10a_Apunte EE hid III_ 2010 rev01 - Laura Salazar

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Estaciones de Bombeo – Teoría. Cátedra de Recursos Hídricos III 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTACIONES DE BOMBEO - TEORIA 
 
 
 
 
CÁTEDRA DE RECURSOS HÍDRICOS III 
 
 
 
 
DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA 
 
 
 
 
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERIA Y AGRIMENSURA 
UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Autores: 
Dr. Ing. Civil Hernán R. Stenta 
Ing. Civil Raúl Postiglione 
Dr. Ing. Civil Gerardo A. Riccardi 
Msc. Carlos M. Scuderi 
Inga. Civil Laura Ferrer Varela 
 
 
 
Año 2011 
 
 
Estaciones de Bombeo – Teoría. Cátedra de Recursos Hídricos III 
 
 
ÍNDICE 
 
 
 
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………………. 01 
 
 
ESQUEMAS GENERALES DE ESTACIONES ELEVADORAS……………………………………... 01 
 
 
PRINCIPALES COMPONENTES DE LA OBRA CIVIL…………………………................................ 07 
 
 
VOLUMEN DEL POZO DE BOMBEO………………………………………………………………..… 07 
 
 
DISEÑO DE LA CÁMARA DE ASPIRACIÓN O POZO DE BOMBEO……………………………... 24 
 
 
BOMBAS DE VELOCIDAD VARIABLE……………………………………………………………….. 37 
 
 
INSTALACIONES DE ASPIRACIÓN E IMPULSIÓN………………………………………………… 38 
 
 
PRINCIPALES COMPONENTES ELECTROMECÁNICOS……………………................................. 51 
 
 
CONCEPTOS GENERALES DE FUNCIONALIDAD, OPERACIÓN 
Y MANTENIMIENTO……………………………………………………………………….......................62 
 
 
ESTACIONES PREFABRICADAS ……………………………………………...………………………. 63 
 
 
BIBLIOGRAFÍA …………………...……………………………………………...………………………. 64 
 
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INTRODUCCIÓN 
 
Una estación de bombeo (EB) o también denominada estación elevadora (EE) es una instalación destinada a 
incorporar al fluido una determinada cantidad de energía de modo de poder lograr las condiciones de diseño 
requeridas para la circulación de dicho fluido. 
 
Una EE es una obra civil compleja, donde intervienen diferentes partes de la ingeniería tales como la parte 
hidráulica, estructural, mecánica, eléctrica y electrónica entre las de mayor importancia. 
 
El diseño de una EE debe contemplar las siguientes obras e instalaciones (Orsolini y Forestieri, 1998): 
 
- Obra de toma y conductos de aspiración 
- Unidades de bombeo y motores 
- Instalaciones de provisión de energía 
- Instalaciones para comando, control y seguridad 
- Salas de protección de las instalaciones, sanitarios y oficinas 
- Accesos y áreas de estacionamiento y maniobras 
-Instalaciones complementarias (compuertas y válvulas, sistema antiariete, rejas, elementos de izaje, 
iluminación, aire acondicionado, equipos alternativos de abastecimiento de energía, taller para 
mantenimiento, etc.) 
 
Las necesidades de una EB son muy variadas, dependiendo del tipo de fluido a bombear, del régimen de 
caudales y de las alturas a salvar entre las de mayor importancia. 
 
Si bien, el diseño de una EE debe contemplar los aspectos de diseño hidráulico, estructural, arquitectónico, 
eléctrico, electrónico, mecánico, seguridad, medioambientales, económicos, entre otros, el desarrollo del 
presente capitulo estará orientado al aspecto hidráulico y considerando que el líquido a bombear es agua 
potable, líquidos cloacales o aguas pluviales. 
 
Algunos de los usos de EE son: abastecimiento de agua potable, bombeo de aguas pluviales para protección 
de zonas urbanas o ribereñas ante inundaciones, saneamiento de aguas servidas, irrigación y usos agrícolas, 
extracción de aguas subterráneas, generación hidroeléctrica, usos industriales, usos recreativos y usos no 
consuntivos en general. 
 
 
ESQUEMAS GENERALES DE ESTACIONES ELEVADORAS 
 
Una característica de las EE es que todas ellas (excepto las de rebombeo) tienen un recinto denominado pozo 
de bombeo, donde llega el agua y desde donde las bombas se alimentan para impulsarla fuera de la 
instalación. El caudal de la/s bomba/s puede o no coincidir con el caudal afluente al pozo, en cuyo caso éste 
actúa como recinto pulmón (Schmidt, 2008). 
 
Las EE pueden construirse con un único compartimiento (comúnmente denominado cámara húmeda o 
cámara inundada) o con dos compartimientos (uno de ellos denominado cámara húmeda y otro denominado 
cámara seca). 
 
En la cámara húmeda es donde se produce el ingreso del agua, donde se almacena temporalmente y desde 
donde aspiran las bombas (por ello también se denomina comúnmente a este espacio cámara de aspiración o 
pozo de bombeo). 
 
Según la ubicación de las bombas y los motores en cámara húmeda o cámara seca se tienen las siguientes 
configuraciones: 
 
a) Cámara seca (donde se ubican bombas y motores) adosada a la cámara húmeda y con succión negativa (el 
nivel del agua se encuentra por encima de las bombas). En este diseño se requiere disponer de válvulas en la 
cañería de aspiración de modo de evitar el ingreso de agua al recinto ante operaciones de desarme de los 
equipos. En las Figura 1 y Figura 2 se muestran ejemplos de tal disposición. 
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Figura 1. EE con cámara seca con succión negativa (Dalmati y Vázquez, 2008). 
 
 
Figura 2. EE con cámara seca con succión negativa (Perez Farrás y Perez, 2005). 
 
Las ventajas y desventajas principales de este tipo de estación de bombeo son (Dalmati y Vázquez, 2008; 
ENOHSA, 2001a): 
 
Ventajas: 
- La bomba se encuentra acoplada al motor mediante un eje de transmisión corto, lo que permite una 
instalación más fácil con menores posibilidades de vibraciones. 
- No se necesitan sistemas de cebado porque las bombas están siempre por debajo del nivel líquido. 
- Fácil accesibilidad al motor y la bomba. 
- No existe posibilidad de contaminación por lubricación de bombas y motores. 
- Mucha disponibilidad de equipos. 
- El edificio resulta de poca altura. 
- Las reparaciones se pueden realizar sin extraer el motor. 
- Las operaciones de mantenimiento resultan sencillas. 
 
Desventajas: 
- Posibilidad de inundación del pozo seco. Se debe construir una cámara de achique que permita captar y 
evacuar el agua que infiltre dentro del mismo. Motores debajo de cota de agua. 
- Presencia de válvulas de cierre en la cañería de aspiración. Si se encuentran mal instaladas producen 
generación de burbujas de aire. Es necesaria la colocación de las mismas para poder desarmar las 
instalaciones. 
- Obra civil de mayor envergadura por superficie, acceso, ventilación e iluminación y por lo tanto más 
costosa. 
- Importante excavación. 
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- Se debe vaciar la cámara húmeda en caso de reparación o reemplazo de las válvulas de cierre de la cañería 
de aspiración. 
- Ventilación forzada importante. 
 
b) Cámara seca (donde se ubican bombas y motores) ubicada sobre el nivel del líquido de la cámara húmeda 
(succión positiva). En este esquema se requiere disponer de equipos o dispositivos que permitan el cebado de 
las bombas previo a su puesta en marcha. En las Figura 3 y Figura 4 se muestran ejemplos de tal disposición. 
 
 
Figura 3. EE con cámara seca con succión positiva (Dalmati y Vázquez, 2008). 
 
 
Figura 4. EE con cámara seca con succión positiva (Perez Farrás y Perez, 2005). 
 
Las ventajas y desventajas principales de este tipo de estación de bombeo son (Dalmati y Vázquez, 2008; 
ENOHSA, 2001a): 
 
Ventajas: 
- Facilidad de acceso para reparación de motores y válvulas. 
- No existe posibilidad de inundación en la sala en donde se encuentran instaladas las bombas y motores. El 
motor se encuentra sobre el nivel del agua. 
- La bomba se encuentra acoplada al motor mediante un eje de transmisión corto, lo que permite una 
instalación más fácil con menores posibilidades de vibraciones. 
- Las operaciones de mantenimiento son más sencillas. 
- Se tiene un reducido volumen de excavación. 
- El motor se encuentra sobre el nivel del agua. 
 
 
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Desventajas: 
- Se necesitan sistemas de cebado porque las bombas están siempre por encimadel nivel del líquido y se 
requiere el mantenimiento de dicho sistema. 
- Pueden producirse problemas de cavitación si la altura de aspiración es elevada. 
- Existe una limitante teórica a la posición de la bomba, debida a la presión atmosférica (10.33 m.c.a. o 760 
mmHg). En la práctica, la bomba debido a la imperfección de las instalaciones y al peligro de cavitación 
indicado puede aspirar como máximo 7.50 a 
8.00 m. Este valor es solo orientativo y el cálculo debe ser realizado en detalle. 
- Si se colocan válvulas de retención de pie se incrementan en forma considerable las pérdidas de energía en 
la cañería de aspiración aumentando la posibilidad de cavitación e incrementando el consumo de energía. 
- La sala de bombeo resulta de grandes dimensiones. 
 
c) Cámara húmeda con bombas sumergidas y motores no sumergidos (cámara seca). Se dispone de dos 
recintos. El inferior de carácter húmedo donde se disponen las bombas y el superior de carácter seco donde 
se disponen los motores y demás instalaciones. En la Figura 5 se muestra un ejemplo de tal disposición. 
 
 
Figura 5. EE con cámara húmeda con bombas sumergidas y motores no sumergidos (ENOHSA, 2001a). 
 
Las ventajas y desventajas principales de este tipo de estación de bombeo son (Dalmati y Vázquez, 2008; 
ENOHSA, 2001a): 
 
Ventajas: 
- No se necesitan sistemas de cebado porque las bombas están siempre por debajo del nivel líquido. 
- Facilidad de acceso para reparación de motores y válvulas. 
- La posibilidad de inundación en la sala donde se encuentran instaladas las bombas y motores es baja por 
encontrarse instaladas por encima del nivel líquido máximo de la cámara de aspiración. 
- El motor se encuentra sobre el nivel del agua. 
- Existe una amplia disponibilidad de equipos. 
- Ideal para instalaciones profundas con grandes variaciones de nivel de agua. 
 
