Principios Basicos Para El Diseño De Instalaciones De Bombas Centrifugas (Sterling) (z-lib org)

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 Principios Básicos para el Diseño de 
Instalaciones de Bombas Centrífugas
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PRINCIPIOS BÁSICOS 
PARA EL DISEÑO 
DE INSTALACIONES DE 
BOMBAS CENTRÍFUGAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Índice de materias - página 7 
Índice alfabético - página 377 
 
 
 
 
 
Publicado por: 
Sterling SIHI 
Miembro del Sterling Fluid Systems Group 
 
 
 
No admitiremos reclamación alguna sobre el contenido global de este libro. Toda la 
información ofrecida está basada en nuestros muchos años de experiencia y salvo ex-
cepciones, el trabajo está corregido según lo mejor de nuestro saber y se facilita sin 
ningún tipo de garantía. 
 
En este libro no se hace mención a las patentes existentes, filosofía de diseño o mar-
cas registradas, no excluyendo con ello, que se puedan emplear, si fuera necesario, 
nombres o marcas registradas. 
 
La reproducción total o parcial de este libro en cualquier formato está rigurosamente 
prohibida. Todos los derechos reservados. Traducción, copia y distribución incluyen-
do la copia en formato electrónico como CD-ROM, DVD, etc, así como su inclusión 
en medios de difusión electrónica como VDU e Internet, etc. no está permitido sin la 
autorización escrita de Sterling Fluid Systems b.v. quien, realizaría, en su caso, las 
acciones legales pertinentes. 
 
7ª edición ampliada y revisada 2003. 
© Sterling Fluid Systems B.V. 
 
 
 
 
€70 / US $70 
 2 
Prólogo 
 
Desde sus orígenes el libro “Principios Básicos para el Diseño de Instalaciones 
de Bombas Centrífugas” es considerado una referencia básica de consulta para 
profesionales del sector. En su 7ª edición ha sido revisado y ampliado para in-
cluir las últimas normas europeas e internacionales. En muchos casos se hace 
referencia a normas antiguas así como a las nuevas. 
 
Esta completa edición engloba todos los aspectos relativos con el bombeo de lí-
quidos siendo un libro de consulta básico para el diseño, funcionamiento de 
bombas y su instalación. 
 
Además ofrece a diseñadores y operadores una abundancia de detalles al conside-
rar los costos de la vida completa de una instalación de bombeo. 
 
Esta información ha sido recopilada por los ingenieros con mayor experiencia y 
conocimiento de Sterling SIHI, asegurando que su contenido tiene un valor in-
calculable para cualquier ingeniero cuyo trabajo, de alguna manera, implique el 
bombeo de líquidos. 
 
Nuestro agradecimiento a todos aquellos que han formado parte de esta obra. 
 3 
 
 
 
 
 
 
 4 
 
Bombas Centrífugas 
Tecnología de Vacío 
Diseño de sistemas 
Servicio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Programa de fabricación 
Bombas centrífugas para 
líquidos 
• Bombas de voluta 
• Bombas químicas 
• Bombas de canal lateral 
• Bombas multietapa 
• Bombas tubo Pitot 
• Bombas sin juntas 
• Bombas para líquidos 
calefactores 
• Bombas autoaspirantes 
• Mezcladores de fangos 
• Bombas verticales 
 Tecnología de vacío 
• Bombas de vacío de anillo líquido 
• Compresores de anillo líquido 
• Bombas de vacío funcionando en seco 
• Eyectores de gas 
 
 Diseño de sistemas 
• Diseño de sistemas de vacío 
• Diseño de sistemas de compresión 
• Sistemas de membrana para separación bajo 
vacío 
• Sistemas de llenado 
 Servicio 
• Servicio en campo 
• Servicio / presupuesto reparación en fábrica 
• Mantenimiento total de bombas 
• Asesoría sobre consumo energético 
 
 5 
 6 
Contenido 
Fórmulas, Abreviaturas y Unidades 10 
1 Parámetros de selección para bombas centrífugas e instalaciones 
1.1 Caudal 14 
1.2 Caudal masa 15 
1.3 Altura total 15 
1.4 Capacidad de aspiración 27 
1.5 NPSH en bombas centrífugas 28 
1.6 Energía específica 37 
1.7 Potencia, rendimiento 38 
1.8 Velocidad y sentido de giro 41 
1.9 Velocidad específica y número tipo característico 42 
1.10 Selección de bomba 45 
1.11 Diseño de la instalación y coste de su ciclo de vida 45 
 
2 Características de funcionamiento de las bombas centrífugas 
2.1 Curvas características 49 
2.2 Adaptación a las diversas condiciones de funcionamiento 54 
2.3 Influencia en las características por la instalación de un diafragma 69 
2.4 Funcionamiento de las bombas centrífugas en circuitos ramificados 
 de tubería 71 
2.5 Puesta en marcha y parada de las bombas centrífugas 77 
2.6 Caudales mínimos y máximos 82 
 
3 Pruebas de aceptación de bombas centrífugas 
3.1 Comentarios preliminares 86 
3.2 Prueba de aceptación según DIN EN ISO 990686 
3.3 Prueba de aceptación de las bombas de canal lateral 95 
 
4 Información especial para el diseño de instalaciones de bombas 
 centrífugas 
4.1 Bombas para fluidos viscosos 96 
4.2 Diseño de la bomba conforme a la instalación 107 
4.3 Diseño de las tuberías de aspiración y de carga 110 
4.4 Diseño de la cámara de aspiración de bombas verticales 112 
4.5 Cebado de las bombas centrífugas antes de la puesta en marcha 116 
4.6 Bombeo de mezclas de líquido y gas 120 
4.7 Ondas de presión (golpe de ariete) en sistemas de tuberías 124 
 7 
4.8 Fuerzas y momentos en bridas 128 
4.9 Bombeo de partículas en suspensión 130 
4.10 Cierre del eje 135 
4.11 Bombas estancas 146 
4.12 Bombeo para gases licuados 156 
4.13 Bombeo para líquidos calientes 162 
 
5 Vibración y ruido 
5.1 Vibración y funcionamiento suave 171 
5.2 Ruido 172 
5.3 Medidas a tomar para reducir el ruido 175 
5.4 Nivel de ruido y presión sonora 187 
 
6 Pérdidas de carga en tuberías, válvulas y accesorios 
6.1 Pérdida de carga en tuberías rectas 178 
6.2 Pérdida de carga en válvulas y accesorios 186 
 
7 Bridas 
7.1 Bridas según normas europeas y alemanas 193 
7.2 Bridas según normas americanas - ANSI 194 
7.3 Bridas según normas internacionales ISO 195 
7.4 Prueba de presión 196 
 
8 Instrumentación para el control de instalaciones de bombas 
 centrífugas 
8.1 Medida de la presión 197 
8.2 Medida del caudal 198 
8.3 Medida de la potencia absorbida 200 
8.4 Medida de la velocidad 201 
8.5 Medida de la temperatura 202 
8.6 Medida de la vibración 203 
8.7 Medida del nivel 203 
 
9 Fundamentos de motores eléctricos 
9.1 Suministro eléctrico 204 
9.2 Tipos de motores eléctricos 206 
9.3 Construcción de motores eléctricos 212 
9.4 Instalación y funcionamiento de motores eléctricos 216 
9.5 Protección contra explosión 228 
 8 
9.6 Control de la velocidad de giro en motores eléctricos 234 
9.7 Tablas de selección de motores trifásicos de inducción, CA 238 
 
10 Agua 
10.1 Agua mineral, agua potable y agua industrial 245 
10.2 Parámetros importantes para valorar las condiciones del agua 245 
10.3 Análisis de las aguas 251 
10.4 Otras aguas minerales 255 
10.5 Aguas de drenaje 255 
10.6 Agua tratada en sistemas de calefacción y en plantas generadoras 
 de vapor 256 
10.7 Selección de materiales para diferentes tipos de agua 259 
10.8 Propiedades de los diferentes tipos de agua 263 
 
11 Materiales y su selección 
11.1 Materiales 265 
11.2 Resumen de los materiales más usuales 266 
11.3 Materiales US según normas AISI 276 
11.4 Materiales US según normas ASTM 277 
11.5 Materiales con marca registrada 278 
11.6 Resumen de materiales orgánicos 279 
11.7 Materiales reforzados con fibra 283 
11.8 Materiales cerámicos 284 
11.9 Selección del material para el bombeo de líquidos 285 
 
12 Unidades 
12.1 Generalidades 305 
12.2 Unidades y factores de conversión 307 
 
13 Tablas 329 
 
Índice alfabético 377 
 
 
 9 
Términos, Abreviaturas y Unidades 
A continuación, se resumen los términos y unidades más importantes empleados en 
relación a las bombas centrífugas y su instalación. 
 
Abreviatura Término Unidad Otras unidades 
A Área, sección transversal m2 mm2, cm2, dm2
D Diámetro ej. impulsores, tuberías m mm 
d Diámetro ej. ejes, camisas de ejes, 
orificios 
m mm 
E Energía J kJ 
F Potencia N kN 
f Frecuencia Hz 
G Fuerza local de la gravedad N kN 
g Aceleración local de la gravedad m/s2 
H Altura total de la bomba m 
J Momento de inercia kg m2 
K Unidad de velocidad s–1 
k Coeficiente de rugosidad de las 
tuberías 
m mm 
l Longitud m mm, cm, dm 
M Par N m 
n Velocidad de giro s–1 min–1
NPSH Altura neta positiva de aspiración m 
P Potencia W kW, MW 
p Presión Pa hPa, bar 
Q Caudal m3/s m3/h, L/s 
q Caudal masa kg/s kg/h, t/h 
Re Número de Reynolds adimensional 
 10 
Términos, Abreviaturas y Unidades (continuación) 
 
S Capacidad de aspiración m3/s m3/h 
T Temperatura termodinámica K 
t 1. Temperatura centígrada 
2. Tiempo 
°C 
s 
 
min, h, d 
U Velocidad del flujo principal m/s 
u Velocidad punta m/s 
V Volumen m3 dm
3, L 
v Velocidad m/s km/h 
y Energía específica J/kg m2/s2
z Altitud 
Altura sobre la referencia 
m 
ξ Coeficiente de pérdidas adimensional 
η Rendimiento % 
λ Coeficiente de rozamiento adimensional 
µ Viscosidad dinámica Pa s mPa s, N s/m² 
v Viscosidad cinemática m2/s mm2/s 
ρ Densidad kg/m3 kg/dm3 kg/L 
ω Velocidad angular rad/s 
 
Índices 
Los índices permiten referenciar los parámetros o valores medidos a un punto especí-
fico o condición, p.e. ambiental. 
 
