INTRODUCCIÓN

Siempre que tratemos temas como procesos químicos, y de cualquier circulación de fluidos

estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas. El funcionamiento en sí de la
bomba será el de un convertidor de energía, o sea, transformara la energía mecánica en
energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido.

En la mayor parte de los procesos industriales en la actualidad es necesario realizar

transferencias de líquidos desde un nivel de energía estática o presión a otro. Estos procesos
de transporte que en general ocurren desde una cota más baja a otra en un punto más
elevado y en los que además es necesario vencer presiones y desniveles, son posibles
mediante el empleo de los sistemas de bombeo.

Las ventajas son muchas, necesitamos los sistemas de bombeo de fluidos (agua) en riegos
en la agricultura, para sacar agua de los pozos profundos, para el envío de agua desde las
plantas de tratamiento de agua potable hasta los sitios de consumos a través de tuberías, en
las propias urbanizaciones en edificios, el sistema de bombeo desde la planta baja hasta el
último piso de esa vivienda, por sistemas hidroneumáticos o depresión constante.

Los sistemas de bombeo suponen hoy en la actualidad casi un 20% de la demanda de

energía eléctrica mundial y entre el 25 y 50% del consumo de energía en ciertas
instalaciones industriales. Más notable aún, lo constituyen los sistemas de riego a nivel
mundial que consumen entre el 70–80% del recurso agua y alrededor de un 70% de la
energía generada en el mundo. Dentro de estos sistemas, la proyección de una estación de
bombeo representa un cúmulo de preguntas y problemas a resolver, tanto de Ingeniería
Hidráulica, Mecánica, Eléctrica, Electrónica, etcétera, así como de índole económica.

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SISTEMA DE BOMBEO

Cuando hablamos de un sistema de bombeo hablamos de una herramienta que permite la

extracción de elementos o el acopio de sustancias líquidas a partir de una red de tuberías
atendiendo a parámetros como el caudal o la presión.

Con otras palabras es el aquel sistema que cuenta con diversas partes que hacen posible el
recorrido mediante tuberías, así como también el acopio eventual de líquidos, permitiendo
que las especificaciones de caudal y presión sean cumplidas en los procesos. El equilibrio
hidráulico se da gracias al balance de energía donde se contabiliza o se tiene en cuenta a la
energía potencial, cinética y pérdidas en energía.

Su funcionamiento se basa en el concepto de equilibrio hidráulico. Éste se logra gracias a

un correcto balance de la energía cinética y potencial, así como de las fugas de energía que
se producen de manera natural. En definitiva, podríamos decir que su principal finalidad es
la transferencia de fluidos y la transformación de la energía suministrada por el motor en
energía hidráulica.

Su estructura está integrada por dos componentes. Por un lado, la bomba y, por otro, un
accionador. Éste puede adoptar la forma de un motor eléctrico o, por ejemplo, basado en la
combustión interna. El método es bastante sencillo. Una vez pone en funcionamiento el
accionador, la energía mecánica sufre un proceso de transición a energía cinética. Gracias a
factores como la posición, la presión o la velocidad, se inicia un movimiento de arrastre que
desplaza el fluido.

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 FIGURA 1. Sistema de bombeo

TIPOS DE BOMBEO

Es importante conocer cuáles son los sistemas de bombeo que existen y que las empresas
suelen usar en función de sus objetivos y necesidades. Existen tres tipos fundamentales de
sistemas de bombeo que se deben tener en cuenta al analizar:

1. Sistemas de bombeo centrífugo

Cuando hablamos de un sistema de bombeo centrífugo, estamos ante una bomba

hidráulica que será responsable de transformar la energía mecánica del impulsor en
energía cinética que será necesaria para ejercer presión sobre el líquido.

Los sistemas de bombeo centrífugo suelen estar formados por un impulsor

giratorio que está conectado a un eje. Este eje se encuentra también conectado a una
fuente de energía. Gracias a este impulsor se va aumentando la velocidad del agua,
facilitando que el agua se descargue por la tubería.

Está diseñada para disminuir el caudal del agua y hacer que su velocidad se
convierta en presión. Son sistemas de bombeo que se suelen usar para generar

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corrientes y facilitar que fluya el agua. Algunas de las industrias en las que suele
usarse este tipo de bomba son la química, alimentaria y la industria cosmética.