Desventajas: 
- Las bombas se encuentran acopladas al motor mediante un eje de transmisión largo, lo que ocasiona mayor 
mantenimiento y alineación del mismo para evitar vibraciones. 
- Es necesario el desmontaje completo de la instalación para acceder a la reparación de las bombas o se debe 
recurrir a la apertura en los techos y grúa externa. 
- Se necesitan mayores alturas en los edificios para el montaje y desmontaje de las instalaciones. 
- Mayor probabilidad de contaminación del agua por la lubricación de las máquinas. 
- Requiere desconectar el motor y levantar la bomba para inspección. 
 
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d) Cámara húmeda con bombas y motores sumergidos. Consta de un único recinto en el que se instalan las 
bombas y los motores respectivos. En las Figura 6 y Figura 7 se muestran ejemplos de dicha instalación. 
 
Figura 6. EE con cámara húmeda con bombas y motores sumergidos (Dalmati y Vázquez, 2008). 
 
 
Figura 7. EE cloacal (cámara húmeda con bombas y motores sumergidos) (Dalmati y Vázquez, 2008). 
 
Las ventajas y desventajas principales de este tipo de estación de bombeo son (Dalmati y Vázquez, 2008; 
ENOHSA, 2001a): 
 
Ventajas: 
- No se necesitan sistemas de cebado porque las bombas están siempre por debajo del nivel líquido. 
- En general son sistemas de fácil montaje. 
- La bomba y el motor constituyen una única pieza lo que las hace muy compactas con poco desgaste del eje 
de transmisión. 
- No necesita edificio, solo el pozo de bombeo. 
- La instalación resulta más silenciosa. 
- Se requiere poco mantenimiento. 
- Extracción de la bomba con grúa externa. 
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Desventajas: 
- Mayor probabilidad de contaminación del agua por los lubricantes de las máquinas. 
- Se necesita elevar todo el equipamiento fuera del pozo para operaciones de mantenimiento o reparación. 
- El equipamiento resulta en general más costoso. 
- La cámara húmeda tiene que tener determinadas particularidades para un correcto funcionamiento 
hidráulico de las instalaciones, lo que la hace más costosa comparada a otro sistema con motor seco. 
- En general presentan bajo rendimiento. 
- Suelen presentarse problemas de enfriamiento. 
 
e) Otro tipo de EB es la de las bombas tipo pozo profundo, por ejemplo, en el caso de abastecimiento de agua 
potable mediante captación de agua subterránea. En este caso el bombeo se efectúa desde la napa mediante 
bombas tipo pozo profundo y con motor sumergido o con motor en la superficie y eje de vinculación entre 
motor y bomba. En este caso no se cuenta con recinto compensador (pozo de bombeo) ya que se impulsa el 
fluido directamente hacia los depósitos de reserva. En la Figura 8 se muestra un ejemplo de tal disposición. 
 
 
 
Figura 8. Bombas tipo pozo profundo. 
 
A continuación se describen las ventajas y desventajas de las bombas de tipo pozo profundo (Dalmati y 
Vázquez, 2008). 
 
Ventajas: 
- No necesita edificio, solo el pozo de bombeo. 
- Permiten grandes alturas de bombeo. 
- Instalación más silenciosa. 
- Succión siempre inundada sin cebado. 
- Extracción de la bomba con grúa externa. 
 
Desventajas 
- Requiere retirar el equipo para cualquier reparación, lo cual tiene un costo importante. 
- Problemas de sello pueden ser severos. 
- Necesita mantenimiento periódico. 
- Gran longitud de cables eléctricos. 
 
f) Otro tipo de EB es la que se utiliza para incrementar la presión en un punto sin acumular o derivar agua. 
Este tipo de instalación se denomina estación de rebombeo (también denominadas de refuerzo o boosting en 
inglés). La misma no requiere pozo de bombeo. En este caso el caudal que ingresa a la/s bomba/s es igual al 
caudal saliente. Mediante este esquema se logra el bombeo del fluido a cotas superiores incrementando la 
altura en determinados puntos de la red. 
 
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PRINCIPALES COMPONENTES DE LA OBRA CIVIL (SCHMIDT, 2008). 
 
En forma general, los principales componentes de la obra civil de una determinada EE son: canal de 
entrada/aducción, pozo de bombeo/cámara de succión y casa de bombas. También deben ser considerados 
dentro de las obras civiles la sala de comando, oficina del operador y el sector de parques y jardines. 
 
a) Canal de entrada/aducción. Es una estructura hidráulica encargada de hacer llegar el agua al pozo de 
bombeo sin provocarle a ésta movimientos turbulentos que pudieran ingresar a la aspiración de las bombas. 
En las EB para agua potable como en las pluviales deberá procurarse que la dirección de llegada del líquido 
sea perpendicular a la línea de ubicación de las bombas. De no ser posible esto, deberán disponerse de 
pantallas deflectoras que guíen el fluido hacia cada una de las cañerías de aspiración de las bombas. El o los 
canales de entrada deberán poseer pendientes suaves (no superiores a 10º) tanto en dirección vertical como 
horizontal. Deben evitarse los ensanchamientos o contracciones bruscas de la sección y los flujos 
rápidamente variados. En el caso de EB cloacales, el canal de entrada en rigor es una cañería cerrada, 
denominada también “aducción” o “cañería afluente”. En estos casos debe tratar de evitarse la caída libre del 
líquido cloacal directamente sobre la superficie del líquido situado en el pozo de bombeo. Para ello muchas 
veces se ubica en el pozo de bombeo, delante de la salida del caño afluente, una pantalla deflectora de tal 
modo de atenuar el efecto de la velocidad del chorro líquido, evitando con ello la formación de espumas y 
bolsones de aire que pudieran ingresar en la bomba. 
 
b) Pozo de bombeo/cámara de aducción. Es el recinto hidráulico donde se recibe el líquido a bombear. Su 
función es la de compensar la diferencia de volúmenes que llegan a la EB con los que habrán de bombearse, 
dado que la falta de coincidencia entre el caudal afluente a la estación y el caudal efluente o bombeado 
requiere de un volumen de atenuación. La diferencia de niveles en el pozo de bombeo determina 
generalmente el momentodel arranque de las bombas y también el momento de su detención. Ello se logra a 
través de sensores de nivel que dan la señal de arranque y parada. Dependiendo si la EB es de cámara seca o 
inundada el pozo de bombeo se dimensiona para alojar solamente el caño de succión de las bombas o bien, 
toda la bomba completa respectivamente. En ambos casos se deben respetar algunas distancias mínimas entre 
el cono de succión de la cañería o de la bomba y el fondo, las paredes del pozo y la superficie libre del 
líquido, a fin de evitar la formación de vórtices que pudieran provocar un daño a los equipos o al menos, una 
disminución de su rendimiento. 
 
c) Casa de bombas y sala de comando. Esta parte de la estructura es la que aloja la parte “seca” del 
equipamiento. Por ende, sólo se encuentra en las EB de cámara seca. En efecto, los cabezales de las bombas 
(si éstas son verticales), las bombas horizontales, los motores, tableros, órganos de control, etc., son alojados 
en la casa de bombas. En el caso de equipos medianos o grandes también se incluyen dentro de la casa de 
bombas los elementos de izaje (grúas o puente grúas), las compuertas, el grupo electrógeno, etc. En las EB 
inundadas medianas o pequeñas no se requiere este recinto, por cuanto las bombas con sus motores están 
enteramente sumergidos y sólo emerge en superficie el cable de comando que va hacia el tablero. Las 
válvulas se disponen en un pequeño recinto contiguo con ingreso restringido. La casa de bombas se completa 
generalmente con otros servicios como el sistema de ventilación, escaleras, barandas, rampas para ingreso 
vehicular, vigas carrileras (en caso de que se requiera puente grúa para maniobras de izaje), base para el 
grupo electrógeno, etc. 
 
A partir de la breve descripción de los principales componentes de la obra civil en toda EE, a continuación se 
desarrollan los aspectos de diseño del pozo de bombeo debido a la importancia desde el punto de vista 
hidráulico de dicho componente para el correcto funcionamiento de toda EE. Se abordará el desarrollo del 
cálculo del volumen mínimo del pozo de bombeo y las recomendaciones para el diseño de la cámara de 
aspiración. 
 
 
VOLUMEN DEL POZO DE BOMBEO 
 
Dicho volumen está constituido por un volumen mínimo (no útil) destinado a asegurar sumergencia mínima 
y evitar problemas de cavitación y los volúmenes (útiles) para el correcto funcionamiento de las bombas. 
 
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El análisis para la determinación de los volúmenes de trabajo de cada bomba instalada se realizará sobre la 
base de considerar bombas de velocidad constante y posteriormente se realizarán algunas indicaciones 
respecto a las bombas de velocidad variable y sus diferencias con las de velocidad constante. 
 
Sumergencia 
 
La sumergencia se define como la distancia entre el cono de succión (o campana) de la bomba y la superficie 
del líquido (nivel mínimo del líquido dentro del pozo de bombeo) (Figura 9). 
 
Si el área de ingreso a la cañería de aspiración es paralela al fondo del pozo de aspiración la sumergencia se 
define por la diferencia entre el nivel líquido en la cámara de aspiración y el plano de ingreso de la boca de 
succión. Si el área de la boca de captación es perpendicular al fondo del pozo, la sumergencia se define por 
la diferencia entre el nivel líquido dentro del pozo de aspiración y el nivel superior de la boca de succión. 
 
Generalmente este valor es provisto por el fabricante del equipo, aunque nunca se debe adoptar un valor 
menor a 0.50 m o el equivalente a dos veces el diámetro de la campana de aspiración. La adecuada 
sumergencia de la bomba determina su correcto funcionamiento, libre de vórtices o burbujas en la entrada de 
ella. Por el contrario, si la sumergencia es inferior a la establecida en el cálculo no sólo se produce una 
merma en el rendimiento de la bomba, sino también pueden producirse daños mecánicos por vibraciones 
excesivas y problemas de cavitación. 
 
 
Figura 9. Sumergencia mínima. 
Volumen útil del pozo 
 
El requerimiento del volumen de trabajo de cada bomba instalada en un pozo de bombeo de una EE se debe 
a la diferencia entre el caudal que ingresa y el caudal bombeado. El caudal que ingresa es, en general, 
variable en cada instante y el caudal bombeado puede ser considerado constante. Es posible asumir tal 
consideración debido al reducido rango de variación de las alturas manométricas que implica la variación de 
niveles en la cámara de aspiración (o pozo de bombeo). En este caso el pozo de bombeo cumple la función 
de regulación, compensando las diferencias entre el caudal de entrada y el de salida. 
 