Índice Significado Ejemplo 
A Referido a la instalación de la bomba HA Altura total de la instala-
ción 
abs Absoluta pabs Presión absoluta 
all Admisible nmax all Velocidad máxima admi-
sible 
amb Ambiente pamb Presión atmosférica 
B Equilibrado QB Caudal de equilibrado 
 
 11 
Índice Significado Ejemplo 
D Diferencia, nivel de referencia zD Altura de referencia del 
(NPSH). 
dyn Dinámico Hdyn Componente dinámico de la 
altura total 
G Garantizado QG Caudal garantizado 
g Deslizamiento vg Velocidad de deslizamiento 
geo Estático Hgeo Altura estática 
gr Referido al grupo motobomba η gr Rendimiento del grupo 
int Interno η int Rendimiento interno 
J Pérdida HJ Pérdida de carga 
L Fugas QL Caudal de fugas 
M 1. Medidor de presión, manómetro 
 
2. Referido al fluido en la línea de 
medición del manómetro 
p1M Presión en la entrada de la 
bomba 
ρM Densidad del fluido en la línea 
de medición del manómetro 
m Referido al rendimiento mecánico h m Rendimiento mecánico 
max Máximo nmax Velocidad máxima 
min Mínimo nmin Velocidad mínima 
mot Referido al motor Pmot Potencia absorbida por el 
accionamiento de la bomba 
N Nominal PN mot Potencia nominal del motor 
op Operativo Qop Caudal operativo 
opt Óptimo Qopt Caudal a rendimiento óptimo 
r Seleccionado Qr Caudal seleccionado 
s 1. Específico 
2. Aspiración 
ns Velocidad específica 
Hs geo Altura estática de aspiración 
sch Punto máximo Hsch Altura total a caudal máximo 
sp Específico nsp Velocidad específica 
ss Aspiración específica nss Índice de aspiración especí-
fica 
Índices (continuación)
 12 
 
Índices (continuación) 
Índice Significado Ejemplo 
stable Estable Qmin stable Mínimo caudal estable y 
continuo 
stat Estática Hstat Altura estática 
T Transmitido MT Par transmitido 
t Total HJt Pérdida de carga total de la ins-
talación 
thermal Térmico Qmin thermal Mínimo caudal térmico 
u Útil Pu Potencia hidráulica 
v Vapor pv Tensión de vapor 
w Operativa pw Presión de trabajo 
x 1. Referida a cualquier punto se-
leccionado en la instalación 
2. Referido a cualquier valor se-
leccionado 
Hx Altura en el punto x 
Dx Ø impulsor requerido para un 
punto particular de trabajo 
z Aspiración (Positiva) Hz geo Altura de aspiración estática 
(pos.) 
0 A caudal Q = 0 H0 Altura a caudal cero 
1 Lado aspiración p1 Presión en la aspiración de la 
bomba 
1’ Punto de medida en el lado de as-
piración 
p1’ Presión en el punto de medida 
en el lado de aspiración 
2 Lado impulsión p2 Presión en impulsión bomba 
2’ Punto de medida lado de impulsión p2’ Presión en el punto de medida 
lado impulsión 
3, 4 .... Punto intermedio p3 Presión en un punto intermedio 
3’, 4’ .... Punto de medida intermedio p3’ Presión en un punto de medida 
intermedio 
Nota: Un guión (-) entre 2 índices indica una diferencia en valor en el punto dado 
pero no indica cuál es el mayor. 
Ejemplo: z1–2 = Diferencia entre z1 y z2 . 
 Ya sea z1 – z2 o z2 – z1
 13 
1 Selección de bombas centrífugas e instalaciones 
1.1 Caudal Q 
El caudal Q es el caudal útil (volumen de líquido por unidad de tiempo) que sale de la 
bomba a través de su boca de impulsión. 
Las unidades de medida más empleadas son m³/s, m³/h y l/s. 
El flujo extraído para otros propósitos (tomas de circulación, lavado, etc,) antes de la 
boca de impulsión de la bomba debe ser tenido en cuenta al determinar el caudalde la 
misma. 
Los caudales internos de recirculación, p.e. el caudal de equilibrado QB y las pérdidas 
por fugas QL no se toman en consideración al establecer Q. 
 
Podemos establecer los siguientes tipos de caudales: 
 
Abreviatura Término Definición 
Qopt Caudal óptimo Caudal en el punto de máximo rendimiento. 
Qr Caudal requerido Caudal para el que ha sido pedida la bomba tenien-
do en cuenta las tolerancias oportunas. 
Qw Caudal operativo Caudal esperado en condiciones operativas norma-
les. 
Qmax Caudal máximo Caudal máximo esperado. 
Qmin Caudal mínimo Caudal mínimo esperado. 
Qmax all
y 
Qmin all
Caudal máximo 
o mínimo admi-
sible 
Caudal máximo o mínimo que la bomba puede dar 
en servicio continuo sin daños, cuando opera a la 
velocidad seleccionada y con el líquido para el que 
la bomba ha sido suministrada. 
Qmin stable Caudal estable 
mínimo 
Caudal mínimo en el que la bomba puede operar 
sin exceder el límite mínimo o máximo de seguri-
dad, ruido o vibración. 
Qmin thermal Caudal mínimo 
continuo termo-
dinámico 
Caudal mínimo en el que la bomba puede operar 
sin que la elevación de la temperatura de trabajo 
deteriore el líquido bombeado. 
QB Caudal de equili-
brado 
Caudal requerido para el funcionamiento del siste-
ma de equilibrado del empuje axial. 
QL Pérdida de cau-
dal 
Caudal de fugas a través de los cierres del eje. 
 14 
 
Q1 Caudal de aspi-
ración 
Caudal que desde la planta entra por la boca de as-
piración de la bomba. 
Q2 Caudal de impul-
sión 
Caudal entregado a la planta desde la boca de im-
pulsión de la bomba. 
Q3,4 ... Caudal interme-
dio 
Caudal extraído del flujo principal a través de una o 
más derivaciones. 
 
1.2 Caudal masa q 
El caudal masa q es la masa de líquido útil descargada por la bomba en la unidad de 
tiempo a través de su boca de impulsión. 
Las unidades de medida más empleadas son kg/s y t/h. 
El caudal masa extraído y recirculado así como el perdido por fugas siguen las mis-
mas pautas que las de caudal. 
La relación entre el caudal masa q y caudal Q es : 
 q = ρ · Q (ρ = densidad del líquido) 
Nota: 
Los términos empleados en la tabla anterior para caudal Q tienen el mismo significa-
do para el caudal masa q, p.e., qr = caudal masa requerido. 
 
1.3 Altura total de la bomba 
1.3.1 La altura total H de una bomba es el trabajo mecánico útil transferido por 
la bomba al líquido bombeado y expresado en unidades de energía potencial del lí-
quido bombeado en las condiciones locales de gravedad. 
Las alturas se definen como sigue: 
 
Abreviatura Término Definición 
Hopt Altura óptima Altura total en el punto de máximo rendimiento. 
Hr Altura requerida Altura total para la cual ha sido seleccionada la 
bomba teniendo en cuenta las tolerancias oportu-
nas. 
H0 Altura a válvula 
cerrada 
Altura total a caudal cero (Q = 0). 
Hsch Altura máxima Altura total máxima de una curva característica. 
 
La altura total H se mide como el incremento de la energía mecánica útil E del caudal 
por unidad de peso G entre la entrada y la salida de la bomba.
 15 
Empleando como unidad de energía N·m y de fuerza N, la energía por unidad de peso 
y por lo tanto la altura total está expresada en metros. 
 N·m / N = m 
A pesar de su unidad, la altura total no debe interpretarse, en principio, como una al-
tura, como por ejemplo, la altura de una columna de líquido. 
A velocidad constante y caudal Q, la altura total H es independiente de la densidad ρ, 
pero es, sin embargo, dependiente de la viscosidad ν e inversamente proporcional a la 
aceleración de la gravedad g. 
 
1.3.2 Altura total del sistema HA es la altura total H requerida a la bomba para 
mantener el caudal Q en la instalación. 
En condiciones de flujo continuo (estable) H = HA. Durante la puesta en marcha 
H > HA; la diferencia proporciona la aceleración del líquido en la tubería. 
 
1.3.3 Establecimiento de la altura total 
Para establecer la altura total en relación con el caudal, se requiere conocer los pará-
metros de la instalación descritos en las siguientes secciones. 
 
1.3.4 Altura 
La altura aquí referida es la diferencia de altitud entre el punto considerado y el nivel 
de referencia en la instalación. 
El nivel de referencia de la instalación es cualquier plano horizontal que sirve como 
base de referencia para el establecimiento de las alturas. Por motivos prácticos, es 
aconsejable especificar con exactitud un nivel de referencia en la instalación, por 
ejemplo, el nivel del suelo sobre el cual la base de la bomba está montada. Se evitará 
un nivel de referencia relacionado con las dimensiones de la bomba, por ejemplo, la 
línea central del eje o la brida de aspiración. 
La altura es medida en metros (m). 
 
Las alturas se definen como sigue: 
 
Abreviatura Término Definición 
z Altura Diferencia de altitud entre el punto considerado y el 
nivel de referencia en la instalación. 
Nota: 
La altura puede ser negativa cuando el punto consi-
derado está por debajo del nivel de referencia. 
 16 
 
z1 Altura de la aspiración 
de la bomba. 
Altura del punto central de la boca de aspiración de 
la bomba. 
z2 Altura de la impulsión 
de la bomba. 
Altura del punto central de la boca de impulsión de 
la bomba. 
z1’ Altura del punto de 
medición en el lado de 
aspiración. 
Altura del punto de conexión del manómetro en la 
tubería de aspiración. 
z2’ Altura del punto de 
medición en el lado de 
impulsión. 
Altura del punto de conexión del manómetro en la 
tubería de impulsión. 
zA1 Altura de entrada en la 
instalación. 
Altura del nivel de líquido de la entrada en la insta-
lación. Si el nivel de líquido no está indicado en-
tonces se considera la altura del punto central de la 
boca de aspiración de la bomba. 
zA2 Altura de salida en la 
instalación. 
Altura del nivel de líquido de la descarga en la ins-
talación. Si el nivel de líquido no está indicado en-
tonces se considera la altura del punto central de la 
boca de impulsión de la bomba. 
zD Altura de referencia 
del (NPSH). 
Diferencia de altitud entre el nivel de referencia de 
la instalación y el nivel de referencia (NPSH). 
 
Cuando la diferencia de altura entre dos niveles viene dada con el índice z, los puntos quedan 
identificados y separados por un guión. 
 