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2. Sistemas de bombeo sumergible 

Para conocer qué son los sistemas de bombeo hay que tener en cuenta que hay
sistemas de bombeo sumergible. Estos sistemas de bombeo son muy adecuados para
el vaciado de piscinas, de pozos o de grandes depósitos de agua.

Son sistemas que para utilizarlos se sumergen en el líquido y llevan un sistema

eléctrico que está protegido para no filtrar el agua. Cuando decides usar este tipo de
bombas de agua tienes que analizar cuál es el caudal máximo que puede generar,
cuál es la longitud de la cuerda y la profundidad máxima que puede alcanzar la
bomba.

Son sistemas de bombeo que pueden generar una gran fuerza para hacer subir el
agua debido a que no dependen de la presión del aire del exterior. Son muchos usos
los que pueden aplicarse cuando se usa este tipo de sistemas de bombeo.

En los ámbitos en los que se usan más habitualmente son en el suministro de aguas
subterráneas, la irrigación en tareas del sector agrícola, extracción de aguas
subterráneas, entre otras.

3. Sistemas de bombeo solar

Dentro de los tipos de sistema de bombeo hay un tercer sistema que es el sistema de
bombeo solar. Este tipo de sistemas de bombeo se caracteriza porque son sistemas
que funcionan gracias a la acción del calor del sol.

Son sistemas sostenibles porque no consumen de otras fuentes de energía y solo

consumen energía procedente el sol. Estos sistemas suelen contar con un sistema de
paneles solares que captan la energía del sol y la convierten en energía eléctrica.

Esta energía se suministra a la bomba para que pueda funcionar. Son sistemas que
tienen una gran popularidad en las diferentes industrias porque son sostenibles y
respetuosos con el medio ambiente.

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 Son sistemas muy empleados en procesos como el riego de jardines y se suele usar
en áreas en las que por diferentes razones no hay electricidad. En este tipo de
sistemas de bombeo puedes encontrar desde sistemas muy sencillos que permiten
regar pequeños estanques hasta sistemas mucho más complejos que permitirán
desarrollar otras funciones como el riego automático con GPS.

EQUIPO DE BOMBEO

El equipo de bombeo es un transformador de energía mecánica que procede de un motor

eléctrico y convirtiendo así en energía fluida que adquiere presión y velocidad. Este tipo de
equipos tiene por objetivo elevar la presión del fluido líquido (agua) térmico para vencer la
resistencia que pondrá el circuito en circulación. La presión del trabajo debe ser tal que se
garantice en todo momento que el fluido permanezca en estado líquido y que no tenga
vaporización.

Estos equipos están compuestos por una unidad motriz (motor eléctrico), por la bomba y
con un tinaco o cisterna. La correcta elección de la bomba se realiza a partir de las
condiciones de operación y las condiciones físicas del lugar de bombeo siempre buscando
la máxima eficiencia de operación posible. 

TIPOS DE EQUIPO DE BOMBEO

 Bombas centrifugas: Fabricadas con fierro fundido y con impulsor de bronce o

fierro fundido. 
 Bombas verticales: Tazones y cabezal de descarga en fierro fundido, flechas de
acero con impulsores de bronce  y lubricación por agua y por aceite.  
 Bombas sumergible: Fabricadas con fierro fundido o acero inoxidable equipadas
con motor sumergible encapsulado con sello contra arena.

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 FIGURA 2. TIPOS DE EQUIPO DE BOMBEO

CARACTERÍSTICAS PARA SU SELECCIÓN DE SISTEMA DE BOMBEO

Los sistemas de bombeo o impulsión son un conjunto de elementos ordenados para forzar
el paso de un fluido a través de una canal o ducto desde una fuente de suministro hasta un
punto de entrega, empleando trabajo mecánico para vencer la fricción y los cambios de
elevación.

Básicamente están compuestos por:

 Una fuente de suministro

 Una red de tuberías / cañerías
 Al menos un punto de entrega
 Al menos una Bomba
 Elementos de regulación y control

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1. Definir la aplicación del sistema

El diseño de un sistema de bombeo o el cálculo de una bomba está definido por la

aplicación que tendrá el sistema. Entre las aplicaciones más comunes se encuentran:

 Sistemas de Riego
 Abastecimiento de Agua Potable (Acueductos)
 Agua Potable para Edificios
 Aguas Residuales / Aguas Servidas
 Sistemas contra-incendio
 Transporte de hidrocarburos (Refinerías, Oleoductos, Etc.)
 Industria de Alimentos
 Industria de Papel
 Minería

Las características particulares de cada aplicación y las normas que rigen cada área
definen factores cruciales, tales como: velocidades permitidas, arreglos típicos,
materiales utilizados, tipo de bombas, presión de trabajo y presión máxima
admisible.