La imposibilidad de que el caudal bombeado (de valor constante) sea, en todo instante de tiempo, igual al 
caudal de entrada (variable) implica la necesidad de destinar un volumen (mínimo) para el trabajo de las 
bombas. Este volumen está condicionado, a su vez, por la cantidad de arranques por hora del equipo o motor 
de la bomba. Si el caudal de entrada (Qe) es mayor a cero y menor al caudal de bombeo de la bomba (Qb1) 
el funcionamiento es el siguiente: el nivel se encuentra en NPB1, al ingresar Qe el nivel se incrementa y al 
llegar a NAB1 se encienda dicha bomba impulsando un caudal Qb1, debido a que Qb1 > Qe el nivel dentro 
del pozo desciende y al llegar al NPB1 se detiene el bomba. Si continúa ingresando Qe este ciclo se repite. 
 
Si consideramos un determinado volumen de trabajo de una bomba (Figura 10) definido mediante el nivel de 
parada (NPB1) y nivel de arranque (NAB1) se evidencia que a medida que el volumen se reduce se tiene una 
mayor cantidad de arranques y paradas del motor de la bomba para un determinado caudal de entrada (Qe) 
que se encuentre entre 0 y Qb1. 
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Figura 10. Volumen útil en un pozo de bombeo 
 
La excesiva cantidad de arranques y paradas sucesivos origina un deterioro acelerado del motor y sus 
componentes. En el arranque, el motor eléctrico absorbe corriente del orden de 6 a 10 veces mayor que la 
que consume en régimen. El calor producido es proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente y a 
partir de ello se pueden producir fallas en la aislación o calentamientos en los bobinados que provoquen 
daños permanentes al equipo. 
 
Diferentes esquemas de operación o funcionamiento de una EE 
 
En función de las diferentes formas en que se pueden realizar los arranques y paradas de las bombas dentro 
del pozo de bombeo se presentan dos esquemas de funcionamiento comúnmente utilizados (Figuras 11 y 13). 
 
a) Esquema de funcionamiento EF1 (Figura 11) 
 
 
Figura 11. EF1. Esquema de arranques y paradas. Niveles y volúmenes asociados. 
 
a.1) Nivel del líquido en el pozo (Np) se encuentra en aumento: 
Si Np ≤ NAB1 el caudal bombeado por el sistema es 0. 
Si Np = NAB1 se enciende la bomba B1. 
Si NAB1 ≤ Np < NAB2 el caudal bombeado por el sistema es Qb1 (caudal bombeado por la bomba 
B1). 
Si Np = NAB2 se enciende la bomba B2 (la bomba B1 se encuentra funcionando). 
Si NAB2 ≤ Np < NAB3 el caudal bombeado por el sistema es Qb1+b2 (caudal bombeado por la 
bomba B1 más la bomba B2). 
Si Np = NAB3 se enciende la bomba B3 (las bombas B1 y B2 se encuentran funcionando). 
Si Np ≥ NAB3 el caudal bombeado por el sistema es Qb1+b2+b3 (caudal bombeado por las bombas 
B1, B2 y B3). 
 
a.2) Nivel del líquido en el pozo (Np) se encuentra en descenso: 
Si Np > NPB3 el caudal bombeado por el sistema es Qb1+b2+b3 (caudal bombeado por las bombas 
B1, B2 y B3). 
NPB1= Nivel de Parada de la Bomba B1 
NPB2= Nivel de Parada de la Bomba B2 
NPB3= Nivel de Parada de la Bomba B3 
NAB1= Nivel de Arranque de la Bomba B1 
NAB2= Nivel de Arranque de la Bomba B2 
NAB3= Nivel de Arranque de la Bomba B3 
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Si Np = NPB3 se detiene la bomba B3 (las bombasB1 y B2 se encuentran funcionando). 
Si NPB2 < Np ≤ NPB3 el caudal bombeado por el sistema es Qb1+b2 (caudal bombeado por la 
bomba B1 más la bomba B2). 
Si Np = NPB2 se detiene la bomba B2 (la bomba B1 se encuentra funcionando). 
Si NPB1< Np ≤ NPB2 el caudal bombeado por el sistema es Qb1 (caudal bombeado por la bomba 
B1). 
Si Np = NPB1 el caudal bombeado por el sistema es 0. La bomba B1 se detiene. 
 
En la Figura 12 se muestran en forma esquemática los hidrogramas de entrada y salida para un esquema de 
funcionamiento de este tipo. 
 
 
Figura 12. Hidrogramas de entrada y salida para un esquema de funcionamiento EF1. Tres bombas 
funcionando. 
 
b) Esquema de funcionamiento EF2 (Figura 13) 
 
El esquema de funcionamiento EF2 se diferencia del EF1 en la organización de los arranques y paradas. En 
el EF1 las bombas encienden y se detienen en forma secuencial ya sea que el líquido se encuentre en 
aumento o en descenso dentro del pozo. En cambio, en el EF2, los arranques son secuenciales con el 
incremento del nivel dentro del pozo (NAB1, NAB2, NAB3), pero la detención de todas las bombas se 
realiza simultáneamente al alcanzar un mismo nivel dentro del pozo (NPB1=NPB2=NPB3). 
 
 
Figura 13. EF2. Esquema de arranques y paradas. Niveles y volúmenes asociados. 
 
b.1) Nivel del líquido en el pozo (Np) se encuentra en aumento: 
Si Np < NAB1 el caudal bombeado por el sistema es 0. 
NPB1= Nivel de Parada de la Bomba B1 
NPB2= Nivel de Parada de la Bomba B2 
NPB3= Nivel de Parada de la Bomba B3 
NAB1= Nivel de Arranque de la Bomba B1 
NAB2= Nivel de Arranque de la Bomba B2 
NAB3= Nivel de Arranque de la Bomba B3 
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Si Np = NAB1 se enciende la bomba B1. 
Si NAB1 ≤ Np < NAB2 el caudal bombeado por el sistema es Qb1 (caudal bombeado por la bomba 
B1). 
Si Np = NAB2 se enciende la bomba B2 (la bomba B1 se encuentra funcionando). 
Si NAB2 ≤ Np < NAB3 el caudal bombeado por el sistema es Qb1+b2 (caudal bombeado por la 
bomba B1 más la bomba B2). 
Si Np = NAB3 se enciende la bomba B3 (las bombas B1 y B2 se encuentran funcionando). 
Si Np ≥ NAB3 el caudal bombeado por el sistema es Qb1+b2+b3 (caudal bombeado por las bombas 
B1, B2 y B3). 
 
b.2) Nivel del líquido en el pozo Np se encuentra en descenso: 
Si Np > NPB1=NPB2=NPB3 el caudal bombeado por el sistema es Qb1+b2+b3 (caudal bombeado 
por las bombas B1, B2 y B3). 
Si Np = NPB1=NPB2=NPB3 se detienen las tres bombas juntas y caudal bombeado por el sistema es 0. 
 
En la Figura 14 se muestran en forma esquemática los hidrogramas de entrada y salida para un esquema de 
funcionamiento de este tipo. 
 
 
Figura 14. Hidrogramas de entrada y salida para un esquema de funcionamiento EF2. Tres bombas 
funcionando. 
 
Lo indicado en las Figuras 11 y 13 y lo descrito previamente es igualmente válido para cualquier cantidad de 
bombas conectadas, salvo en el caso de una única bomba donde ambos esquemas de funcionamiento son 
iguales. 
 
El EF1, según se observa en la Figura 12, proporciona un caudal saliente que intenta asemejarse al caudal de 
entrada. En este sentido, la variación de caudales resulta menor que en el EF2 (Figura 14). La mayor 
variación de caudales salientes (o el salto de caudales bombeados) en el esquema EF1 se presenta para el 
caso de pasar de n bombas encendidas a n+1 bombas encendidas (nivel dentro del pozo en aumento) o de 
pasar de n bombas encendidas a n-1 bombas encendidas (nivel dentro del pozo en descenso). 
 
El EF2 presenta una variación de caudal saliente más abrupta, en este caso estando todas las bombas 
encendidas y el nivel dentro del pozo en descenso el caudal saliente varía de un valor igual al caudal total 
bombeado por todas las bombas encendidas a un valor igual a cero. Como se verá más adelante en el cálculo 
del volumen mínimo del pozo, el EF2 presenta como ventaja la de requerir menor volumen total del pozo 
(para dos o más bombas) respecto al volumen total del pozo del EF1. Menor volumen del pozo implica un 
costo de obra civil menor. Según se indicó previamente, este tipo de esquema de funcionamiento (EF2) 
presenta mayor variación en el caudal saliente respecto al EF1. 
 
Por ejemplo, en el caso de desagües pluviales con descarga a un río, arroyo, lago o laguna, donde no tiene 
mayor importancia (en la generalidad de los casos) cómo varía el caudal saliente (es decir, cuál es el 
hidrograma de salida de la EE) se utiliza el EF2 por requerir menor volumen del pozo y por evacuar más 
rápidamente las caudales de entrada lo que permite disponer al pozo de bombeo listo para recibir la próxima 
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crecida a evacuar. Si en cambio se requiere una cierta estabilidad en el caudal saliente de la EE o que el 
caudal saliente acompañe al caudal entrante para un proceso en particular es conveniente el EF1; este es el 
caso de las cabeceras de estaciones depuradoras para el correcto funcionamiento de algunas plantas de 
tratamiento. 
 
Cálculo del volumen mínimo del pozo de bombeo 
 
I) Esquema de Funcionamiento EF1 
 
a) caso de una única bomba en funcionamiento (Figura 15). 
 
Asumiendo que el nivel dentro del pozo se encuentra en el nivel mínimo NPB1 (la bomba apagada), si el 
caudal que ingresa (Qe) es mayor a cero y menor al caudal que puede bombear la bomba B1 (Qb1) el nivel 
dentro del pozo sube, al llegar al NAB1 se enciende la bomba B1, el sistema bombea Qb1 y debido a que 
Qb1 > Qe el nivel dentro del pozo desciende y al llegar al NPB1 se detiene la bomba B1. 
 
Figura 15. Volumen mínimo del pozo para una única bomba en funcionamiento. 0 < Qe < Qb1. 
 
Realizando las siguientes definiciones se tiene: 
 
Qb1 = Caudal bombeado por la bomba B1 
Qe = caudal de entrada al sistema (se asume constante dentro del ciclo de funcionamiento y parada de la 
bomba) 
V1 = Volumen útil (mínimo) para el correcto funcionamiento de la bomba B1 
tll1 = V1/Qe= Tiempo de llenado del volumen V1 
tv1 = V1/(Qb1-Qe) = tiempo de vaciado del volumen V1 
tcmin1 = tll1 + tv1 = tiempo de un ciclo de funcionamiento de la bomba. Transcurrido el tiempo tc se repite 
el funcionamiento de la bomba. En este caso el tiempo de ciclo tc es el tiempo mínimo. 
tcmin1 = 1 / fmáx. 
fmáx = frecuencia máxima de arranques consecutivos de las bombas (dato brindado por el fabricante o 
definido por la norma). 
 