Abreviatura Término Definición 
z1-2 Diferencia de altura entre la entrada y sa-
lida de la bomba. 
z1-2 = z2 – z1
z1’-M Diferencia de altura entre el manómetro 
lado de aspiración y su punto de medición 
Punto de referencia = cero o 
punto medio del manómetro 
z2’-M Diferencia de altura entre el manómetro 
lado de impulsión y su punto de medición 
Punto de referencia = cero o 
punto medio del manómetro 
zx-x Diferencia de altura Diferencia de altura entre dos 
niveles en la instalación 
 
 
 
 17 
 
 
 
Fig. 1.01 Instalación de bomba centrífuga 
 
(1)= Nivel de refe-
rencia instalación 
(2)= Nivel (NPSH) 
Índices
A1= Lado aspiración de 
la instalación 
1 = Lado de aspiración de bomba 
1’= Punto de medición lado aspiración 
 A2= Lado impulsión de 
la instalación 
2 = Lado de impulsión de bomba 
2’= Punto de medición lado impulsión 
 
 
 18 
Para algunas diferencias de nivel se emplea una terminología especial como se indica 
a continuación. 
 
Abreviatura Término Definición 
Hgeo Altura estática Diferencia de nivel entre las bocas de entrada 
y salida. 
Hgeo = zA1-A2 = zA2 – zA1
Hz geo Altura estática de 
carga 
Diferencia de altura entre la entrada en la ins-
talación y el nivel de referencia (NPSH). 
Hz geo = zA1-D = zA1 – zD
Hs geo Altura estática de 
aspiración 
Diferencia de altura entre la entrada en la ins-
talación, la cual es inferior al nivel de referen-
cia, y el nivel de referencia (NPSH). 
Hs geo = zA1-D = – zA1 – zD
 
1.3.5 Sección transversal 
La sección transversal se refiere al área de las secciones de las tuberías. 
La unidad de medida más empleada es el m². 
Se establecen los siguientes tipos de áreas: 
 
Abreviatura Término Definición 
A1 Sección de entrada a 
labomba 
Sección de paso libre del orificio de entrada de 
la tubería de entrada a la bomba. 
Nota 
Para bombas sin tubería de aspiración la sec-
ción transversal de entrada debe ser definida. 
A2 Sección de salida de 
la bomba 
Sección de paso libre del orificio de salida de 
la tubería de salida de la bomba. 
Nota 
Para bombas sin tubería de impulsión la sec-
ción transversal de salida debe ser definida. 
Nota 2 
Para bombas inline, sumergibles y similares 
integradas en la tubería de aspiración, la sec-
ción transversal de esta tubería pude tomarse 
como la sección transversal de descarga. 
 19 
 
A1’ Sección transversal del punto de medición en el 
lado de aspiración. 
Sección transversal libre en el punto de medi-
ción del manómetro en la tubería de aspira-
ción. 
A2’ Sección transversal del punto de medición en el 
lado de impulsión. 
Sección transversal libre en el punto de medi-
ción del manómetro en la tubería de impulsión.
AA1 Sección transversal de la entrada en la instalación. 
Sección transversal libre en una zona definida 
de la entrada en la instalación en la que, la 
sección, altura y presión son conocidas. 
AA2 Sección transversal de la salida en la instalación. 
Sección transversal libre en una zona definida 
de la salida en la instalación en la que, la sec-
ción, altura y presión son conocidas. 
 
1.3.6 Velocidad del fluido 
La velocidad media axial del fluido es la relación entre el caudal en un punto definido 
y la sección transversal en ese punto 
 Q 
 U = —— en m/s con Q en m³/s y A en m² 
 A 
Si la sección transversal es la de una tubería con un diámetro nominal DN, la veloci-
dad U se relaciona con el caudal Q en m³/h y con el diámetro nominal DN mediante 
la siguiente ecuación: 
QU ⋅⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛=
2
DN
18,8
 en m/s con Q en m³/h (18,8 es el redondeo del valor 18,806319 
 
En esta ecuación el diámetro nominal en mm es generalmente tan próximo al diáme-
tro real que el resultado del cálculo es suficientemente exacto. 
 
La velocidad de fluido para varias secciones transversales seleccionadas se indican 
mediante los siguientes índices: 
 
Abreviatura Definición 
U1 Velocidad de fluido en la boca de aspiración de la bomba. 
U2 Velocidad de fluido en la boca de impulsión de la bomba. 
U1’
y 
U2’
Velocidad de fluido en el punto de medición de aspiración / impulsión 
Nota: sólo tiene valor si A1’ ≠ A1 y/o A2’ ≠ A2
UA1 Velocidad de fluido en la entrada de la instalación. 
UA2 Velocidad de fluido en la salida de la instalación. 
 20 
1.3.7 Presión 
Las presiones se definen como sigue: 
 
Abreviatura Término Definición 
pamb Presión atmosfé-
rica 
Presión atmosférica donde está situada la bomba. 
pv Tensión de vapor 
del fluido bom-
beado 
Presión absoluta a la cual el fluido bombeado se 
evapora a una determinada temperatura. 
 
Las presiones para varias secciones transversales seleccionadas se indican mediante 
los siguientes índices: 
A diferencia de la presión atmosférica pamb y la tensión de vapor pv esos valores son 
siempre dados como valores relativos de manómetro (por encima o por debajo) 
 
Abreviatura Término Definición 
p1 Presión a la entrada 
de la bomba 
Presión en la sección de entrada de la bomba 
al nivel z1
p2 Presión a la salida de 
la bomba 
Presión en la sección de salida de la bomba al 
nivel z2
p1’M Presión manométrica 
de entrada 
Presión indicada en el manómetro situado en el 
conducto de entrada de la bomba al nivel z1’ 
p2’M Presión manométrica 
de salida 
Presión indicada en el manómetro situado en el 
conducto de impulsión de la bomba al nivel z2’ 
pA1 Presión de entrada de 
la instalación 
Presión de entrada en la sección A1. Si existe 
un nivel de líquido, ésa es la presión a tomar 
pA2 Presión de salida de 
la instalación. 
Presión de salida en la sección A2. Si existe un 
nivel de líquido, ésa es la presión a tomar 
 
La unidad de presión es el Pascal (Pa) siendo el bar, la más empleada en bombas e 
instalaciones. 
 
Para convertir las presiones manométricas p1’M y p2’M a presiones de entrada y salida 
de la bomba p1 y/o p2 se emplean las siguientes ecuaciones. 
 
Las siguientes ecuaciones son válidas para presiones en bar y densidades en kg/dm³ : 
 21 
 U1’² – U1² 
 p = p + [ρ · g · z + ρ · g · (z + ————— – HJ1’-1)] · 10–2 en bar 1 1’M M 1’-M 1-1’ 2g 
 
 U ² – U ² 2’ 2 p = p + [ρ · g · z + ρ · g · (z + ————— + HJ2-2’)] · 10–2 en bar 2 2’M M 2’-M 2’-2 2g 
Nota: 
ρ es la densidad del fluido bombeado, ρM es la densidad del líquido en el manómetro. 
Si la tubería del manómetro está llena con el fluido bombeado entonces ρM = ρ. Si la 
tubería del manómetro está llena con aire la primera parte de la ecuación, entre cor-
chetes, puede ignorarse debido a que ρ aire « ρ liquido. 
 
1.3.8 Pérdida de carga 
La pérdida de carga se refiere a la pérdida de energía mecánica entre el inicio y el fi-
nal de un tramo de tubería, por ejemplo, las pérdidas en la tubería incluyendo las pér-
didas en la entrada y la salida y las pérdidas debido al montaje de válvulas y otros 
accesorios. Las pérdidas dentro de la misma bomba no están incluidas. La unidad de 
medida para la pérdida de carga es el metro (m). 
Las pérdidas de carga se definen como sigue: 
 
Abreviatura Término Definición 
HJ x-x Pérdida de carga La diferencia en energía potencial entre 
dos puntos seleccionados. 
Nota: 
La pérdida puede ser expresada como nivel 
total de energía, nivel de presión o nivel de 
velocidad. 
HJ A1-1 Pérdida de carga en la 
entrada 
Pérdida de carga entre la sección de entra-
da de la planta y la tubería de aspiración de 
la bomba. 
HJ 2-A2 Pérdida de carga en im-
pulsión 
Pérdida de carga entre la tubería de impul-
sión de la bomba y la sección de salida de 
la planta. 
HJt Pérdida de carga total de 
la instalación 
Suma de las pérdidas de entrada y descar-
ga HJt = HJ A1-1 + HJ 2-A2
 
1.3.9 Nivel de energía 
El nivel de energía es la energía mecánica útil de un líquido, por ejemplo, la suma de 
la altura estática por encima del nivel de referencia, el nivel de presión (presión medi-
da sobre la presión atmosférica) y la debida a la velocidad de flujo. 
La energía de presión útil del líquido a presión estática p, se expresa como una altura 
de presión. La unidad de altura de presión es el metro (m). 
 
 
 22 
 p · 100 x Altura de presión en el punto x = ————— en m, con p en bar y ρ en kg/dm³ 
 ρx · g 
La energía cinética útil del fluido bombeado se expresa como una altura de velocidad. 
La unidad de altura de velocidad es el metro (m). 
 