2. Identificar las propiedades del fluido

El Fluido es el elemento principal en el análisis y diseño de un sistema, sus

características, propiedades y condiciones de operación afectan todo el desarrollo
del cálculo. Algunos parámetros a considerar son:

 Densidad
 Viscosidad
 Presión de vapor

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  Corrosividad
 Presencia de sólidos
 Condiciones de presión y temperatura esperadas.

El comportamiento de un fluido puede cambiar al variar la presión y la temperatura.

3. Estimar la Demanda

Una vez conocida la aplicación o el ámbito en el cual se requiere el sistema de

bombeo el siguiente paso es la determinación de la demanda o caudal máximo
requerido.

En algunos casos la demanda está determinada de manera directa por el equipo o el

proceso que se encuentra aguas abajo, en otros casos se alimenta a varios "clientes"
y es necesario establecer criterios para definir cuál es la cantidad máxima de
clientes que pueden requerir el fluido al mismo tiempo, es decir, criterios de
simultaneidad.
4. Calcular el diámetro de las líneas (Tuberías / Cañerías)

Después de definir el caudal requerido se calcula el tamaño mínimo de las líneas

empleando criterios como: las velocidades máximas permitidas, los niveles de ruido
aceptables y las características del fluido. Una vez calculado el diámetro mínimo
que cumple los requerimientos técnicos, se debe seleccionar el diámetro inmediato
superior disponible comercialmente.

5. Trazar la ruta de las líneas (Layout)

Conocer las longitudes de tuberías, los cambios de elevación (cotas) y los

accesorios instalados es un factor crítico para el cálculo de un sistema de bombeo.
En caso de diseños o sistemas las rutas de tuberías deben trazarse de manera que

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 faciliten el flujo, es decir:

 Minimizar cambios de dirección

 Evitar contracciones bruscas
 Minimizar el número de ramales
 Minimizar numero de accesorios

6. Estimar las Pérdida de Carga (caída de presión)

Durante este paso se determina el cabezal, altura o presión necesaria para lograr que
el fluido se traslade de un punto a otro venciendo todas las fuerzas que se oponen.
Este cálculo debe considerar:

 La diferencia de cotas entre la fuente y el punto de entrega

 La diferencia de presión entre ambos puntos
 La densidad del fluido
 La fricción que se genera en el fluido.

La fricción del fluido, depende de muchas variables, como la viscosidad, la

velocidad del fluido, la turbulencia, la rugosidad de los materiales, etc.

7. Seleccionar la bomba

Después de realizar los cálculos se selecciona una o varias bombas que puedan
cumplir con el requerimiento, los catálogos, software de fabricantes y los
vendedores técnicos brindan apoyo en esta área. Es importante antes de seleccionar
una bomba verificar:

 El NPSH que requiere Vs. el disponible

 El punto de operación debe estar en la zona de mayor eficiencia

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 8. Re-calcular las condiciones del sistema

Al seleccionar una bomba se obtiene una curva que relaciona su caudal y su

cabezal. Esto permite sincerar las presiones a las que operará el sistema para un
caudal o condición de flujo dado.

9. Realizar una Memoria de Cálculo

Entre las buenas prácticas de un diseñador esta realizar una memoria de cálculo que
debe contener al menos:

 Datos del Diseñador o Empresa

 Bases y premisas de su sistema
 Diagrama con rutas de tubería,
 Tabla con los datos utilizados
 Las ecuaciones aplicadas
 Resultados

DIÁMETROS DE LAS TUBERÍAS  DE IMPULSIVO EN FUNCIÓN DEL GASTO

DE BOMBEO

La elección del diámetro de las tuberías de la instalación debe realizarse con el objetivo de
limitar en lo posible las pérdidas de carga originadas por el rozamiento del flujo de agua
con las paredes interiores de la tubería.

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Los diámetros de la tubería de impulsión de las bombas se determinarán en función del
gasto de bombeo, pudiendo seleccionarse conforme a la siguiente tabla:

FIGURA 4. TABLA DE DIAMETROS

No obstante, debe llegarse a una solución de compromiso que haga económicamente

rentable la instalación, dado que a mayor diámetro mayor es también el costo de la
tubería.