Qe1Qb
1V
Qe
1V1tv1tll1mintc
−
+=+= (1) 
 
En el divisor, multiplicando y dividiendo por Qb1 se tiene: 
 
( )Qe1Qb
1Qb
1Qb
1V
Qe
1Qb
1Qb
1V1mintc
−
+= (2) 
 
Si se define la relación: 
 
1Qb
Qek = (3) 
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Reemplazando (3) en (2) se tiene: 
 
( )k11Qb
1V
1Qbk
1V
k1Qb1Qb
1V
1Qbk
1V
1Qb
Qe1Qb1Qb
1V
1Qbk
1V1mintc
−
+=
−
+=
−
+= (4) 
 
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
+=
k1
1
k
1
1Qb
1V1mintc (5) 
 
Para obtener el tcmin1 es posible derivar la ec. (5) respecto a k e igualar a cero: 
 
0
dk
1mindtc
= (6) 
 
( )
0
k1
1
k
1
1Qb
1V
22 =⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
+− (7) 
 
( )
0
k1
1
k
1
22 =−
+− (8) 
 
( ) 22 k
1
k1
1
=
−
 (9) 
 
( ) 1k2kk21kk1k 2222 =⇒/+−=/⇒−= (10) 
 
1Qb5.0Qe5.0
1Qb
Qe5.0k =⇒=⇒= (11) 
 
Se observa que para el funcionamiento del motor de la bomba la peor situación se genera para un caudal de 
entrada constante en el tiempo de valor igual a la mitad del caudal que bombea dicha bomba. 
 
Reemplazando el resultado de la ec. (11) en la ec. (5) se tiene: 
 
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
+=
5.01
1
5.0
1
1Qb
1V1mintc (12) 
 
1Qb
1V41mintc = (13) 
 
4
1mintc1Qb1V = (14) 
 
Dado que tcmin1 = 1 / fmáx, reemplazando en (14) se llega a: 
 
maxf4
1Qb1V = (15) 
 
Donde V1 se expresa en m³, Qb1 en m³/s y f max en 1/seg. 
 
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Si el caudal se expresa en litros por segundo y la frecuencia máxima en números de arranques por hora se 
tiene el volumenen m³: 
 
)h/ºnmax(f
)s/l(1Qb90.0³)m(1V = (16) 
 
Para k = 0 el caudal de entrada Qe es cero y el volumen requerido de la cámara es nulo. 
 
Para k = 1, el caudal de entrada Qe es igual al caudal de bombeo (Qb1) por lo que no se requiere volumen de 
compensación. La bomba se enciende al llegar a NAB1 y permanece encendida. 
 
Para k = Qe/Qb1 = 0.5 la demanda de volumen de compensación es máxima. Representa el punto de mayor 
exigencia de funcionamiento de la bomba (por ser tc mínimo) requiriendo la mayor frecuencia de arranque y 
parada de la bomba. 
 
En la Figura 16 se representa la variación de los tiempos de llenado (tll), de vaciado (tv) y del ciclo (tc) en 
función de k para V1/Qb1 = 1. La relación V1/Qb1 = 1 indica que el volumen V1 (por ejemplo 1 m³) se 
vacía en una unidad de tiempo (por ejemplo 1 seg.) si el caudal de bombeo es Qb1 (1 m³/s). Se observa que a 
medida que k aumenta (Qe/Qb1 aumenta) el tiempo de llenado se reduce y el tiempo de vaciado se 
incrementa. El valor mínimo del tiempo del ciclo (tc = tll + tv) es para el caso de k = 0.5, donde el tiempo de 
llenado es igual al tiempo de vaciado. 
 
 
Figura 16. Variación de tll, tv y tc en función de k. 
 
b) caso de dos bombas en funcionamiento. 
 
En el caso de una instalación con capacidad instalada de dos bombas y un esquema de funcionamiento tipo 
EF1, el volumen mínimo útil del pozo se calcula como la suma de los volúmenes mínimos para cada una de 
las bombas considerando la situación crítica asociada a la frecuencia máxima de arranques por hora (tiempo 
mínimo del ciclo). 
 
El volumen mínimo V1 se calcula según lo planteado en el punto anterior, con la ec. (15) 
 
En la Figura 17 se muestra el caso de funcionamiento de dos bombas. Para la segunda bomba se requiere 
determinar el mínimo tiempo del ciclo. Esta situación se presenta para el caso en que el caudal de entrada sea 
mayor al caudal que bombea la bomba B1 y menor que el caudal que bombean las bombas B1 y B2 
trabajando en conjunto (estando ambas encendidas). 
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El planteo es similar al realizado en el caso anterior. Si se tiene el nivel dentro del pozo en coincidencia con 
el NPB1 e ingresa el caudal de entrada (Qe), se llena el volumen V1 y el nivel alcanza el NAB1 (se enciende 
la bomba B1 y el sistema bombea un caudal Qb1). El nivel dentro del pozo continua subiendo (ya que Qe > 
Qb1) con lo que se inicia el llenado del volumen V2 (la bomba B2 se encuentra apagada). Al alcanzar el 
NAB2 (se completa el volumen V2) se enciende la bomba B2. El tiempo de llenado de V2 ocurre entre 
NAB1 y NAB2. Como el caudal bombeado en conjunto por las bombas B1 y B2 es mayor al caudal de 
entrada (Qe) el nivel comienza a descender y al vaciarse el volumen V2 se alcanza el nivel NPB2, la bomba 
B2 se detiene y continua en funcionamiento la bomba B1. El tiempo de vaciado se presenta entre el NAB2 y 
el NPB2. Aquí se tiene un ciclo completo de trabajo de la bomba B2. En la Figura 17 se definen las variables 
que intervienen. 
 
Se tienen las siguientes definiciones: 
 
Qb1 = Caudal bombeado por la bomba B1 
Qb2 = Incremento de caudal respecto al Qb1 debido al funcionamiento en conjunto de las bombas B1 y B2. 
Qe = caudal de entrada al sistema (se asume constante dentro del ciclo de funcionamiento y parada de la 
bomba) 
V2 = Volumen útil (mínimo) para el correcto funcionamiento de la bomba B2 
tll2 = V2/(Qe-Qb1) = Tiempo de llenado del volumen V2 
tv2 = V2/(Qb1+Qb2-Qe) = tiempo de vaciado del volumen V2 
tcmin2 = tll2 + tv2 = tiempo de un ciclo de funcionamiento de la bomba B2. Transcurrido el tiempo tc se 
repite el funcionamiento de la bomba. En este caso el tiempo de ciclo tc es el tiempo mínimo. 
tcmin2 = 1 / fmáx. 
fmáx = frecuencia máxima de arranques consecutivos de las bombas (dato brindado por el fabricante o 
definido por la norma). 
 
Figura 17. Esquema y variables para dos bombas según el esquema de funcionamiento EF1. Qb1 < Qe < 
Qb1+Qb2. 
 
El tiempo del ciclo de la bomba B2 es: 
 
QeQb2)(Qb1
V2
Qb1Qe
V2tvmintllmintcmin 222 −+
+
−
=+= (17) 
 
Para obtener el tiempo mínimo para el ciclo de la bomba B2 se puede plantear, al igual que en el caso 
anterior, la derivada de la ec. (17) e igualar a cero. 
 
Se demuestra que el volumen mínimo V2 vale: 
 
maxf4
2Qb2V = (18) 
 
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Al igual que en el caso de una única bomba, se demuestra que el caudal de entrada que presenta la peor 
situación para el funcionamiento del motor de la bomba B2 es la semisuma del caudal que bombea el sistema 
estando la bomba B2 encendida y el caudal que bombea el sistema estando la bomba B2 apagada, es decir: 
 
[ ])2Qb1Qb(1Qb5.0Qe ++= (19) 
 
Si las bombas están instaladas en forma independiente cada caudal (Qb1 y Qb2) se obtiene mediante el punto 
de trabajo de cada bomba con su correspondiente sistema resistivo. En el caso particular de bombas iguales y 
sistemas resistivos iguales, el caudal Qb1 es igual al caudal Qb2. 
 
Si las bombas están instaladas en un sistema de cañería en paralelo, el caudal Qb1 es el caudal que bombea la 
bomba B1 estando sólo esa bomba encendida. El caudal Qb2 es el caudal, por encima de Qb1, que impulsa el 
conjunto (B1 y B2) al entrar en funcionamiento la bomba B2. La determinación del Qb2 se puede realizar 
por medio de la construcción de la curva ficticia de bombeo de las bombas B1 y B2 conectadas en paralelo y 
el correspondiente sistema resistivo. 
 
En la Figura 18 se muestra un ejemplo para el caso de bombas iguales conectadas en paralelo. Para la 
determinación de V2 se utiliza el caudal Qb2 calculado como el caudal total que bombean los dos bombas 
encendidas (Qb1 + Qb2) menos el caudal de la bomba B1 trabajando sola (Qb1). En este ejemplo, los 
caudales representativos son: 
 
0
5
10
15
20
25
30
35
0 100 200 300 400 500 600 700
Q [lts/s]
H
 [m
ca
]
1 bomba 2 bombas 3 bombas curva sistema
 
Figura 18. Curva del sistema y de las bombas. Caso hasta tres bombas iguales conectadas en paralelo. 
 
Qb1: Caudal con una bomba en funcionamiento: 220 lts/s. 
Qb1+Qb2: Caudal del conjunto con las dos bombas en funcionamiento: 370 lts/s. 
Qb1+Qb2+Qb3: Caudal del conjunto con las tres bombas en funcionamiento: 470 lts/s. 
 
El caudal Qb2 para el cálculo del volumen V2 (ec. 18) resulta: (370 – 220 )lts/s = 150lts/s. 
 
c) caso de n bombas en funcionamiento. 
 
Para el caso general de n bombas instaladas, el volumen mínimo del pozo para las n bombas se obtiene como 
la suma de los volúmenes Vi para cada una de ellas. Para la bomba i el volumen mínimo Vi vale: 
 
Qb1 Qb1+Qb2 Qb1+Qb2+Qb3 
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maxf4
QbiVi = (20) 
 
Donde f max es la frecuencia máxima de arranques consecutivos de la bomba Bi y Qbi es el incremento de 
caudal que se produce en el sistema de bombeo al pasar de (i-1) bombas en funcionamiento a i bombas en 
funcionamiento. Por ejemplo, Qb3 es el incremento de caudal que se produce cuando el sistema de bombeo 
pasa de trabajar con dos bombas encendidas a trabajar con tres bombas encendidas. En el caso ejemplificado 
en la Figura 18 (bombas iguales en paralelo), el caudal Qb3 para el cálculo de V3 (ec. 20) se realiza de la 
siguiente forma: 
 
Qb3 = Caudal total bombeado con tres bombas en funcionamiento menos Caudal total bombeado con dos 
bombas en funcionamiento. 
Qb3 = (Qb1+Qb2+Qb3) - (Qb1+Qb2) = (470 – 370) lts/s = 100 lts/s 
 
Si Qbi se expresa en l/s y f max en nº de arranques por hora, el volumen Vi se obtiene en m³ según: 
 
maxf
Qbi90.0Vi = (21) 
 
II) Esquema de Funcionamiento EF2 
 
a) caso de una única bomba en funcionamiento (Figura 15). En este caso es válido el análisis realizado para 
una única bomba y el esquema de funcionamiento EF1. 
 
b) caso de dos bombas en funcionamiento (Figura 19). 
 
