En este articulo presentamos una sencilla metodología para la correcta selección de una Bomba Centrifuga, Explicaremos los distintos factores que intervienen en este proceso y su influencia en la decisión final , con estos sencillos datos evitaremos la adquisición de equipos no compatibles con la aplicación requerida.

El primer factor a tomar en cuenta es el tipo de fluido que se va a manejar, no es lo mismo instalar una Bomba para el suministro de agua que una para transportar ácidos o sustancias corrosivas, los materiales constructivos de la bomba varían según su aplicación. Existen también algunas series para aplicaciones especificas como las empleadas en piscinas o piletas y las de pozos profundos.

Tipo de energía disponible. En el caso de que se vaya a adquirir una bomba con su motor es necesario conocer el voltaje disponible, para adquirir un equipo acorde con nuestra instalación.

Punto de Trabajo, este corresponde a las condiciones en las que va a operar la bomba, para ello debemos conocer detalladamente el diseño del sistema de tuberías, así como las presiones y caudales requeridos.

Calculo de una Bomba.

Vamos a tomar un ejemplo sencillo para explicar los cálculos necesarios para seleccionar una bomba. En la figura se muestra una aplicación en la que se desea bombear agua desde un deposito subterráneo a un tanque ubicado a unos 50 metros de altura, se requiere que el caudal de trabajo sean de unos 100GPM.

Del esquema mostrado se pueden obtener el diseño del sistema para un diámetro de 2" en tuberías y accesorios:

Altura de descarga: 50 m

Altura de succión : -1m

Longitud de tubería: 66m

cantidad de codos: 3

Válvula tipo globo : 1

Válvula de pie: 1.

Definiremos el eje de referencia sobre el eje del impulsor.

El punto 1 corresponde a la altura de succión, y el punto 2 el punto de descarga, S corresponde al área de succión de la bomba y D el área de descarga. Como B denotaremos a la bomba.

Condiciones en el Punto 1:

Z1 = -1m

P1 = Presión atmosférica

V1 depende del caudal

Condiciones en el Punto 2:

Z2= 50m

P2= Presión atmosférica.

V2 depende del caudal

Aplicando la ecuación de Bernoulli entre los puntos 1 y 2 , podemos calcular el H de la Bomba como:

Sustituyendo los valores de H1 y H2

Agrupando los valores

En este caso en especifico como en 1 y 2 la presión es la atmosférica y no hay variación de diámetros en la tubería, las presiones y velocidades son iguales en ambos puntos. por lo que nuestra ecuación simplificada seria :

Esta ultima ecuación esta determinada por una altura Estática representada por Z2-Z1 y una altura dinámica que corresponde a las perdidas pro fricción en accesorios y tuberías entre los puntos 1 y 2 y cuyo valor es dependiente del caudal circulante.

Z2 y Z1 son valores conocidos , las perdidas total del sistema podemos calcularlas a través del manual de Instituto hidráulico. Vamos a emplear el método gráfico obteniendo una curva de HB en función del caudal. Seleccionaremos un rando de caudal de unos 2,5 aproximadamente del caudal requerido para construir la curva, empleando el manual encontramos las siguientes perdidas para los caudales seleccionados.

El siguiente paso es calcular el total de perdidas en nuestros accesorios y en la longitud total de la tubería. Para ello convertiremos las unidades de pie a metro.

Ejemplo de calculo para 20GPM

en 100 pie de tubería tenemos 0,868ft en perdidas por fricción, llevando estas perdidas a m tenemos:

la perdida por fricción en los 66 metros de tubería serian: 66(0.00263) = 0.174m

de igual manera multiplicamos la cantidad de codos, y válvulas por las perdidas totales correspondiente a cada caudal. en la siguiente tabla se muestran los valores obtenidos para cada caudal.

Obtenida la altura dinámica ( hf 1-2) procedemos a calcular HB, correspondiente a cada caudal. En el caso de 20 GPM se obtiene:

HB = 50m - (-1m) + 0,33m = 51,33m

siguiendo el mismo procedimiento en la siguiente tabla se muestran los distintos valores de HB

Una de las primeras impresiones de esta tabla es que el punto de trabajo deseado es:

Q = 100GPM y h = 58m.c.a con este valor vamos a las gráficas de los fabricantes y seleccionamos la serie mas acorde.

Con los valores de esta tabla construimos una gráfica de Hb en función de Q , esta gráfica corresponde al Hbomba del sistema.

Sobre esta gráfica obtenida podremos dibujar las curvas de distintos modelos de bombas y saber si las mismas son capaces de cumplir con la altura de elevación y el caudal que manejara cada una en nuestro sistema.

Para el ejemplo vamos a tomar una Bomba IHM modelo 20A-7.5MW , es una bomba centrifuga de 7,5Hp 230 V a 3500RPM, diámetros de succión y descarga de 2" y un caudal medio de 140GPM y una altura máxima de 61 m. Aplicaciones: Elevación de agua en edificios, tanque bajo - tanque alto Equipos de presurización de redes Transferencia de líquidos Sistemas de enfriamiento y recirculación de agua Limpieza, lavado a presión y control de incendio. Riego por aspersión o goteo. Fuentes de agua.

Graficamos la curva de esta bomba con un diámetro de impulsor de 180mm en nuestra gráfica y obtenemos lo siguiente:

En este punto podemos observar que el modelo 20A 7,5MW, es capaz de suministrar un valor muy cercano a los 100GPM deseados, si se requiere mayor exactitud, se pueden aplicar las leyes de semejanzas y calcular el diámetro del impulsor necesario o a través de un variador, lograr las RPM resequidas.

Como ultimo paso una vez pre seleccionada la bomba se verificarían los cálculos de cavitación, para con ello garantizar un funcionamiento optimo.