Por otro lado, los diámetros de embocadura de las bridas en los orificios de aspiración e
impulsión de la bomba, sólo determinan el diámetro mínimo que ha de tener las tuberías
de la instalación, pudiéndose emplear accesorios (conos difusores) que acoplen el agarre
a la bomba con el diámetro que finalmente resulte de la tubería.

El dimensionado final de los diámetros de las tuberías debe ser tal que las velocidades
alcanzadas por el agua en el interior de las tuberías sean como máximo:

 Tubería de aspiración: 1,8 m/s

 Tubería de impulsión: 2,5 m/s.

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Velocidades del agua por el interior de los conductos inferiores a 0,5 m/s podría originar
problemas de sedimentación, mientras que velocidades superiores a los 5 m/s podría
originar fenómenos abrasivos en las paredes interiores de las tuberías que afectarían a su
durabilidad.

BOMBEO EN SERIE

Dos o más bombas están conectadas en serie cuando el caudal resultante de una es
entregado a la siguiente. Este arreglo permite obtener alturas de bombeo mayores a las que
lograría cada bomba individualmente.

Para el arreglo de bomba en serie, se tomará la curvas de las dos bombas mostradas
anteriormente, se seleccionaran 6 valores de caudal y se trazaran líneas a caudal constante
interceptando la curva de cada Bomba, se toman los valores de disponibilidad y se suman.

FIGURA 5. BOMBEO EN SERIE

La gráfica final será el resultado del valor de caudal seleccionado vs la suma de

disponibilidad a ese caudal. A continuación se muestra la curva de ambas bombas
funcionando en serie

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 FIGURA 6. DOS BOMBAS EN SERIE
De esta curva podemos observar que el arreglo en serie maneja una mayor altura de
elevación manteniendo el caudal manejado por cada bomba.

BOMBAS EN PARALELO

Se dice que dos bombas o más están colocadas en paralelo cuando sus caudales convergen
en una Tubería. El caudal resultante es la sumatoria de todos los caudales. En estos arreglos
no existe un incremento en la presión de descarga.

Para una demostración práctica vamos a tomar como referencia dos Bombas cuyas curvas
características se muestran a continuación

FIGURA 7. BOMBA EN PARALELO

Para obtener la curva resultante de los equipos trazamos lineas a disponibilidad (H) 
constante y cortamos las curvas individuales de las bombas y anotamos el caudal. La curva

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resultante será el valor de H seleccionado vs la sumatoria de caudal de cada bomba para el
valor establecido

FIGURA 8. DOS BOMBAS EN PARALELO

Para el ejemplo seleccionamos  6 valores aleatorios de H identificados en el gráfico como:

1, 2, 3, 4, 5, 6 medimos los valores de caudal de cada Bomba para dicho caudal y los
sumamos, el resultante corresponderá al caudal del arreglo en paralelo. 

En este caso podemos observar que para disponibilidades comprendidas entre 58m y 64m 
la bomba 1 no aporta caudal a la red de flujo. Ambas bombas aportaran caudal para
disponibilidades comprendidas entre 48m y 58m.

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 FIGURA 9. DOS BOMBAS TRABAJANDO EN PARALELO

GASTO DE BOMBEO

La estación de bombeo trabajará con un gasto máximo igual al del día de máximo consumo
y se deberán considerar capacidades de bombas para los gastos mínimo y menores que el
máximo, mientras que se llega al periodo de diseño. El periodo de diseño para las
estructuras civiles deberá ser el máximo posible dentro de las limitaciones de
financiamiento eligiéndose un mínimo de 20 años. En cambio los equipos de bombeo
pueden ir aumentándose a medida que lo requieran las necesidades.

TRAZADO DE LA RED

Trazado es una tarea de administración de red que garantiza la existencia de rutas óptimas
para el desplazamiento de los recursos. La funcionalidad de trazado de red de trazado
proporciona un marco que puede utilizar para realizar el seguimiento del flujo de los
recursos, analizar el estado de una red e identificar áreas para un examen más detallado.

Los resultados del trazado se basan en la conectividad y transitabilidad dentro de la

topología de red. Solo se devuelve un elemento de red en un resultado de trazado cuando
está conectado o asociado a otros elementos en el resultado del trazado. El resultado del
trazado es el conjunto de entidades de red encontradas por la operación de trazado.