Para el caso de dos bombas instaladas,el volumen mínimo del pozo se calcula como la suma de los 
volúmenes mínimos para la bomba B1 y para la bomba B2. El volumen mínimo para la bomba B1 se calcula 
según la ec. (15) o ec. (16). 
 
En el caso de la bomba B2 se tiene la peor situación para el motor cuando el caudal de entrada (Qe) es mayor 
al caudal de bombeo de la bomba B1 (Qb1) y menor al caudal de bombeo de las dos bombas en 
funcionamiento (Qb1+Qb2). 
 
 
Figura 19. Dos bombas instaladas y esquema de funcionamiento EF2. Qb1 < Qe < Qb1+Qb2. 
 
El funcionamiento del sistema considerando que el nivel se encuentra en el NPB1=NPB2 (Figura 19) es el 
siguiente: se tiene un caudal de entrada Qe que comienza a llenar el volumen V1 y se alcanza el NAB1 (se 
completa el volumen V1) y se enciende la bomba B1 impulsando un caudal Qb1. Si Qe > Qb1, el nivel 
continua incrementándose hasta alcanzar el NAB2 (donde se enciende la bomba B2) llenándose el volumen 
V2 y al funcionar la bomba B2 el sistema impulsa un caudal Qb1+Qb2. Como Qb1+Qb2 es mayor a Qe el 
nivel comienza a descender, se encuentran ambas bombas en funcionamiento y se vacía el volumen V1 + V2, 
alcanzándose el NPB1 = NPB2 con lo que ambas bombas se detienen. Recordando que Qb1<Qe<Qb1+Qb2, 
el ciclo para la bomba B2 es: 
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Qe)2Qb1Qb(
2V1V
1QbQe
2V
Qe
1Vtvtlltlltc 2V1V2V1V2 −+
+
+
−
+=++= + (22) 
 
Para la determinación del volumen V2 se debe derivar la expresión anterior respecto a Qe e igualar a cero. 
La obtención de la ecuación resultante y su resolución es sumamente compleja. 
 
Pincince (1970) (Extraído de ENOHSA, 2001a) propuso un método para dar solución a la determinación de 
los volúmenes. 
 
Definiendo la diferencia de caudales ∆Q = Qe-Qb1 la ec. (22) se convierte en: 
 
Q2Qb
2V1V
Q
2V
1QbQ
1Vtc2 ∆−
+
+
∆
+
+∆
= (23) 
 
Definiendo: 
 
1Qb
Q∆
=β (24) 
 
1Qb
2Qb
=µ (25) 
 
1V
2V'V = (26) 
 
Operando algebraicamente utilizando las ec. (24), (25) y (26) en la ec. (23) se obtiene: 
 
1Qb
1Qb
Q1Qb
1Qb
2Qb
'V1V1V
1Qb
1Qb
Q
'V1V
1Qb1Qb
1Qb
Q
1Vtc2 ∆
−
+
+
∆
+
+
∆
= (27) 
 
Se tiene: 
 
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
β−µ
+
+
β
+
β+
=
'V1'V
1
1
1Qb
1Vtc2 (28) 
 
Utilizando la ec. (14) y reemplazando en la ec. (28) se tiene: 
 
β−µ
+
+
β
+
β+
=
'V1'V
1
1
1mintc
tc
4 2 (29) 
 
Adoptando el mismo tiempo de ciclo mínimo en el caso de una bomba o dos, se obtiene que la relación tc2 / 
tcmin1 = 1. 
 
Derivando la ec. (23) e igualando a cero se tiene: 
 
( ) ( ) ( )
0
Q2Qb
2V1V
Q
2V
1QbQ
1V
Qd
dtc
222
2 =
∆−
+
+
∆
−
+∆
−=
∆
 (30) 
 
A partir de la cual se puede obtener: 
 
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( ) ( )
0'V1'V
1
1
222 =β−µ
+
+
β
−
β+
− (31) 
 
Si se define β−µ=X y se resuelven las ec. (29) (para tc2 / tcmin1 = 1) y 31 se tiene: 
 
β++β+β
β−β−β+β
=
XX
X4X3'V 2
22
 (32) 
 
La resolución se obtiene asignando valores a β, donde para cada uno de ellos se obtiene un par de valores 
(µ,V’). La situación crítica en volúmenes se obtiene para el mayor de los valores de V’. En la Figura 20 se 
representa la solución gráfica. 
 
 
Figura 20. Volumen V2 del pozo para dos bombas. Gráfico de Pincince (ENOHSA, 2001a). 
 
La determinación del volumen V2 se realiza ingresando en la gráfica con la relación 
1Qb
2Qb
=µ y obteniendo 
la relación 
1V
2V'V = . Como el valor de V1 se conoce por medio de la ec. (15) o (16) se obtiene el valor de 
1V'V2V = . 
 
En este caso, para los valores correspondientes de Qb1 y Qb2, valen las observaciones realizadas para el EF1 
punto b). 
 
c) caso de tres bombas en funcionamiento (Figura 21). 
 
En el caso de tres bombas instaladas, el ciclo para la tercer bomba se obtiene si el caudal de entrada Qe es 
mayor al caudal que bombean dos bombas en funcionamiento (Qb1+Qb2) y menor al caudal de bombeo de 
las tres bombas en funcionamiento (Qb1+Qb2+Qb3). En este caso Qb3 es el incremento de caudal respecto 
al Qb1+Qb2 debido al funcionamiento en conjunto de las bombas B1, B2 y B3. 
 
El tiempo del ciclo en este caso se plantea como: 
 
3V2V1V3V2V1V3 tvtlltlltlltc +++++= (33) 
 
Donde: 
tc3 = tiempo del ciclo de la tercer bomba. 
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tllV1= tiempo de llenado del volumen V1 
tllV2= tiempo de llenado del volumen V2 
tllV3= tiempo de llenado del volumen V3 
tvV1+ V2+ V3= tiempo de vaciado de los volúmenes V1, V2 y V3. 
 
( ) Qe)3Qb2Qb1Qb(
3V2V1V
2Qb1QbQe
3V
1QbQe
2V
Qe
1Vtc3 −++
++
+
+−
+
−
+= (34) 
 
 
Figura 21. Tres bombas instaladas y esquema de funcionamiento EF2. (Qb1+Qb2)<Qe<(Qb1+Qb2+Qb3). 
 
A partir del método propuesto por Pincince (1970) la determinación del volumen V3 se puede realizar 
utilizando el gráfico presentado en la Figura 22. 
 
 
Figura 22. Volumen V3 del pozo para tres bombas. Gráfico de Pincince. Extraído de ENOHSA (2001a). 
 
Para la obtención del volumen V3 se procede de la siguiente forma: 
- Se determinan los valores Qb1, Qb2 y Qb3 dependiendo del tipo de conexión. 
- Con la relación Qb2/Qb1 se determina la relación V’=V2/V1 del gráfico de la Figura 20. 
- Se calcula V1 de la ec. (15) o (16). 
- Se calcula 1V'V2V = 
- Con la relación Qb3/Qb1 y Qb2/Qb1 se ingresa en el gráfico de la Figura 22 y se determina la relación 
V3/V1. 
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- Se calcula V3 ya que el valor de V1 se conoce. 
 
Al igual que en el caso anterior, los caudales Qb1, Qb2 y Qb3 se determinan en función del tipo de conexión 
de las cañerías (independiente o paralelo), de las características de las bombas y de las características del 
sistema resistivo. 
 
Caso particular para bombas iguales con EF2 
 
Otra forma de calcular los volúmenes mínimos del pozo de bombeo para el esquema de funcionamiento EF2 
y para bombas iguales conectadas en forma independiente se resume en la Tabla 1 (Cabrera Marcet et. al, 
1992). 
 
Tabla 1. Volumen mínimo del pozo para EF2, bombas iguales y conectadas en forma independiente. 
Nro. de Bomba Volumen parcial (m³) 
1 V1=Qb1 x 0.9/fmax 
2 V2=0.392 x Qb2 x 0.9/fmax 
3 V3=0.264 x Qb3 x 0.9/fmax 
4 V4=0.216 x Qb4 x 0.9/fmax 
5 V5=0.188 x Qb5 x 0.9/fmax 
6 V6=0.167 x Qb6 x 0.9/fmax 
7 V7=0.152 x Qb7 x 0.9/fmax 
8 V8=0.140 x Qb8 x 0.9/fmax 
Donde: 
Vi = Volumen parcial asociado a la bomba i, en m³. 
fmax = frecuencia máxima en números de arranques por hora. 
Qbi = caudal que bombea la bomba i estando en funcionamiento. Debido a que las bombas son iguales, si no 
se considera la modificación de la altura geométrica, los caudales Qi son iguales para todas las bombas 
instaladas. 
 
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Q (lts/s)
H
 (m
)
H-Q 1 bomba H-Q 2 bombas H-Q 3 bombas Curva Sistema
Qt 3 bombas en 
funcionamientoQ3
 
Figura 23. Cálculo de Q3 para tres bombas en funcionamiento iguales conectadas en paralelo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Observaciones 
 
Si el pozo de bombeo no cumple con los volúmenes mínimos, las bombas arrancarán con una frecuencia 
mayor a la máxima deseable por lo que se acorta de esta forma la vida útil de los elementos 
electromecánicos. 
 
En forma general, el volumen del pozo depende de la potencia de los equipos instalados (que limita la 
cantidad de arranques permitidos por hora), del tipo de conexión de las bombas (paralelo o independiente) y 
de la secuencia de arranques y paradas (esquema de funcionamiento). 
 
A igualdad de todas las variables, se tiene una modificación del volumen mínimo del pozo según: 
 
Si la potencia de los equipos se incrementa, se reduce el número de arranques permitidos por hora y 
se incrementa el volumen mínimo. 
 
Si se incrementa el caudal a bombear, se incrementa el volumen mínimo. 
 
Para más de una bomba, el EF1 requiere unmayor volumen mínimo respecto al EF2. 
 
Para más de una bomba, un sistema de conexión de cañería en paralelo requiere un menor volumen 
mínimo del pozo respecto a un sistema de cañerias independiente. 
 