 U ² x Altura de velocidad en el punto x = ——— en m, con U en m/s 
 2 g 
 
El nivel de energía total en cualquier punto es: 
 
 p · 100 U ² x x H = z + ———— + ——— en m, con p en bar y ρ en kg/dm³ tx x ρx · g 2 g 
 
El nivel de energía absoluta se calcula con la altura de presión expresada como pre-
sión absoluta. El nivel de energía absoluta, por lo tanto, es superior el nivel de energía 
en el valor de la presión atmosférica. 
 
 p · 100 amb H = H + ————— en m, con p en bar y ρ en kg/dm³ tx abs tx ρx · g 
 
Los niveles de energía se definen como sigue: 
 
Abreviatura Término Definición 
Ht1
Energía total en la entrada de la 
bomba 
 p U1 1H = z + ——— + ——— 
2
t1 1 ρ · g 2 g 
Ht2
Energía total en la salida de la 
bomba 
 p U 22 2H = z + ——— + ——— t2 2 ρ · g 2 g 
HtA1
Energía total en la entrada de la 
planta 
 p U 2A1 A1H = z + ——— + ——— tA1 A1 ρ · g 2 g 
HtA2
Energía total en la salida de la 
planta 
 p U 2A2 A2H = z + ——— + ——— tA2 A2 ρ · g 2 g 
 
 23 
1.3.10 Cálculo de la altura total 
La altura total oenergía mecánica útil de un líquido es, en general, la suma de la 
energía debida a la altura estática, la energía de presión y la energía por velocidad. 
La altura total se calcula mediante la siguiente ecuación: 
 
Altura total de la bomba 
p2 – p U ² 1 2 – U ²1
 H = Ht2 – Ht1 = (z2 – z1) + ——— + ————— 
 ρ · g 2 g 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Altura total de la instalación 
 pA2 – p A1 UA2² – UA1² HA = HtA2 – HtA1 = (zA2 – zA1) + ———— + —————
 ρ · g 2 g 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La altura total de la instalación también se define de la siguient
 HA = stat + Hdyn
 
 
Componente dinámico 
Componente estático 
 
 
El componente estático de la altura total es independiente del c
gía estática y la energía de presión. 
 p – pA2 A1 H = (z – z ) + ————— stat A2 A1 ρ · g 
 
El componente dinámico de la altura total es dependiente del c
gía por velocidad y las pérdidas de carga. 
 UA22 – UA12
 Hdyn = —————— + HJt
 2 g 
 
 24 
Energía por velocidad
 
Energía de presión
a
e
a
Energía estátic
 + HJA1-1 + HJ2-A2
P a 
A
A
A
 manera: 
audal e integ
udal e integ
érdidas de carg
d 
ltura de presión 
ltura estática 
 H
ltura por velocida
ra la ener-
ra la ener-
 
1.3.11 Ejemplo de cálculo de la altura total 
1o Ejemplo 
Cálculo de la altura total H de una bomba centrífuga 
Datos: A1 Sección de aspiración de la bomba DN1 = DN 125 
 A2 Sección de impulsión de la bomba DN2 = DN 80 
 A1 Sección transversal en el punto de medición en la tubería de aspiración = 
=DN 150 
 A2 Sección transversal en el punto de medición en la tubería de impulsión = 
=DN 125 
 Alturas 
 z1 = 350 mm z2 = 650 mm 
 z1’ = 370 mm z2’ = 700 mm 
 z1’-M = 140 mm z2’-M = 120 mm 
 Fluido bombeado: agua fría, ρ = 1,0 kg/dm³ 
Se pide: Altura total de la bomba H siendo Qr = 100 m³/h 
 
Se han tomado las siguientes lecturas en los manómetros: 
 p1’M = – 0,2 bar (¡medidos!) p2’M = 11,4 bar 
El fluido en el manómetro es el fluido bombeado, entonces ρM = ρ. 
La pérdida de carga se calcula como sigue: 
 HJ 1’-1 = 0,007 m HJ 2-2’ = 0,015 m 
La velocidad del fluido se calcula como U = (18,8/DN)² · Q. 
 U1 = 2,26 m/s U2 = 3,53 m/s 
 U1’ = 1,57 m/s U2’ = 2,26 m/s 
La presión a la entrada de la bomba p1 y a la salida p2 se calcula con la ecuación indi-
cada anteriormente: 
 
 1,57² – 2,26² 
p = – 0,2 + [1 · 9,81 · 0,14 + 1 · 9,81(0,02 + —————— – 0,007)] · 10-21 2 · 9,81 
 
p1 = – 0,1982 bar 
 
 2,26² – 3,53² 
p = 11,4 + [1 · 9,81 · 0,12 + 1 · 9,81(0,05 + ——————— + 0,015)] · 10-22 2 · 9,81 
 
p2 = 11,3814 bar 
 25 
Para el cálculo de la altura total de la bomba se emplean los resultados previamente 
obtenidos y la ecuación del punto 1.3.10: 
 
 p – p U ² – U ² 2 1 2 1H = (z – z ) + ——— · 102+ ————— 2 1 ρ · g 2 g 
 
 11,3814 – (– 0,1982) 3,53² – 2,26² 
H = (0,65 – 0,35) + ————————— ·10² + —————— = 118,7 m 
 1· 9,81 2 · 9,81 
 
La altura total de la bomba para Qr = 100 m³/h es igual a 118,7 m. 
 
2o Ejemplo 
Cálculo de la altura total de la instalación de una bomba centrífuga HA con depósitos 
abiertos tanto en la entrada como en la salida de la instalación, donde el líquido se 
encuentra a presión atmosférica. 
Datos: Fluido bombeado: agua fría, ρ = 1,0 kg/dm³ 
 AA1 = 0,35 m² AA2 = 0,14 m² 
 zA1 = 5 m zA2 = 48 m 
 Presiones: pA1 = pA2 = pamb 
 Pérdida de carga para Q = 50 m³/h = 0,0139 m³/s 
 HJ A1-1 = 2 m HJ 2-A2 = 8,9 m 
Se pide: Altura total de la instalación HA para Q = 50 m³/h = 0,0139 m³/s 
Valores intermedios: 
UA1 = Q/AA1 = 0,0139 : 0,35 = 0,04 m/s UA2 = Q/AA2 = 0,0139 : 0,14 = 0,1 m/s 
 
 U ² – U ² 0,1² – 0,04² A2 A1Diferencia en la altura por velocidad = ————— = —————— = 0,00043 m 
 2 · g 2 · 9,81 
 
Normalmente la altura total de la instalación se calcula con la ecuación indicada an-
teriormente. No obstante, en este ejemplo las presiones pA1 y pA2 son iguales y por lo 
tanto la diferencia de presión es cero; además como la diferencia en altura por veloci-
dad es despreciable, se puede emplear la siguiente ecuación simplificada. 
HA = (zA2 – zA1) + HJ A1-1 + HJ A2-A2 = (48 – 5) + 2 + 8,9 = 53,9 m 
 
La altura total de la instalación para Q = 50 m³/h es igual a 53,9 m. 
 
 26 
3o Ejemplo 
Cálculo de la altura total HA de la instalación para una bomba de alimentación de cal-
deras. 
Datos: Agua caliente, t = 160 °C, ρ = 0,9073 kg/dm³, pv = 6,181 bar (absoluta) 
 Presión atmosférica pamb = 1,011 bar (absoluta) 
 El depósito de alimentación está por debajo de la tensión de vapor del 
agua caliente. 
 AA1 = 0,35 m² AA2 según DN 150 
 zA1 = 9 m zA2 = 14 m 
 pA1 = pv – pamb = 6,181 – 1,011 = 5,17 bar pA2 = 73 bar 
 Las pérdidas de carga por Q = 130 m³/h = 0,0361 m³/s son 
 HJ A1-1 = 2,4 m HJ 2-A2 = 11,3 m 
Se pide: La altura total de la instalación para Q = 130 m³/h. 
Valores intermedios: 
 UA1 = Q/AI = 0,036 : 0,35 = 0,103 m/s 
 UA2 = (18,8/DN)² · Q = (18,8 : 150)² · 130 = 2,042 m/s 
La altura total de la instalación se calcula mediante la ecuación indicada en el punto 
1.3.10. 
 
 p – p U ² – U ² A2 A1 A2 A1 HA = (zA2 – zA1 ) + ———— ⋅10² + ————— + H -1 J 2-A2 + HJ A1 ρ ⋅ g 2 g 
 
 73 – 5,17 2,042² – 0,103² 
 = (14 – 9) + —————— ·10² + ——————— + 2,4 + 11,3 
 0,9073 · 9,81 2 · 9,81 
 
 HA = 5 m + 762,1 m + 0,2 m + 2,4 m + 11,3 m = 781 m 
 
La altura total de la instalación para Q = 130 m³/h es igual a 781 m. 
 
1.4 Capacidad de aspiración S 
Capacidad de aspiración S es el volumen de gas, dependiendo de la presión de aspira-
ción, que puede bombear la bomba por unidad de tiempo. 
Este término es una característica del tamaño de las bombas que vehiculan gases o 
mezclas gas/líquido que los contengan, p.e. bombas de vacío de anillo líquido, bom-
bas de canal lateral, o bombas centrífugas de canal lateral con etapa de aspiración, 
empleadas para la evacuación de tuberías de aspiración o cebado de bombas centrífu-
gas y su instalación. La capacidad de aspiración y el volumen a evacuar determinan el 
tiempo que tarda la bomba en conseguir una reducción de presión. 
La unidad de medida para la capacidad de aspiración más empleada es m³/h. 
 27 
 
1.5 NPSH en bombas centrífugas 
El término (NPSH) empleado en bombas centrífugas e instalaciones significa “Altura 
Neta Positiva de Aspiración”. 
(NPSH) se define como la energía neta (= energía total menos la tensión de vapor) en 
la boca de aspiración de la bomba. 
 
 p – pamb v (NPSH) = H – z + ———— t1 D ρ1 · g 
El valor (NPSH) está referido al nivel de referencia (NPSH), mientras el nivel de 
energía en la boca de aspiración de la bomba está referido al nivel de referencia de la 
instalación. 
El término cavitación está estrechamente relacionado con (NPSH). 
La cavitación es la formación de burbujas de vapor al descender la presión estática 
por debajo de la tensión de vapor del líquido y su posterior desaparición (implosión) 
al subir la presión por encima de la tensión de vapor. Este proceso produce golpes 
puntuales de alta presión. Si las burbujas están junto o próximas a una superficie, ej. 
pared o álabes del impulsor, los resultados de la implosión también llamado “Micro-
jets”, golpean la superficie de la pared / álabe del impulsor a alta velocidad causando 
un fuerte desgaste. Esto explica la estructura porosa tan característica de los materia-
les sometidos a cavitación. 
La principal causa de cavitación en bombas centrífugas es la bajada local de la pre-
sión en la entrada de los pasos formados por los álabes del impulsor debido al aumen-
to de la velocidad del líquido en el ojo de entrada del impulsor y a la transmisión de 
energía del impulsor al líquido. La cavitación puede aparecer también en otros puntos 
de la bombadonde ocurran caídas locales de presión, ej. entrada a difusores, carcasas 
y espaciadores. 
Normalmente se produce debido a una elevada temperatura del fluido bombeado, a la 
reducción de presión en la aspiración de la bomba, al incremento de la altura estática 
de elevación en la aspiración o a la reducción en la altura estática de carga en la aspi-
ración. 
 