Los trazados comienzan en uno o varios puntos de partida y se expanden hacia fuera en la
dirección del flujo establecida en la red. Viaja a través de la red por rutas de entidades
conectadas hasta que llega a la ubicación final. La ubicación final puede ser una barrera o el

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final de una ruta. Al finalizar, los resultados de un trazado se devuelven como un conjunto
de selección o clase de entidad multiparte.

Los resultados pueden utilizarse para análisis posterior. Por ejemplo, un conjunto de
selección resultante puede utilizarse como entrada para una función de generación de
informes, propagada a otras vistas de mapa o diagrama.

CARGA DINAMICA O ALTURA DE BOMBEO

La altura dinámica total en un sistema de bombeo industrial es la cantidad total de

presión cuando el agua fluye en un sistema. Se compone de dos partes: la elevación vertical
y la pérdida por fricción. Es importante calcular esto con precisión para determinar el
tamaño y escala correctos del equipo de bombeo para sus necesidades.

Para calcular la altura dinámica total, también conocida como TDH, por sus siglas en
inglés, necesitamos calcular dos cosas:

A. La elevación vertical: Se debe determinar cuál es la elevación vertical desde el

punto de partida del líquido hasta su punto final. A medida que disminuye el nivel
de líquido en el tanque, aumentará la elevación vertical y, en consecuencia,
aumentará la altura dinámica total.
B. Las pérdidas por fricción de toda la tubería y componentes que el líquido
encuentra en la descarga de la bomba. Para calcular la pérdida por fricción, primero
necesita saber cuál es el flujo deseado.

Cada flujo tendrá una pérdida por fricción diferente. Cuanto más flujo atraviese una
tubería, más pérdida por fricción habrá, por lo que 5GPM pasando por una tubería
de 2.54 cm tendrán una pérdida por fricción mayor que 1GPM pasando por una
tubería de 2.54 cm.

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 Después de su tasa de flujo, necesita saber qué tipo de tubería está utilizando, el
horario de la tubería y la longitud de la tubería, tanto vertical como horizontalmente.
También necesita saber cuántos codos, válvulas, conexiones y cualquier otra cosa
que entre en contacto con el líquido.

C. Después de calcular ambos, súmelos para calcular la TDH.

CONCLUSIÓN

Con todo el desarrollo tecnológico que ha ocurrido desde los tiempos antiguos incluyendo
la transformación de la potencia del agua en otras formas de energía, hasta la fisión nuclear,
las bombas quedan probablemente como la segunda máquina de uso más común, excedida
apenas por el motor eléctrico.

Puesto que los sistemas de bombeo han existido por tanto tiempo y su uso esta tan
extendido, no es sorpresa que se produzcan una infinidad de variedades de tamaños y tipos
que se apliquen también a una infinidad de servicios. Proporcionando un trabajo
comprensible de algunos sistemas de bombas.

Los sistemas de bombeo son una pieza importante en apoyo al crecimiento de muchísimas

compañías, por su trabajo efectivo y muy provechoso, que facilita la extracción de
minerales, por ejemplo.

18
 WEBGRAFIA

https://www.montilladigital.com/2022/07/que-es-un-sistema-de-bombeo-y-cuales.html

https://www.vacca.es/que-son-los-sistemas-de-bombeo/

https://blog.laminasyaceros.com/blog/qu%C3%A9-es-un-equipo-de-bombeo#:~:text=El
%20equipo%20de%20bombeo%20es,que%20adquiere%20presi%C3%B3n%20y
%20velocidad.

https://www.engi-learn.com/post/como-calcular-un-sistema-de-bombeo

https://aducarte.weebly.com/uploads/5/1/2/7/5127290/sistema_hidroneumatico.pdf

https://www.siapa.gob.mx/sites/default/files/capitulo_13._estaciones_de_bombeo.pdf

https://www.bombascentrifugas.net/bombas-en-serie-y-paralelo/

https://pro.arcgis.com/es/pro-app/latest/help/data/trace-network/trace-a-trace-network.htm

19
https://www.marchpump.com/es-mx/blog/como-calcular-la-altura-dinamica-total-para-una-
bomba-industrial/#:~:text=La%20altura%20din%C3%A1mica%20total%20en,y%20la
%20p%C3%A9rdida%20por%20fricci%C3%B3n.

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