La determinación del volumen mínimo es necesaria en aquellos casos en los que existe un ingreso de caudal 
variable a una cámara o pozo de bombeo. En los casos en que la toma se realiza directamente desde un canal, 
río, embalse o lago no es necesario el cálculo de dicho volumen mínimo (Flygt, 2004a). En estos casos no se 
requiere de cámara de aspiración. 
 
Según la reglamentación (ENOHSA, 2001 b), en todo proyecto se debe colocar un número de bombas de 
reserva capaces de bombear, como mínimo, un 25 % de la capacidad total de bombeo. En la Tabla 2 se 
establece el número mínimo de bombas de reserva que deben preverse en el caso de que las bombas sean 
iguales. 
 
Tabla 2. Bombas de reserva para bombas iguales (ENOHSA, 2001 b). 
Bombas en Funcionamiento Bombas de Reserva 
1 bomba 1 bomba 
2 bombas 1 bomba 
3 bombas 1 bomba 
4 bombas 1 bomba 
5 bombas 2 bombas 
6 bombas 2 bombas 
El cálculo del volumen mínimo del pozo de bombeo debe contemplar el funcionamiento de la o las bombas 
de reserva, por lo tanto en el volumen total del pozo de bombeo se debe disponer del volumen asociado a 
cada una de las bombas de reserva. 
 
En la Tabla 3 se presentan los valores de la frecuencia máxima de arranques en función de la potencia del 
equipo (CoFAPyS, 1993a). 
 
Tabla 3. Frecuencia de arranques admisibles (CoFAPyS, 1993a). 
Potencia fmax: frec. máxima 
(aranques / hora). 
tc min: tiempo del 
ciclo (minutos) 
Menor a 15 CV 6 aranques / hora 10 
de 15 a 50 CV 4 aranques / hora 15 
Mayor a 50 CV consultar fabricante - 
 
 
 
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Tiempo máximo de permanencia (CoFAPyS, 1993b) 
 
En el caso de estaciones de bombeo de líquidos cloacales crudos, la permanencia por un tiempo excesivo 
dentro de la cámara de bombeo produce la sedimentación de una parte de los sólidos suspendidos y la 
descomposición anaeróbica del líquido y la fracción orgánica de los sedimentos. 
 
Se plantea la necesidad de definir un tiempo máximo de permanencia del líquido y su cálculo. 
 
La situación más desfavorable se presenta cuando los caudales aportados son mínimos. Se adopta como 
caudal mínimo de aporte el caudal medio del día de menor volumen aportado del primer año del período, 
Qb0 (caudal mínimo diario). 
 
Para el calculo del tiempo de permanencia se realiza el análisis sobre un volumen diferencial de líquido de 
altura dh (Figura 24) (CoFAPyS, 1993b). Se tienen las siguientes variables: 
 
V1 = volumen entre arranque y parada de la bomba (volumen útil). 
Vf = volumen de fondo. 
NPB1 = Nivel de parada de la bomba 
NAB1 = Nivel de arranque de la bomba 
Qb1 = caudal de bombeo de la bomba 
Qb0 = caudal mínimo diario del primer año del período 
 
En el análisis teórico se plantea el inicio o tiempo cero (t=0) como el instante en que arranca la bomba (nivel 
en el pozo igual a NAB1) que coincide con el instante en el que ingresa el volumen elemental en estudio. 
 
Este volumen, al arrancar la bomba impulsando un caudal Qb1 desciende hasta el nivel de parada de la 
bomba (NPB1) en un tiempo igual a V1/(Qb1-Qb0). 
 
Al detenerse la bomba el nivel dentro del pozo se incrementa llenando el volumen V1 debido al ingreso de 
un caudal Qb0 hasta que se produce el arranque de la bomba (NAB1) en un tiempo igual a V1/Qb0. La 
deducción anterior plantea la simplificación que no existe mezcla del volumen elemental por lo que dicho 
volumen permanece en el fondo en el nivel NPB1 sin salir de la cámara. 
 
Existe un tiempo adicional. Al arrancar la bomba debido a que se encuentra el nivel dentro del pozo en el 
NAB1 se extrae el volumen elemental cuando se termina de evacuar el volumen Vf en un tiempo Vf/(Qb1-
Qb0). 
 
El tiempo de permanencia teórico (tpt) del volumen elemental dentro de la cámara es: 
)0Qb1Qb(
Vf
0Qb
1V
)0Qb1Qb(
Vf1Vtpt
−
++
−
+
= (35) 
 
En la realidad se verifica que existe un proceso de mezcla entre el líquido que ingresó primero y el líquido 
que va ingresando lo que se traduce en una reducción del tiempo de permanencia. 
 
Usualmente, debido a que resulta dificultoso el cálculo del tiempo real de permanencia, se realiza el cálculo 
considerando el tiempo requerido para evacuar el 50 % del volumen V1, el tiempo requerido para el llenado 
del volumen V1 y el tiempo para el vaciado del volumen Vf, es decir, el cálculo práctico del tiempo de 
permanecida máximo según (CoFAPyS, 1993b) es: 
 
)0Qb1Qb(
Vf
0Qb
1V
)0Qb1Qb(
1V5.0
maxtp
−
++
−
= (36) 
 
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Figura 24. Análisis de tiempo de permanecida del volumen elemental. 
 
En instalaciones cloacales, los largos períodos de permanencia del fluido dan lugar a la sedimentación y 
septización del fluido. Esta condición tiende a disminuir el volumen de la cámara. Por ello, la optimización 
del volumen de la cámara de aspiración deberá contemplar, de acuerdo con el tipo de servicio, un adecuado 
tiempo entre arranques para preservar los motores y un tiempo de permanencia máximo acorde con el tipo de 
fluido a bombear (Schmidt, 2008). 
 
 
DISEÑO DE LA CÁMARA DE ASPIRACIÓN O POZO DE BOMBEO. 
 
Para el diseño de la cámara de aspiración o pozo de bombeo existen una serie de recomendaciones generales, 
en función de ensayos y experiencias realizadas, sobre las cuales es posible desarrollar el proyecto. 
 
El diseño de la cámara de aspiración puede variar en función de las recomendaciones de las diferentes 
normas, de las propuestas realizadas por cada fabricante y de ensayos particulares. Aquí se presentan los 
conceptos generales que se deben tener en cuenta a la hora del diseño de la cámara de aspiración. 
 
En nuestro país se cuenta con las normas del ENOHSA (Ente Nacional de Obras Hidráulicas de 
SAneamiento dependiente del Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios. Secretaría 
de Obras Públicas) que presenta una serie de normativas y reglamentos a cumplimentar en los diferentes 
proyectos de saneamiento. En general, en lo que respecta al diseño de la cámara de aspiración se han tomado 
una serie de recomendaciones elaboradas por el Hydraulic Institute de EEUU y de la Universidad de 
Nottingham. 
 
Estaciones de Bombeo – Teoría. Cátedra de Recursos Hídricos III 
 
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Se complementan con algunas recomendaciones adicionales obtenidas de la Organización Panamericana de 
la Salud y diseños presentados por Flygt (2004 a). 
 
Consideraciones generales para pequeñas cámaras de bombeo (O.P.S., 2005) 
 
El pozo de bombeo, cámara o cisterna de aspiración, además de cumplimentar con los aspectos del diseño 
hidráulico debe poseer dimensiones mínimas que permitan realizar operaciones de acople y desacople de 
piezas, tareas de mantenimiento y evitar que se produzcan grandes velocidades de llegada a la aspiración de 
la bomba así como también evitar el efecto de agitación de las aguas, que pueden producir un 
funcionamiento errático de las bombas (encendido y apagado de las bombas). 
 
Ampliando lo descrito previamente, en el diseño de la cámara de aspiración se debe considerar (OPS, 2005): 
 
i) Condiciones y dirección del flujo. 
 
La distribución de flujo y las líneas de corriente en las cámaras de bombeo tienen una gran influencia sobre 
el trabajo de las bombas. Es recomendable evitar los siguientes aspectos geométricos que pueden conducir a 
un mal diseño: 
 
- Flujo irregular y cambios bruscos en la dirección del flujo. 
- Paredes contiguas y rotación del flujo. 
- Pendientes pronunciadas. 
- Distribución asimétrica de flujo en el pozo. 
- Entrada de agua al pozo por debajo del nivel de la tubería de succión. 
 
Son aconsejables velocidades inferiores a 0,90 m/s, la adopción adecuada de las dimensiones y la 
introducción de paredesguías. En la Figura 25 se muestran algunos aspectos de los mencionados 
previamente. 
 
 
Figura 25. Dimensiones mínimas recomendadas en las cámaras de bombeo (OPS, 2005). 
 
ii) Entrada de aire y vórtices. 
 
La entrada de aire en la tubería de succión puede ser causada por: 
 
- Piezas y uniones que filtran. 
- La formación de vórtices. 
- La introducción y liberación de aire (aire enrarecido, aire emulsionado y aire disuelto), por una 
configuración inadecuada de la entrada de agua a la cisterna y de la tubería de succión de la bomba (Figura 
26). 
 
Las condiciones que favorecen la formación de vórtices son (Figura 26): 
 
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- Sumergencia inadecuada (reducida) de la tubería de succión. 
- Altas velocidades de flujo en la succión. 
- Mala distribución del flujo. 
 
La entrada de aire a través de vórtices interfiere con el funcionamiento de las bombas, con las condiciones de 
cebado, con el ruido y con el caudal de bombeo. 
 
Para evitar vórtices se debe asegurar una sumergencia adecuada y reducir la velocidad de entrada en la boca 
de succión. Valores hasta 0,90 m/s son aceptables. Se recomienda también instalar una ampliación en forma 
de campana. 
 