Los efectos de la cavitación en función de su severidad son: 
a) Formación de burbujas aisladas o áreas de burbujas de vapor 
Esto sólo puede ser observado y evaluado por examen estroboscópico de la entra-
da del impulsor en una copia especialmente construida del diseño original de la 
bomba, que permita la visibilidad interna. Este costoso procedimiento sólo se jus-
tificaría al realizar el diseño hidráulico de impulsores sometidos a grandes esfuer-
zos para grandes bombas de condensados, para optimizar la bomba y las entradas 
de los impulsores según los requerimientos (NPSH). 
 28 
b) Caída de la altura total comparada con la de funcionamiento sin cavitación 
para el mismo caudal. 
La caída se da como un porcentaje de la altura total sin cavitación para ese cau-
dal. En bombas de varias etapas es un porcentaje de la altura total de la primera 
etapa. 
c) Caída del rendimiento comparado al de funcionamiento sin cavitación. 
d) Ruido y cambio del ruido comparado al de funcionamiento sin cavitación. 
La implosión de las burbujas de vapor crea un golpeteo similar a piedras en una 
hormigonera. 
e) Funcionamiento brusco e irregular por un incremento de la vibración en compara-
ción con su funcionamiento sin cavitación. 
f) Daños materiales de los elementos internos de la bomba. 
La erosión de la superficie del material la convierte en una estructura porosa simi-
lar a la de una esponja. 
g) Desplome de la altura total 
La altura total de la bomba cae completamente cuando el impulsor llega a estar 
bloqueado por las burbujas de la cavitación que evitan cualquier transmisión de 
energía al fluido bombeado. 
 
1.5.1 (NPSH) requerido por una bomba 
El valor de (NPSH) requerido por una bomba, (NPSHR), es el valor mínimo de ener-
gía total del conjunto, en el nivel de referencia para que el valor (NPSH), en que tiene 
que ser superior a la tensión de vapor del líquido bombeado, para garantizar el correc-
to funcionamiento de la bomba sin cavitación a la velocidad, caudal (o altura total) 
seleccionado y para el fluido bombeado para el cual la bomba fue diseñada. 
El fabricante de la bomba fija el valor (NPSHR) y lo muestra en la curva característi-
ca NPSHR / Q . 
El (NPSHR) está basado, en pruebas de cavitación con agua limpia y fría, cuando se 
produce una caída del 3% respecto al funcionamiento sin cavitación. Este valor es, 
por tanto, (NPSH3). Para bombas de varias etapas el término (NPSH3) se refiere a la 
primera etapa. 
Para bombas cuya transferencia de energía es superior a la normal, p.e. bombas de 
alimentación de calderas o de condensado para grandes centrales de producción de 
energía, el valor (NPSHR) es considerablemente mayor que (NPSH3), debido a que 
en estos casos se presenta antes los efectos de la vibración y la pérdida de material. 
No obstante, la selección de materiales de resistencia adecuada a la cavitación para el 
impulsor permite reducir el valor de (NPSHR) y/o prolongar la vida del mismo. 
La resistencia a la cavitación del material del impulsor se refleja en la siguiente tabla. 
 29 
Tabla 1.01 Índices de desgaste por erosión debido a cavitación 
Material Ejemplo Índice de 
desgaste 
Fundición de hierro 
Aleaciones de bronce y cobre 
Fundición acero-cromo 
Aluminio - bronce 
Fundición acero inoxidable 
Acero fundido Duplex 
EN-JL1040 EN-GJL-250 (GG25) 
CC480KCuSn10-Cu 
1.4317 GX4CrNi13-4 
CC333GCuAl10Fe5Ni5-C 
1.4408 GX5CrNiMo19-11-2 
1.4517 GX2CrNiMoCuN25-6-3-3 
1,0 
0,5 
0,2 
0,1 
0,05 
0,02 
El índice de desgaste indica en valores relativos la pérdida aproximada de material 
comparada con la fundición de hierro, índice de desgaste 1, para el mismo (NPSHD) 
y fluido bombeado. 
 
1.5.2 Reducción del valor de (NPSH) para bombeo de agua e hidrocarburos 
La experiencia y los resultados de los ensayos indican que las bombas funcionan me-
jor y los daños por cavitación son menores al bombear hidrocarburos sin gases o agua 
a alta temperatura. En estas aplicaciones por lo tanto, las bombas requieren un 
(NPSHD) menor que para agua fría. 
El Hydraulic Institute (HI) ha publicado una tabla donde podemos conocer el 
(NPSHR), dependiendo de la temperatura y/o la tensión de vapor de varios hidrocar-
buros. 
La aplicación de estas reducciones del (NPSHR) dependen del estricto cumplimiento 
con las condiciones en la entrada y las temperaturas de servicio. Por lo tanto, estos 
valores reducidos deberían ser considerados cuando el comprador o usuario tiene un 
claro conocimiento de este requerimiento. 
Según “Standards of Technical Requirements for Centrifugal Pumps” clase I y II 
(DIN ISO 9905 y 5199) no está permitido el empleo de factores de corrección para 
hidrocarburos. 
 
1.5.3 Nivel de referencia para el valor de (NPSH) 
El nivel de referencia para el valor de (NPSH) se define como el plano horizontal que 
atraviesa el centro del círculo determinado por los puntos extremos del borde princi-
pal de los álabes del impulsor. En el caso de las bombas de doble aspiración con eje 
no horizontal, la entrada del impulsor a más alto nivel es el factor determinante. En 
las bombas de eje horizontal el nivel de referencia (NPSH) se sitúa generalmente a la 
altura del eje. 
 30 
En las bombas con eje vertical o inclinado, la posición de la entrada del impulsor y 
por lo tanto el nivel de referencia del valor de (NPSH) no se puede fijar y ha de ser 
dado por el fabricante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.02 Posición del nivel de referencia para el valor de (NPSH) 
 
1.5.4 (NPSH) disponible en una instalación (NPSHD) 
El valor de (NPSH) disponible en una instalación (NPSHD) es el determinado por el 
fluido bombeado y el caudal de diseño: 
 
 p + p – p U ² 1 amb v 1 (NPSHD) = (z – z ) + —————— + —— 1 D ρ · g 2g 
y/o 
 p + p – p U ² A1 amb v A1 (NPSHD) = (z – z ) + —————— + ——— – HA1 D J A1-1 ρ ·g 2g 
 
Para que una bomba funcione sin problemas ha de cumplirse la condición: 
 (NPSHD) ≥ (NPSHR) 
Por razones de seguridad y para cubrir variaciones en las condiciones de trabajo, a no 
ser que existan otras normas a reglamentos que apliquen, se recomienda que exista un 
margen de seguridad de aproximadamente 0,5 m, es decir: 
 (NPSHD) ≥ (NPSHR) + 0,5 m 
 31 
Si la aplicación tiene valores de (NPSHD) inferiores, han de considerarse las siguien-
tes posibilidades: 
• Selección de una bomba con velocidad de giro más baja. 
• División del caudal entre varias bombas, o utilización de una bomba con impulso-
res de doble entrada, posiblemente sólo en la primera etapa. 
• Aplicación de una bomba con un impulsor especial en el lado de aspiración con 
un NPSH bajo, p.e. la primera etapa de una bomba de varias etapas. 
• Instalación de una bomba previa de baja velocidad (primario). 
• Instalación de una bomba vertical con depósito, mediante el cual conforme a la 
longitud del depósito, la entrada del impulsor de la primera etapa, y por lo tanto el 
nivel de referencia de (NPSH), baja. 
Si por razones relacionadas con la aplicación no puede evitarse el funcionamiento de 
la bomba en cavitación, p.e. cambio en las condiciones de trabajo o un funcionamien-
to en sobrecarga, entonces, para las piezas delicadas, especialmente el impulsor, en el 
caso de bombas de varias etapas el impulsor de la primera etapa, deben elegirse mate-
riales dúctiles que resistan más tiempo la erosión provocada por la cavitación. Estos 
materiales y sus índices de desgaste están en la Tabla 1.01. 
 
1.5.5 Ejemplo del cálculo del valor de (NPSH) de la instalación 
Los siguientes casos están ilustrados en las Figs.1.03 & 1.04. 
Nota! Si la presión atmosférica en la instalación no está claramente especificadala 
presión debida a una altura puede ser tomada del capítulo 13 (presión atmosférica). 
En todos los ejemplos se entiende que la altura por velocidad UA1²/2g es despreciable. 
 
1o Ejemplo 
Aspiración de un recipiente cerrado 
 
Datos: líquido bombeado, agua, t = 60 °C, ρ = 0,9832 kg/dm³ 
 pv = 0,19920 bar, pamb = 1,025 bar, pA1 = 0,4 bar 
 zA1 = – 3,2 m zD = 0,8 m HJ A1-1 = 1,8 m 
Se pide: el (NPSH) disponible de la instalación 
 
 p + p – pA1 amb v (NPSHD) = (z – z ) + ——————— – HA1 D J A1-1 ρ · g 
 
 0,4 + 1,025 – 0,19920 
 (NPSHD) = (– 3,2 – 0,8) + —————————— ·10² – 1,8 = 6,9 m 
 0,9832 · 9,81 
 
El valor (NPSH) disponible de la instalación (NPSHD) es igual a 6,9 m.
 32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.03 Instalación de bomba centrífuga, aspiración en carga 
(1)= Nivel de referencia 
de la instalación 
(2)= Nivel de referencia 
de (NPSH) 
Índices 
A1= Entrada lado insta-
lación 
1 = Entrada bomba 
1’= Punto de medición en la 
entrada 
 
 33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.04 Instalación de la bomba centrífuga, trabajando en aspiración 
(1)= Nivel de referen-
cia instalación 
(2)= Nivel de referen-
cia de (NPSH) 
Índices 
A1= Entrada lado 
instalación 
1 = Entrada bomba 
1’= Punto de medición en la entra-
da 
 34 
2o Ejemplo 
Aspiración de un recipiente abierto 
 
En este caso pA1 = 0 o sea, únicamente actúa sobre el nivel del líquido la presión at-
mosférica pamb. 
Datos: Líquido bombeado, agua, t = 40 °C, ρ = 0,9923 kg/dm³ 
 pv = 0,07375 bar, pamb = 1,016 bar 
 (NPSHR) = 2,9 m 
 (NPSHD) = (NPSHR) + 0,5 m (margen de seguridad) = 3,4 m 
 HJ A1-1 = 2,7 m 
Se pide: La máxima altura estática de aspiración Hs geo 
 
 p – pamb v de (NPSHD) = (z – z ) + ———— – HA1 D J A1-1 ρ · g 
 
 p – pamb v entonces (z – z ) = (NPSHD) – ———— + HA1 D J A1-1 ρ · g 
 
la máxima altura estática de aspiración Hs geo: 
 
 1,016 – 0,07375 
 (z – z ) = 3,4 – ———————— ·10² + 2,7 = – 3,58 m A1 D 0,9923 · 9,81 
 
El resultado es negativo, por lo tanto la bomba se puede instalar por encima del nivel 
del líquido en el recipiente de aspiración. La máxima altura de aspiración posible es 
Hs geo = 3,58 m. 
Si la bomba se instala a 2000 m de altura sobre el nivel del mar, con el resto de las 
condiciones de funcionamiento inalteradas, la altura estática máxima de aspiración 
con pamb = 0,795 bar (ver capítulo 13.01) se convierte en: 
 
 0,795 – 0,07375 
 (z – z ) = 3,4 – ———————— ·10² + 2,7 = – 1,31 m A1 D 0,9923 · 9,81 
 
La altura estática máxima de aspiración Hs geo a una altitud de 2000 m sobre el nivel 
del mar es sólo 1,31 m. Esto demuestra la gran influencia de la presión atmosférica en 
la altura estática de aspiración. 
 
