están hechas. Por eso, según el tipo de instalación, existirán normas que determinen las velocidades mínimas y máximas de flujo que se pueden soportar.
Por último, la punta de lanza hace referencia a la presión que tendrá el fluido cuando salga del conducto. Esta se medirá en bares.
Rendimiento
En la fórmula analizada, el rendimiento total de la bomba centrífuga está formado por una combinación de tres tipos de rendimiento distintos: ŋ hidráulico, ŋ mecánico y ŋ eléctrico.
En este caso, el ŋ hidráulico es la pérdida de potencia que se produce en el estator de la bomba. Por otro lado, el ŋ mecánico hace referencia a la potencia perdida en los diferentes elementos de transmisión, como puede ser el cardán de las bombas helicoidales.
El ŋ eléctrico, por último, será el rendimiento de los propios motores. Este suele rondar en un 98 %.
Realizar el cálculo
Una vez se han analizado los diferentes elementos que afectarán al cálculo de la potencia, podemos expresar el conjunto de forma matemática:
P = Gravedad * Q * H / (ŋ * 450) = Q* H / (ŋ * 450)
Como podemos ver, se trata de la misma fórmula de antes, pero desglosada en todos sus elementos. Así, P es la potencia, y será expresada en caballos de vapor. Gravedad, por su parte, tomará 1 como valor general. Q será el caudal másico, y se expresará en litros por minuto (l/min). H, por su parte, será la presión expresada en bares. El número 450 es el factor de conversión para obtener la potencia en caballos de vapor. Por último, el símbolo ŋ será el rendimiento total.
En consecuencia, esta fórmula será la que se deberá usar para todas las bombas centrífugas, independientemente del modelo o del tipo de instalación. Solo se deberán tener en cuenta las características internas de la bomba en cuestión y de la instalación de la misma.
Como hemos visto, realizar el cálculo de potencia de una bomba centrífuga es una tarea sencilla. Conociendo las diferentes características, y aplicando esta fórmula, siempre podremos identificar con exactitud si la bomba en cuestión nos ofrece la potencia que necesitamos, o si debemos decantarnos por un modelo diferente.
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