 
Figura 26. Defectos usuales que provocan ingreso de aire en la tubería de aspiración y soluciones posibles 
(OPS, 2005). 
 
iii) Dimensiones de la cisterna (Figura 27) 
 
- Respetar sumergencia mínima (según noma, especificación o fabricante). En general la sumergencia 
mínima Smin es igual a 1.5 veces el diámetro D de la cañería de aspiración medido a partir del plano del 
rotor en el caso de las bombas verticales del tipo axial o mayor a 2D a partir de la superficie inferior de la 
boca de entrada en el caso de bombas centrífugas con aspiración y no menor a 0,50 m en el caso de bombas 
pequeñas. Este valor no es definitivo y debe ser verificado en cada caso particular. 
- Respetar la distancia entre el fondo del pozo de bombeo y el ingreso a la cañería de aspiración. Este valor 
es cercano a 0.5 veces el diámetro de la campana de aspiración. 
- El área mínima (en planta) de una cisterna individual (aislada) debe ser 12,5 veces el área de la sección de 
entrada de la tubería. El área (transversal) a la dirección del flujo debe ser por lo menos 10 veces el área de la 
sección de entrada en la tubería de succión. 
- En las cisternas con deflectores la distancia entre el eje de la canalización y las paredes adyacentes será 
fijada como mínimo en 1,5D. 
- En las cámaras sin deflectores, la distancia entre el eje de la canalización y las paredes adyacentes laterales 
será como mínimo de 1,5D y la distancia entre el eje de la canalización y la pared de fondo será del orden de 
1,1D a 1,2D. 
- Cuando las bombas sean dispuestas ortogonalmente a la dirección de la corriente líquida, los cantos de las 
paredes que limitan cada bomba formarán ángulos de 45° con relación a cada una de las paredes y los catetos 
serán fijados en 0,5D para las cámaras con deflectores y en 0,75D para las cámaras sin deflectores. 
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- Las paredes que separan una bomba de otra, en un conjunto de bombas dispuestas ortogonalmente a la 
corriente líquida, tendrán una dimensión mayor a 3D en la dirección de la corriente, a partir del eje de la 
canalización. 
- El escurrimiento en la entrada de la cámara será regular, sin cambios bruscos en la dirección del flujo (de 
modo de evitar la separación de los filetes líquidos, zonas de aguas muertas y alteración del perfil de 
velocidades) y zonas de velocidades elevadas. La velocidad de aproximación del agua a la sección de entrada 
en la cámara de succión no excederá de 0,6 m/s. 
- Sin perjuicio de las formas y dimensiones establecidas anteriormente, la cámara de succión debe contar 
con: 
* Holguras necesarias para el montaje y desmontaje de los equipos e instalaciones complementarias y 
circulación del personal de operación y mantenimiento. 
* Disponibilidad de espacio físico, cuando fuera el caso, para la instalación de las bombas sumergibles. 
- No deben ser admitidas las formas y las disposiciones indicadas en la Figura 28. 
 
 
Figura 27. Disposiciones y dimensiones recomendadas para cisternas de bombeo. a) Con pared deflectora, b) 
sin deflector. (OPS, 2005). 
 
 
Figura 28. Formas incorrectas de disposición de bombas (OPS, 2005). 
 
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Recomendaciones del Hydraulic Institute (extraído de ENOHSA, 2001a) 
 
Las recomendaciones del Hydraulic Institute están orientadas para las electrobombas sumergidas: 
 
1) La zona de entrada de las cámaras de bombeo deben permitir una equitativa distribución del flujo hacia 
cada bomba. 
 
2) Se deben evitar velocidades de aproximación elevadas a las electrobombas, para no formar vórtices, que 
con bajos tirantes líquidos, puedan producir introducción de aire en las cañerías de aspiración, situación que 
produce ruidos y vibraciones (cavitación). 
 
3) Para evitar los problemas mencionados, no basta con reducir la velocidad de aproximación, sino que 
también debe dimensionarse la cámara de aspiración de manera de evitar la formación de vórtices. La 
solución ideal sería que cada bomba tenga un canal largo e independiente tal que minimice el problema 
mencionado. Si no es posible su realización y las bombas deben ser colocadas en un recinto único, es 
conveniente disponer de pantallas divisorias entre las mismas para romper e impedir la formación de los 
vórtices. 
 
En general la colocación de tabiques divisorios que orienten el flujo o directamente la ejecución de un canal 
independiente a cada bomba se traduce en un costo de obra civil mayor pero se logra un adecuado 
funcionamiento hidráulico del conjunto. Asimismo, la colocación de tabiques impide la formación de 
vórtices cuando dentro del recinto se encuentran algunas bombas en funcionamiento y otras apagadas. 
 
Para el caso del funcionamiento de una sola bomba en operación cuyo caudal esté comprendido entre 680 
m3/h y 68000 m3/h, el Hydraulic Institute recomienda las disposiciones geométricas que se presentan en las 
Figuras 29 y 30. 
 
 
Figura 29. Disposiciones geométricas recomendadas por el Hydraulic Institute. (Extraído de ENOHSA, 
2001a). 
 
 
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Figura 30. Disposiciones geométricas recomendadas por el Hydraulic Institute. (Extraído de ENOHSA, 2001a). 
 
La dimensión “C” (Figura 30) es un valor promedio de diferentes instalaciones para una velocidad Uc = 0,61 
m/s y debe servir solamente como guía para definir el proyecto. Cada fabricante de equipamiento puede 
recomendar la dimensión mínima a adoptar. 
 
La dimensión “B” representa al máximo admisible y la “S” al mínimo. 
 
La dimensión “H” debe considerarse como una dimensión mínima normal. 
 
La sumergencia de la bomba surge de la diferencia entre “H - C” que es la altura del líquido por encima de la 
entrada de la cañería de succión. Los valores de “H” presentados son los recomendados solamente para evitar 
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la formación de vórtices. En cuanto a la sumergencia mínima deben ser consideradas las recomendaciones de 
los fabricantes de equipamientos. 
 
Las dimensiones “Y” y “A” son las mínimas recomendadas si se colocan rejas. Si no se colocan rejas, la 
dimensión “A” deberá ser mucho mayor. El ancho de las rejas (y/o compuertas) no deberá ser mucho mayor 
a “S” y la altura no menor que “H”. 
 
La velocidad media de la corriente principal (Uc) deberá ser menor a 0,60 m/s y la velocidad media en el 
canal de la bomba (Ue) no mayor a 0,30 m/s. 
 
Cuando sea imposible reducir la velocidad de aproximación, deberá incrementarse la magnitud “A” y colocar 
pantallas guías rectas en la dirección del flujo. Enestos casos, se torna necesario realizar ensayos sobre 
modelos para estar seguros de un correcto funcionamiento hidráulico de las instalaciones. 
 
Cuando en la cámara de aspiración se dispongan dos o más bombas se recomienda diseñar un esquema como 
el indicado en la Figura 31. 
 
 
Figura 31. Disposiciones geométricas recomendadas por el Hydraulic Institute. (Extraído de ENOHSA, 
2001a). 
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Otras recomendaciones adicionales a considerar para el diseño de los pozos de bombeo se presentan en la 
Figura 32. 
 
 
 
 
 
Figura 32. Recomendaciones adicionales para el diseño de los pozos de bombeo. 
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Recomendaciones de la Universidad de Nottingham (extraído de ENOHSA, 2001a) 
 
La Universidad de Nothingham realizó una serie de ensayos en modelos físicos para estaciones con bombas 
sumergibles lo que permitió elaborar las siguientes recomendaciones y propuso un diseño del pozo de 
bombeo como el indicado en las Figuras 33 y 34. 
 
- Las cámaras húmedas de bombeo deberán tener frente al caño de ingreso una cámara aquietadora formada 
por un tabique vertical y un fondo con una inclinación de 10° con respecto a un plano horizontal, que 
contiene orificios alineados con cada bomba (Figura 33). Esta disposición permite que el chorro de agua 
choque con el muro antes de ingresar a la cámara húmeda, evitando que el líquido caiga directamente sobre 
las bombas y forme burbujas de aire. El mismo será liberado en la cámara y ascenderá hacia la atmósfera 
desplazándose por el tabique vertical. La inclinación del fondo permitirá que cualquier partícula decantable 
pueda caer dentro del pozo a través de los orificios, evitando la acumulación de sedimentos dentro de la 
cámara de ingreso. 
 
- Para evitar la formación de las burbujas de aire, es recomendable que los orificios inferiores se encuentren 
siempre ahogados. En el caso de instalaciones que trabajen con bajos caudales y bajo nivel es recomendable 
tener una saliente “D” igual a las dimensiones del orificio inferior de la cámara aquietadora (Figura 33). 
 
- El fondo de la cámara de aspiración deberá tener un ángulo igual o mayor a 8° con respecto a un plano 
horizontal. 
 
- No es conveniente colocar tabiques verticales de guía entre el fondo de la cámara de bombeo y el fondo de 
la aquietadora para que no se generen turbulencias y remolinos. 
 
- Para evitar este último efecto se deberá colocar a las bombas extremas lo más próximo posible a las paredes 
laterales. Para ello puede construirse un relleno de espesor “C”. La distancia mínima entre el cuerpo de la 
bomba y la pared lateral deberá ser mayor a 0,10 m. 
 
- Si se necesita incrementar el volumen de la cámara de aspiración es conveniente aumentar la dimensión de 
“Amin”. En el gráfico de la Figura 34, se presentan las dimensiones mínimas recomendadas para un buen 
funcionamiento hidráulico del pozo de bombeo. 
 
Figura 33. Diseño recomendado por la Universidad de Nottingham. Bombas sumergibles. (Extraído de 
ENOHSA, 2001a). 
 
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Figura 34. Dimensiones del pozo de bombeo. Universidad de Nottingham. Bombas sumergibles. (Extraído 
de ENOHSA, 2001a). 
 
Diseños estándar de estaciones de bombeo con bombas axiales (Flygt, 2004 a). 
 
En el diseño son válidas todas las observaciones y recomendaciones realizadas previamente. A continuación 
se presentan, en forma resumida, algunas disposiciones y diseños de estaciones de bombeo para bombas 
axiales. 
 
i) Con tubo de hormigón (Figura 35). 
 
En este modelo, la bomba se asienta sobre un cilindro de hormigón. El soporte de la bomba está formado por un 
tubo de acero corto embebido en el hormigón. El extremo superior del conducto supera el máximo nivel del canal 
de salida a fin de evitar que el agua retroceda hacia el pozo cuando la bomba se detiene. Este sistema resulta 
adecuado para los casos en que el líquido se bombea a un punto de descarga con un nivel de agua casi constante. 
En este tipo de instalación se requiere de la mínima cantidad de elementos y componentes de acero (lo que puede 
resultar beneficioso en comparación con el hormigón respecto al costo y además por la durabilidad del acero 
dependiendo del tipo de líquido a bombear) y no es necesaria ninguna válvula de cierre. 
 
 
Figura 35. Bomba axial con tubo de hormigón. 
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ii) Con tubo de acero de descarga libre (Figura 36). 
 
El diseño básico es similar al presentado en i). Este sistema consiste en un tubo de acero apoyado sobre la 
estructura de soporte. El tubo de acero también puede apoyarse en el fondo mediante un trípode o una placa 
divisoria inferior. El extremo superior del tubo debe situarse por encima del máximo nivel del líquido en 
grado suficiente para evitar su retroceso. 
 
 
Figura 36. Bomba axial con tubo de acero de descarga libre. 
 
iii) Con tubo de acero y codo de descarga (Figura 37). 
 