 
 35 
3o Ejemplo 
Alimentación desde un recipiente cerrado 
 
Datos: Líquido bombeado, agua, t = 140 °C, ρ = 0,9258 kg/dm³ 
 pv = 3,614 bar, pamb = 0,996 bar, pA1 = 3,0 bar 
 (zA1 – zD) = Hz geo = 16 m HJ A1-1 = 15 m 
Se pide: el valor de (NPSH) disponible de la instalación 
 
 p + p – pA1 amb v (NPSHD) = (z – z ) + ——————— – HA1 D J A1-1 ρ · g 
entonces: 
 
 3 + 0,996 – 3,614 
 (NPSHD) = 16 + ———————— · 102 – 15 = 5,21 m 
 0,9258 · 9,81 
 
4o Ejemplo 
Alimentación desde un recipiente cerrado 
 
Datos: Líquido bombeado, agua t = 160 °C, ρ = 0,9073 k/dm³ 
 pv = 6,181 bar, pamb = 1,013 bar, pA1 = 5,4 bar 
 (NPSHR) = 4 m (incluido el margen de seguridad), HJ A1-1 = 2m 
Se pide: La mínima altura estática de alimentación necesaria Hz geo 
 
 p + p – pA1 amb v de (NPSHD) = (z – z ) + ——————— – HA1 D J A1-1 ρ · g 
 
 p + p – pA1 amb ventonces (zA1 – zD ) = (NPSHD) – ——————— +HJ A1-1 
 ρ · g 
En lugar de (NPSHD) en este caso se emplea (NPSHR) 
 
 5,4 + 1,013 – 6,181 
de (z – z ) = 4 – ————————— · 10² + 2 = 3,39 m A1 D 0,9073 · 9,81 
El resultado es positivo, por lo tanto la bomba debe estar situada por debajo del nivel 
del líquido en el recipiente de aspiración. 
La mínima altura estática de carga es Hz geo = 3,39 m. 
 36 
5o Ejemplo 
Alimentación desde un recipiente cerrado, que está a la presión correspondiente a la 
tensión de vapor del líquido bombeado (condiciones de saturación en el recipiente). 
 
Es este caso particular, pA1 + pamb = pv , por lo tanto, la ecuación simplificada para el 
valor disponible de (NPSH) de la instalación queda: 
 (NPSHD) = (zA1 – zD) – HJ A1-1 
y (zA1 – zD) = (NPSHD) + HJ A1-1 + margen de seguridad 
Datos: (NPSHR) = 1,3 m, margen de seguridad = 0,5 m, HJ A1-1 = 0,2 m 
Se pide: La mínima altura estática de alimentación necesaria Hz geo 
(NPSHD) en este caso es igual a (NPSHR) y por lo tanto: 
 (zA1 – zD ) = 1,3 m + 0,2 m + 0,5 m = 2,0 m 
El resultado es positivo, por lo tanto la bomba debe ser instalada debajo del nivel del 
líquido en el recipiente de aspiración. 
La mínima altura estática de carga necesaria es Hz geo = 2,0 m. 
 
1.6 Energía específica 
La energía específica y se define en términos de masa del fluido bombeado. 
Es calculada mediante la ecuación: 
 y = H · g 
La unidad es: 
 J/kg = N m/kg = W/kg s = m²/s² 
 
Comparación entre el nivel de energía y la energía específica. 
 
Nivel de energía Abreviatura Energía específica Abreviatura 
Altura total de la bomba 
Altura total de instalación 
Altitud 
Altura de presión 
Altura de velocidad 
Pérdida de carga 
H 
HA 
z 
p/ρ · g 
U²/2 g 
HJ
De la bomba 
De la instalación 
De la altura estática 
De la presión 
De la velocidad 
De la pérdida de nivel de 
energía 
y 
yA 
z · g 
p/ρ 
U²/2 
yJ
 
 37 
1.7 Potencia, rendimiento 
1.7.1 La potencia hidráulica Pu dada por la bomba es la potencia útil transmitida 
por la bomba al líquido bombeado: 
 Pu = q · g · H = ρ · Q · g · H 
donde ρ es la densidad del líquido bombeado. Si existe un cambio notable en la den-
sidad del líquido bombeado durante su paso a través de la bomba, se emplea como 
densidad la de la sección de entrada ρ1. 
La unidad de potencia en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el vatio (W). 
En la práctica es habitual considerar la potencia en kW. Esto se expresa con la si-
guiente ecuación: 
 
 ρ ·Q ·H 
 P = ———— en kW con ρ in kg/dm³, Q en m³/h y H en m u 367 
 
1.7.2 La potencia absorbida P (potencia tomada) por la bomba, es la potencia ab-
sorbida en el eje o el acoplamiento. Es mayor que la potencia dada Pu por la bomba, 
siendo la diferencia entre ambas las pérdidas en la bomba. 
Si el rendimiento η de la bomba, que representa las pérdidas en la misma, es conoci-
do, la potencia absorbida por la bomba puede expresarse por la siguiente ecuación: 
 
 P ρ · Q · H con ρ en kg/dm³, Q en m³/h y H en m u P = — = ————— en kW 
 η 367 · η η es expresado como valor decimal 
 
Ejemplo: 
Datos: Q = 50 m³/h, H = 54 m, ρ = 1,0 kg/dm³, η = 70 % = 0,70 
 
 1,0 · 50 · 54 
 P = —————— = 10,5 kW 
 367 · 0,70 
 
Podemos distinguir distintos tipos de potencia: 
Abreviatura Término Definición 
Pu Potencia dada por la 
bomba 
Potencia transmitida por la bomba al líquido 
bombeado. 
Nota 
También conocida como potencia hidráulica 
de la bomba. 
 
 
 38 
P Potencia absorbida por 
la bomba 
Potencia absorbida en el eje o el acopla-
miento de la bomba. 
Pr Potencia absorbida por 
la bomba para un 
trabajo 
Potencia necesaria por la bomba para un 
trabajo. 
PJ m Pérdida de potencia 
mecánica de la bomba 
Potencia absorbida por la bomba para ven-
cer las pérdidas por rozamiento en cojinetes 
y cierres. 
 
1.7.3 El rendimiento de la bomba η establece la relación entre la potencia hidráuli-
ca suministrada por la bomba y la potencia absorbida en el eje o acoplamiento de la 
misma. 
El rendimiento de la bomba se expresa mediantela ecuación: 
 
 P ρ · Q ·g · H u η = —— = —————— 
 P P 
 
y con las siguientes unidades: 
 
 ρ · Q · H 
 η = ———— con P en kW, ρ en kg/dm³, Q en m³/h y H en m 
 367 · P 
 
Ejemplo: 
Datos: Q = 200 m³/h, H = 90 m, ρ = 1,0 kg/dm³, P = 64,5 kW 
 
 1,0 · 200 · 90 
 η = ——————— = 0,76 = 76 % 
 367 · 64,5 
 
Podemos distinguir distintos tipos de rendimiento: 
 
Abreviatura Término Definición 
η Rendimiento de la bomba Relación entre la potencia hidráulica 
suministrada por la bomba Pu y la poten-
cia absorbida P de la bomba. 
η = Pu / P 
ηopt 
también 
ηBEP
ηmax
Rendimiento óptimo El mayor rendimiento de una bomba pa-
ra un líquido y una velocidad de funcio-
namiento dados. 
 
 39 
ηm Rendimiento mecánico Relación entre la potencia absorbida por 
la bomba P menos las pérdidas de po-
tencia mecánica PJ m y la potencia ab-
sorbida para un punto de trabajo 
determinado. 
ηm = (P – PJ m ) / P 
Nota: Dependiendo del tamaño y presta-
ciones de la bomba, ηm se encuentra en-
tre 0,994 y 0,96. 
ηint Rendimiento hidráulico Relación entre la potencia hidráulica 
suministrada por la bomba Pu y la dife-
rencia entre la potencia absorbida por la 
bomba P y las pérdidas de potencia me-
cánica PJ m
ηint = Pu / (P – PJ m ) 
 
1.7.4 La potencia instalada PM es la potencia nominal del motor PN. La potencia 
instalada debe ser adecuada para todas las condiciones de trabajo. 
Al evaluar la potencia instalada necesaria se debe considerar cierta potencia adicional. 
Hay que incluir las pérdidas debidas a la inevitable desviación de las condiciones ac-
tuales de los datos de diseño de la instalación de la bomba y del fluido bombeado, y 
las pérdidas adicionales de potencia en los cierres del eje, desgaste de material, etc. 
En la práctica, si no existen condiciones extremas ni se han solicitado por el cliente 
normas o especificaciones especiales, los márgenes que aparecen en la lista son sufi-
cientes como mínimos. 
a) Márgenes de potencia para bombas de canal lateral 
 para P < 1,5 kW 25% PM ≈ 1,25 · P 
 1,5 a 4 kW 20% PM ≈ 1,2 · P 
 > 4 kW 10% PM ≈ 1,1 · P 
b) Márgenes de potencia para bombas de flujo radial 
 para P < 1,5 kW 50% PM ≈ 1,5 · P 
 1,5 a 4 kW 25% PM ≈ 1,25 · P 
 4 a 7,5 kW 20% PM ≈ 1,2 · P 
 7,5 a 40 kW 15% PM ≈ 1,15 · P 
 > 40 kW 10% PM ≈ 1,1 · P 
 40 
c) Márgenes de potencia para bombas de flujo mixto o flujo axial 
Los márgenes de potencia de este tipo de bombas está en función de la forma de 
la curva de potencia absorbida de la bomba y deben ser establecidos en cada caso 
particular en función de las condiciones específicas de servicio. 
 
d) Márgenes de potencia para bombas cuya potencia absorbida es > 100 kW 
 
En estos casos, los márgenes de potencia deben ser cuidadosamente calculados 
para evitar el sobredimensionado del motor. El rendimiento juega un papel impor-
tante y la elección del mismo debe ajustarse a las condiciones de funcionamiento 
tanto como sea posible. 
 
1.8 Velocidad y sentido de giro 
1.8.1 Velocidad 
La velocidad n es el número de revoluciones por unidad de tiempo. Para un cuerpo 
simétrico, p.e. el impulsor, la unidad es 1/s, pero la unidad más empleada es rpm (re-
voluciones por minuto). 
 