El codo utilizado (pieza especial) en esta instalación permite la descarga en un conducto cerrado con una 
superficie de agua libre. Si la tapa empleada en la parte superior del tubo de la bomba es abierta se la debe 
colocar a una altura suficiente para evitar los desbordes (además se transiten los olores). Una solución 
alternativa consiste en usar una tapa hermética. A diferencia de los casos anteriores, aquí se cuenta con la 
posibilidad de no transmitir olores indeseables, ya que el sistema es estanco, debido a que la toma del líquido 
y la descarga se producen en recintos cerrados. Si el nivel de agua en la salida varía considerablemente 
pudiendo ésta quedar sumergida en algunas ocasiones se debe instalar una válvula para evitar el retorno 
(caso iv). En este caso, la pieza especial que permite la descarga del líquido y el acceso a la bomba genera 
más pérdida de carga que los casos i) y ii). 
 
 
Figura 37. Bomba axial con tubo de acero y codo de descarga. 
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iv) Con tubo de acero y válvula antiretorno (Figura 38). 
 
Esta aplicación incluye un codo de descarga ya sea abierto en la parte superior o equipado con una tapa. El 
acceso a la bomba es fácil y rápido. El codo de descarga debe colocarse a una altura suficiente que supere las 
pérdidas de carga en el ramal de salida y en la válvula antirretorno para cuando el nivel de agua en el canal 
de descarga cubra la salida. Como alternativa se puede utilizar una tapa hermética. 
 
 
Figura 38. Bomba axial con tubo de acero y válvula antiretorno. 
 
v) con tubo de acero y sifón (Figura 39). 
 
Si la bomba trabaja en combinación con un sifón resulta eficaz el uso de un codo de descarga con tapa 
hermética y parte curva desmontable para acceder rápidamente a las bombas. Un sifón requiere de una 
válvula que permita la entrada de aire cuando la bomba se detiene y la salida del mismo cuando la bomba se 
enciende. 
 
 
 
Figura 39. Bomba axial con tubo de acero y sifón. 
 
Para este tipo de instalaciones se proponen a su vez diferentes configuraciones (dimensiones y disposiciones 
del pozo). Una configuración denominada de pozo abierto estándar (Configuración A), una toma compacta 
cerrada (Configuración B) y una toma cerrada tipo tubo de aspiración (Configuración C). 
 
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En la Figura 40 se presenta a modo de ejemplo una alternativa de la configuración A (Tipo A1), en la Figura 
41 un esquema asociado a la configuración B y en la Figura 42 un esquema de configuración C. (Flygt, 2004 
a). 
 
 
Figura 40. Esquema de configuración A (Tipo A1) (Flygt, 2004 a). 
 
 
Figura 41. Esquema de configuración B (Flygt, 2004 a). 
 
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Figura 42. Esquema de configuración C (Flygt, 2004 a). 
 
BOMBAS DE VELOCIDAD VARIABLE. 
 
El volumen en el pozo de bombeo o cámara de aspiración surge debido a la necesidad de regulación de 
caudales para compensar las diferencias entre el caudal de entrada y el caudal bombeado. En el caso 
hipotético de “copiar” en forma exacta el caudal de entrada con el sistema de bombeo se evidencia que no es 
necesaria la disposición del volumen de regulación. 
 
Las bombas de velocidad variable (BVV), respecto a las bombas de velocidad fija (BVF), tienen la 
capacidad de adaptar el caudal bombeado respecto al caudal de entrada, lo que reduce notablemente los 
requerimientos del volumen en el pozo de bombeo. 
 
La variación de la velocidad de giro del rodete permite modificar la curva característica de la bomba y por lo 
tanto adaptar el caudal de entrada al caudal bombeado. La modificación de la velocidad de giro del rodete se 
logra a través de la variación de la frecuencia eléctrica de alimentación al motor. 
 
Resulta adecuado considerar que en el caso de disponer de bombas para que trabajen con velocidad variable, 
es recomendable que las mismas tengan una curva de rendimiento que cumpla con la condición que para un 
amplio rango de caudales los rendimientos no se reduzcan considerablemente, es decir, que ante 
modificaciones importantes de caudal, las variaciones de rendimiento deben ser menores. Por lo tanto se 
debe establecer un rango de caudales dentro del cual las mismas funcionen para evitar el trabajo a bajos 
rendimientos. 
 
Las BVF pueden ser utilizadas en conjunto con las BVV. En la Figura 43 se presenta un hidrograma genérico 
que se requiere bombear, en donde se impulsa en forma constante un caudal Qbase utilizando BVF y las 
BVV impulsarán todo el caudal por encima de Qbase siguiendo los requerimientos de bombeo. 
 
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Figura 43. Esquema de bombeo combinado utilizando BVF y BVV (ENOHSA, 2001a). 
 
Ventajas de las BVV frente a las BVF (Cabrera Marcel et al., 1992). 
- Arranque muy suave desde el punto de vista eléctrico. 
- Regulación continua y racional de caudales. En contraposición a la regulación de caudales por 
medio de la utilización de válvulas, donde puede ser completamente perjudicial desde el punto de 
vista del gasto energético. 
- Se reduce notablemente el requerimiento de volumen de regulación para la variación de caudales de 
entrada, lo que se traduce principalmente en la reducción de la obra civil de la estación de bombeo. 
- Reduce notablemente las deposiciones y sedimentos al tener la capacidad de bombear caudales 
muy bajos, lo que se traduce en: 
-- Reducción del tiempo de retención del agua en el depósito. 
-- Eliminación de olores y gases corrosivos, evitando corrosión y putrefacción. 
 
Inconvenientes de las BVV frente a las BVF (Cabrera Marcel et al., 1992). 
- Incorpora complejidad a la instalación, lo que requiere: 
-- Mayor mantenimiento 
-- Personal más capacitado 
-- Mayor inversión en equipos electromecánicos. 
- En el supuesto que se produzca la rotura del equipo y sea necesario trabajar con BVF el número de 
arranques se incrementa notablemente, debido a que el volumen del pozo de bombeo es inferior en el 
caso de las BVV, pudiendo reducir la vida útil del equipo. Lo anterior implica que se deben reparar 
rápidamente los equipos. 
- La instrumentación para la regulación del conjunto es más compleja. 
 
 
INSTALACIONES DE ASPIRACIÓN E IMPULSIÓN 
 
Cañerías. Materiales, Diámetros y Presiones características 
 
Los materiales de las cañerías y accesorios utilizados comúnmente en sistemas de bombeo son: Hierro 
Dúctil, Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV), Hormigón Pretensazo (Hº Pº), Policloruro de Vinilo 
(PVC), Asbesto-Cemento, Polietileno de Alta Densidad (PEAD) y Acero. 
 
La elección de un tipo de material sobre los demás depende de numerosos factores, entre los de mayor 
importancia se encuentra: el costo (incluyendo costo de la cañería propiamente dicho, costo de colocación, 
transporte y mano de obra); las características del líquido que circulará y las características del medio en que 
se instalará (suelo, aire libre, etc), entre otras. 
 
El agua a transportar y el medio donde se instala la cañería puede ser corrosivo (propensión a atacar los 
metales sin revestimientos) y agresivo (para el caso de los materiales a base de cemento), lo que puede 
determinar el uso de un tipo de material de cañería o indicar el tratamiento a realizar (interior o exterior) para 
resistir las agresiones. 
 
Estaciones de Bombeo – Teoría. Cátedra de Recursos Hídricos III 
 
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Respecto al comportamiento ante las cargas se pueden distinguir tres grandes grupos: cañería rígida (Hº Pº, 
Asbesto-Cemento), flexible (plásticos, aceros) o semirígida (hierro fundido dúctil). La diferencia es que las 
cañerías rígidas sólo admiten una deformación (ovalización) mínima antes de romperse por lo que toda la 
carga debe ser soportada por la cañería (se dimensionan a carga máxima de rotura). Por el contrario las 
cañerías flexibles admiten una importante deformación sin rotura (se dimensionan considerando una 
ovalización máxima admisible o tensión de flexión máxima admisible y resistencia al pandeo) (Orsolini y 
Forestieri, 1998). 
 
En general, los fabricantes ofertan series de tuberías discriminadas por diámetro y clases, siendo éstas 
acotadas por un número entero, que representa el máximo de las presiones internas admisibles (en 
atmósferas), que puede resistir en condiciones de trabajo en régimen permanente o estático (Perez Farrás, 
1999). 
 
En la Tabla 4 se resumen algunas de las clases y diámetros comerciales de diferentes tipos de materiales de 
cañerías. Por ejemplo, en el caso de los materiales extrusivos (PVC, polietileno de alta densidad y otros), el 
diámetro comercial es el diámetro interno. En el caso general se debe verificar con el fabricante el diámetro 
interior respecto del diámetro comercial, ya que dicho diámetro interior se utiliza para el cálculo hidráulico 
(determinación de la velocidad y caudal a transportar). 
 
En la actualidad existen numerosas empresas dedicadas a la comercialización de cañerías para diversos usos, 
lo que permite conocer en detalle las características de las cañerías, sus prestaciones, costos y 
especificaciones técnicas. 
 
Tabla 4. Clases y diámetros para diferentes tipos de materiales de cañerías. 
Material Clases (atm.) (1) 
 
Diámetros usuales (mm) 
PVC 4, 6 y 10 63 a 500 
PRFV 6, 10, 16, 20, 25 300 a 3700 
PEAD 4, 5, 6, 10, 12.5, 16 20 a 1200 
HºPº habitualmente cada 2 bar: 
4, 6, 8, 10, 12 hasta 24 
500 a 1500 
Hº Dúctil K7, K8 y K9. (2) 60 a 2000 
Asbesto 
Cemento 
3, 5, 7 y 10 50 a 800 
Acero Por espesores 
estándar de fabricación. 
Laminado hasta 900 mm. 
 Fabricado hasta 2400 mm 
(1) 1 atm = 10.33 mca. 
(2) Dependiendo del espesor las presiones varían desde 18 a 64 atm. 
 
Presiones características (Perez Farrás y Perez, 2007) 
 
Presión de trabajo: es la máxima presión – estática para instalaciones “a gravedad” o dinámica para 
“impulsiones”- que habrá de soportar la tubería en condiciones normales de trabajo sin tener en cuenta los 
movimientos transitorios (Golpe de Ariete). 
 
Clase de una tubería: es la presión máxima en régimen permanente de servicio (impulsiones), o en 
condiciones estáticas (instalaciones a gravedad) que el fabricante de la misma garantiza que puede soportar. 
 
En todo proyecto debe cumplirse que la Clase sea igual o superior a la Presión de Trabajo. 
 
El valor de la Clase multiplicado por el “coeficiente de seguridad” (estipulados por normas para los distintos 
materiales) brinda las presiones de rotura mínima que los materiales deberán superar en los ensayos 
prefijados por las normas para cada material en particular. 
 
“Tuberías Estandar”, constituyen las series que