Abreviatura Término Definición 
N Velocidad Número de revoluciones por unidad de 
tiempo de un cuerpo uniforme giratorio. 
nr Velocidad seleccionada Velocidad requerida de una bomba para 
cumplir unas condiciones de servicio. 
nmax all Velocidad máxima 
permitida 
Velocidad máxima en la que la bomba pue-
de operar conforme a los datos de selección 
y condiciones de la instalación. 
nmin all Velocidad mínima 
permitida 
Velocidad mínima en la que la bomba puede 
operar conforme a los datos de selección y 
condiciones de la instalación. 
 
1.8.2 Sentido de giro de la bomba 
El sentido de giro de la bomba se refiere a la rotación del impulsor / impulsores según 
la cual la bomba ha sido diseñada o seleccionada. 
a) Sentido horario de rotación (sentido de rotación a derechas) 
Sentido horario de rotación del eje de la bomba vista desde el extremo del eje la-
do accionamiento. 
Comúnmente designado ‘cw’. 
 41 
b) Sentido antihorario de rotación (sentido de rotación a izquierdas) 
Sentido antihorario de rotación del eje de la bomba vista desde el extremo de eje 
lado accionamiento. 
Comúnmente designado ‘ccw’. 
 
Para bombas que pueden ser accionadas por ambos lados, el sentido de giro se facili-
tará mediante un croquis. 
Las bombas llevan marcada una flecha que facilita la identificación del sentido de 
giro desde el exterior de la bomba y cuando está parada. 
 
1.9 Velocidad específica y número tipo característico 
1.9.1 Velocidad específica ns
Un determinado punto de servicio con un caudal Q y una altura total H se puede con-
seguir mediante bombas centrífugas con impulsores de diferentes formas, dependien-
do de la velocidad. La velocidad específica ns es el valor característico de la forma del 
impulsor. Este término se define como la velocidad de un impulsor, geométricamente 
similar en todos los aspectos a aquel que para una altura total Hs de 1m da un caudal 
Qs de 1 m³/s. 
De las leyes de semejanza se extrae la siguiente relación: 
 
 
 (Q / Q ) 0,5s n = n · —————— en rpm donde n en rpm, Q en m³/s s
 (H / Hs) 0,75 y H en m 
 
La velocidad específica se refiere a los datos de funcionamiento en el punto de máxi-
mo rendimiento de un impulsor a diámetro máximo. En las bombas de varias etapas 
se refiere exclusivamente a los datos de funcionamiento de la primera etapa, debiendo 
tener en cuenta que pueden ser impulsores distintos al resto, p.e. impulsores de bajo 
NPSH. En el caso de los impulsores de doble entrada se refiere sólo a uno de los lados 
del impulsor. 
Las definiciones anteriores pueden simplificarse para Qs = 1 m³/s y Hs = 1 m, a las 
siguientes: 
 Q 0,5 n Q 0,5opt opt n = n · —— en rpm y/o ns — H s 
= —— · —––––— en rpm 
opt
0,75 60 Hopt 0,75
 
 con: n en rpm y/o n en rpm 
 Qopt en m³/s Qopt en m³/h 
 Hopt en m Hopt en m 
Nota: Para la velocidad específica ns ha sido muy empleada la abreviatura nq. 
 42 
1.9.2 Número tipo característico K 
El número tipo característico viene dado por la abreviatura K. 
El número característico K, válido para las mismas condiciones que la velocidad es-
pecífica, se define por la siguiente ecuación: 
 
 Q 0,5opt K = 2 · π · n · ————— con n en rps, Q en m³/s, g en m/s², H en m 
 (g · H opt optopt )0,75
 
El factor de conversión de K a ns es el siguiente: 
 
 {n } s {K} = ——— 
 52,919 
 
1.9.3 Número específico de aspiración nss
El número específico de aspiración nss se basa en la velocidad específica. En lugar de 
la altura total Hopt , se utiliza el valor (NPSH3) para Qopt. 
El número específico de aspiración nss es un número característico para la capacidad 
de aspiración y el estado de (NPSH) de una bomba centrífuga y se define con la si-
guiente ecuación: 
 
 Q 0,5 n Q 0,5opt opt n = n · ————— · —————–– en rpm qs — en rpm y/o nqs = —— (NPSH3) 0,75 60 (NPSH3)0,75
 
con: n en rpm y/o n en rpm 
 Qopt en m³/s Qopt en m³/h 
 (NPSH3) en m (NPSH3) en m 
 
El valor de nss generalmente es de 130 rpm para un impulsor estándar y de 240 rpm 
para un impulsor de bajo NPSH (etapa de aspiración). En algunos casos se presentan 
valores inferiores a 130 rpm y hasta 60 rpm. En casos extremos para impulsores de 
bajo NPSH, puede llegar a ser de 380 rpm. 
El valor característico de una bomba depende del diseño del impulsor, de la veloci-
dad, del caudal y del nivel de cavitación aceptable. 
 
 
 
 43 
1.9.4 Velocidad específica, forma delimpulsor, rendimiento 
La velocidad específica y la forma del impulsor tienen una gran influencia sobre el 
rendimiento de la bomba. La fig.1.05 muestra la relación entre la velocidad específica 
de impulsores de varias formas y el rendimiento de la bomba. 
Debe tenerse en cuenta que el tamaño absoluto de la bomba, determinado por el cau-
dal Q, también influye. 
 
 
 
 
 
- 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Impulsores 
de paletas 
ns=4 a 
12 rpm 
Impulsores de flujo 
radial 
ns=8 a 45 rpm 
Impulsores de flujo mixto 
ns=40 a 160 rpm 
Impulsores de 
flujo axial 
ns=100 a 300 
rpm 
 
Fig. 1.05 Velocidad específica, forma del impulsor, rendimiento 
 44 
1.10 Selección de una bomba 
La selección de una bomba se basa en unas condiciones de funcionamiento determi-
nadas, especificadas por el diseñador del proceso o el operador. 
Se necesita como mínimo la siguiente información: 
• Fluido bombeado 
El fluido debe quedar completamente definido. La composición de una mezcla 
debe estar perfectamente especificada. Cuando sea de aplicación, deben ser cono-
cidos detalles tales como el contenido de sustancias sólidas, componentes corrosi-
vos o abrasivos, gases indisolubles y sustancias peligrosas, como por ejemplo, 
inflamables, venenosas, irritantes, etc.. 
• Temperatura de funcionamiento 
La temperatura de funcionamiento es necesaria para el trabajo seleccionado. In-
cluso, a veces, la temperatura máxima y mínima. 
• Propiedades físicas del fluido bombeado 
Para líquidos y mezclas que no son comunes, es necesario conocer las propieda-
des que dependen de la temperatura: densidad, viscosidad y tensión de vapor. 
• Condiciones de funcionamiento 
Las condiciones de funcionamiento incluyen el caudal, presiones de aspiración e 
impulsión o altura total, (NPSH) o altura disponible (NPSHD). Si estos valores es-
tán sujetos a variaciones debido a las condiciones de la instalación entonces los 
valores máximos y mínimos deben ser especificados. 
• Normas 
Cualquier norma o requerimiento especial se incluirá en la petición de oferta. 
La petición se simplifica considerablemente si se usa una hoja de datos de bomba cen-
trífuga que cumpla con las normas EN 25 199, DIN ISO 5199 o DIN ISO 9905. Al 
cumplimentar esta hoja de datos se tiene toda la información necesaria para la selec-
ción de la bomba. Los valores fundamentales están marcados con un triángulo negro 
en el impreso. 
Para asegurar la selección de la bomba más adecuada y de mejor rendimiento para la 
aplicación, deben facilitarse el máximo número de datos en la hoja de consulta. 
 
1.11 Diseño de la instalación y costes del ciclo de vida 
Un importante paso en el diseño de una instalación es el cálculo y optimización de los 
costes del ciclo de vida de la misma. 
 45 
Los costes del ciclo de vida se componen de: 
• Costes del capital 
• Costes de funcionamiento 
• Costes de mantenimiento 
• Costes de reparación 
• Costes de desechado 
 
1.11.1 Costes del capital 
Los costes de capital cubren el coste de la bomba. Dependiendo de las condiciones de 
funcionamiento estos costes reflejan el tamaño de la bomba, los materiales de cons-
trucción, las especificaciones del accionamiento y cualquier accesorio. 
Para optimizar los costes de capital se deben considerar en el diseño los siguientes 
consejos: 
Tamaño de la bomba 
Caudal Q Sin margen de seguridad. 
Altura total H Establecer con la mayor exactitud la altura estática Hstat y la altura 
dinámica Hdyn. Evitar excesivos márgenes de seguridad. 
Velocidad n Seleccionar, si es posible, motores eléctricos con el menor número 
de polos y transmisión directa. Para bombas de alta presión y 
bombas con diferencias de presión superiores a 100 bar, velocida-
des > 3000 ó 3600 rpm es, normalmente, más económico que 
bombas de gran tamaño o elevado número de etapas. 
La velocidad seleccionada es función de los límites mecánicos de 
la bomba, cierres de eje y motor. Además, la velocidad puede ser 
limitada por el valor (NPSHD). 
Construcción de la bomba 
Material en contac-
to con el fluido 
bombeado 
Los materiales deben satisfacer los requerimientos de resis-
tencia a la corrosión, abrasión y erosión y ajustarse a la pre-
sión y temperatura de funcionamiento. Al elegir entre posibles 
materiales, hay que estimar si el mejor y en consecuencia el 
más caro, puede reducir los costes de mantenimiento y repara-
ción. 
Cierres del eje Las propiedades y condiciones del fluido bombeado determi-
nan el tipo de cierres, a menos que se seleccionen bombas es-
tancas. Las consideraciones medioambientales juegan también 
un importante papel. Al elegir entre posibles soluciones, se 
han de valorar los costes del ciclo de vida de cada opción. 
 
 46 
 
Tamaño del motor Calcular los márgenes de seguridad conforme a las normas. 
Sólo se superarán estos márgenes de seguridad en casos 
excepcionales después de un meticuloso examen de las 
condiciones de funcionamiento. 
Accesorios 
Acoplamiento y 
bancada 
Es aconsejable, donde sea posible, una construcción mo-
nobloc, bombas inline o verticales de varias etapas, no obs-
tante, sus prestaciones deben ser consideradas. 
 
1.11.2 Costes de funcionamiento 
La mayor parte de los costes de funcionamiento recaen en los costes energéticos. 
Además de la correcta selección de bomba y accionamiento, (ver 1.11.1) los rendi-
mientos de ambos juegan un papel fundamental. 
Mientras sea posible, las bombas deben operar en la zona de rendimiento óptimo. Pa-
ra bombas estándar con un campo fijo de aplicación, se deben hacer ciertas concesio-
nes relativas al rendimiento. 
Los motores eléctricos deben operar dentro del rango de su potencia nominal. Si el 
motor está sobredimensionado el rendimiento se reduce y por lo tanto los costes de 
funcionamiento se incrementan. 
Si es necesaria alguna regulación para adaptarse a los cambios de las condiciones de 
funcionamiento, se llevará a cabo con las menores pérdidas posibles. El capítulo 2.2 
describe las opciones. 
Si son necesarios grandes cambios en determinados puntos de funcionamiento merece 
la pena estimar las posibles horas de funcionamiento en cada punto y la energía re-
querida para cada uno. Puede, por ejemplo, representar una ventaja dividir el caudal 
total de la planta entre un número de bombas, posiblemente de diferentes tamaños, 
cada una de las cuales optimizada para un punto de funcionamiento particular. Esto 
evita tener fuertes estrangulamientos o hacer funcionar a carga parcial bombas selec-
cionadas para el punto máximo de funcionamiento. 
1.11.3 Costes de mantenimiento 
Llevar a cabo una supervisión y mantenimiento regular en una instalación de bombas 
es un requerimiento necesario para asegurar un funcionamiento sin problemas y pro-
longar la vida operativa. 
La experiencia demuestra que un mantenimiento regular tiene un coste menor que las 
reparaciones de emergencia en el momento de la avería. 
1.11.4 Costes de reparación 
Si el mantenimiento rutinario se lleva a cabo con eficacia en la instalación de bombas, 
como regla general, no se producirán costos por reparaciones importantes. La sustitu-
ción y reparación de elementos de desgaste y realizado por personal cualificado, pue-
de alargar significativamente la vida de servicio. 
 47 
En el cálculo del coste hay que considerar en su conjunto la economía y el rendimien-
to, los tiempos muertos y la pérdida de producción. 
Cuando los costes de reparación son excesivos es conveniente comprobar si las con-
diciones actuales de funcionamiento son todavía las mismas que las especificadas en 
el momento de selección de la bomba. 
1.11.5 Costes de desechado 
Los costes de desechado aparecen cuando, por ejemplo, la reparación de una bomba 
no es ya rentable, o si la planta está fuera de servicio y la bomba no puede ser utiliza-
da en otro sitio. Los componentes metálicos que no han sido contaminados pueden ser 
reciclados. Plásticos, elastómeros y materiales lubricantes deben ser desechados res-
petando al ambiente, lo cual, produce costes. Es, por lo tanto,aconsejable al diseñar 
una instalación de bombas, examinar los aspectos ambientales y de reciclado. 
1.11.6 Cálculo de los costes del ciclo de vida 
The Confederation of Pump Manufacturers en USA (HI = Hydraulics Institute) y en 
Europa (Europump) editaron una especificación para establecer y reducir los Costes 
del Ciclo de Vida (Life Cycle Costs LCC) en 1999. Los lectores interesados deben 
consultar el borrador o los últimos resultados de esta especificación para incluirlos en 
el diseño de las instalaciones. 
 
 48 
2 Características de funcionamiento de las bombas centrífugas 
2.1 Curvas características 
2.1.1 Curvas características de las bombas 
Para una bomba centrífuga a una velocidad de giro constante, la altura H, la potencia 
absorbida P y por tanto el rendimiento η - así como el (NPSHR), son función del 
caudal Q. La relación entre estos diferentes valores se representa mediante las curvas 
características. La fig. 2.01 muestra, como ejemplo, las cuatro curvas características 
correspondientes a una bomba centrífuga de una sola etapa a una velocidad de giro de 
n = 1450 rpm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.01 Curvas características de una bomba centrífuga de una etapa. 
 
 49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.02 Influencia de la velocidad específica ns en la forma de las curvas caracte-
rísticas de la bomba. (Curvas mostradas en términos relativos) 
 
 50 
La curva de altura / caudal H(Q) también conocida como curva de regulación – 
representa la relación entre la altura de una bomba centrífuga y su caudal. 
En general la altura disminuye al aumentar el caudal. La medida de esta caída en la 
altura viene dada en la práctica por la relación: 
 H – H0 opt————— 
 Hopt
a menudo llamada “pendiente”. 
Esta relación de la pendiente de la curva de altura es una función de la velocidad 
específica, siendo sus valores: 
 Para bombas de canal lateral aprox. 1 a 3 
 Para bombas de flujo radial aprox. 0,10 a 0,25 
 Para bombas de flujo mixto aprox. 0,25 a 0,80 
 Para bombas de flujo axial por encima de 0,80 
 
La pendiente está determinada por el tipo de bomba y la forma de su impulsor y no 
puede elegirse arbitrariamente. 
Las curvas H(Q), en las que la altura disminuye al aumentar el caudal se denominan 
estables (Fig. 2.03a, b y c). En una curva H(Q) estable, a cualquier valor de la altura 
le corresponde un valor del caudal único. 
Por el contrario, las curvas H(Q) inestables son aquellas en las que se dan caudales 
para los cuales la altura aumenta cuando aumenta el caudal (Fig. 2.03d y e). En una 
curva H(Q) inestable se pueden asociar dos o más valores del caudal con un solo 
valor de altura. Los valores pico en una curva inestable son conocidos como Qsch y 
Hsch. La forma de la curva característica en Fig. 2.03e es típica de bombas con eleva-
da velocidad específica, por encima de ns ≈ 110 rpm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.03 
Curvas típicas características H(Q) de bombas centrífugas.
 51 
La forma de la curva de potencia absorbida P(Q) de una bomba centrífuga es fun-
ción de la velocidad específica (ver Fig. 2.02). 
En el caso de bombas de canal lateral, la máxima potencia absorbida se da para 
Q = 0. En las bombas de flujo radial, la potencia absorbida aumenta al aumentar el 
caudal. La máxima potencia absorbida por las bombas de flujo mixto se produce 
aproximadamente para Qopt volviendo a caer a caudales mayores. En el caso de bom-
bas de flujo axial, la máxima potencia absorbida se produce cuando Q = 0, cayendo al 
ir aumentando el caudal. 
Debido a estas diferencias, las bombas de flujo radial se arrancan generalmente con la 
válvula de impulsión cerrada, mientras que las de canal lateral y flujo axial son arran-
cadas con la válvula de impulsión abierta para evitar la sobrecarga del motor de ac-
cionamiento de la bomba durante el arranque. 
La curva de rendimiento η(Q) aumenta inicialmente desde cero al aumentar el cau-
dal hasta llegar a un punto máximo (ηopt) y cae después al seguir aumentando el cau-
dal. A menos que haya que tener en cuenta otras consideraciones, ha de elegirse la 
bomba de tal manera que el rendimiento óptimo ηopt se acerque lo más posible al 
caudal requerido Qr , es decir Qr ≈ Qopt. 
La forma de la curva de (NPSH) necesario - (NPSHR) (Q) requerido depende mu-
cho de la velocidad específica (ver Fig. 2.02). 
 
2.1.2 Curva característica del sistema 
La curva de características del sistema HA(Q) – también conocida como la curva de 
altura de la instalación o de la tubería – representa la altura total requerida de un sis-
tema en función del caudal. Como se indica en el apartado 1.3.10, la altura total del 
sistema es generalmente la suma de un componente, altura estática, independiente del 
caudal. 
Fig. 2.04 Curva de altura del sistema 
(Curva de la instalación / tubería) 
 pA2 – pA1H = (z – z ) + ———— stat A2 A1 ρ · g 
 
 
y un componente que aumenta con el 
cuadrado del caudal, la altura dinámi-
ca. 
 
 UA2 ² – UA1 ²H = —————— + Hdyn 2 · Jtg 
En casos especiales la altura estática puede ser cero, por ejemplo en los sistemas de 
recirculación (calefacción). 
 
 52 
2.1.3 Relación entre la curva de la bomba y la del sistema 
El punto de trabajo de la bomba es aquel en que la altura total generada por ésta es 
igual a la altura necesaria de la instalación: en otras palabras, el lugar donde se cruzan 
la curva H(Q) de la bomba y la del sistema HA(Q). 
Esto determina el caudal Q que puede ser suministrado por la bomba a través del 
sistema así como los valores de potencia absorbida P, de rendimiento η y de (NPSH) 
requerido (NPSHR) de la bomba. Una importante condición para el funcionamiento 
real en el punto de trabajo se estableció en el capítulo 1.5.4, donde el (NPSH) dispo-
nible (NPSHD) de la instalación ha de ser superior al (NPSH) requerido (NPSHR) de 
la bomba al menos en el margen de seguridad. 
El caudal requerido es normalmente el parámetro principal a la hora de seleccionar 
una bomba para un sistema determinado; la altura total del sistema (= altura de la 
bomba) se calcula después, sobre la base de unas condiciones de funcionamiento 
previamente dadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.05 Variación del caudal debido a la variación de la curva HA(Q) real 
sobre la curva previamente calculada. 
Si este cálculo se basa en algunas suposiciones (p.e. sobre la rugosidad de la superfi-
cie al calcular las pérdidas de carga en las tuberías) o bien si se toman factores de 
seguridad amplios, el punto de trabajo real puede diferir del valor calculado, ver Fig. 
2.05. 
En las curvas HA(Q) de gran pendiente, la variación entre caudales es menor que en 
las curvas planas. Por el contrario, las curvas HA(Q) planas tienen ciertas ventajas 
sobre las de pendiente pronunciada si el punto de trabajo es modificado por estrangu-
lación en impulsión, ver capítulo 2.2.1.1. 
 53 
Las bombas centrífugas con curvas inestables pueden funcionar satisfactoriamente en 
sistemas de características fijas a velocidad de giro constante, con tal que la altura a 
caudal H0 sea mayor que el componente estático de la altura del sistema Hstat. En 
estos casos, como en el caso de bombas con curvas estables, solo hay un punto de 
intersección entre la curva de altura de la bomba y la curva de altura del sistema, ver 
(Fig. 2.06, curvas características HAI y HAII). 
La forma de las curvas HA(Q) inestables se tienen en cuenta si existe un componente 
elástico en el sistema, p.e. un recipiente a presión y varía el componente estático de la 
altura del sistema. Si por ejemplo la altura estática Hstat se incrementa, entonces la curva 
característica del sistema variará como muestra la Fig. 2.06 desde HAI a HAII, HAIII etc. 
El caudal disminuye hasta que en QIV el flujo se interrumpe repentinamente. A válvula 
cerrada (Q = 0) la bomba continua funcionando con la válvula de retención en impul-
sión cerrada y a una altura H0. Si la altura estática Hstat