Formula de potencia de una bomba: hidraulica, al freno y electrica (con ejemplos)

Los 3 tipos de potencia en una bomba

Cuando se habla de "potencia de la bomba", hay que distinguir 3 niveles:

1. Potencia hidraulica (WHP — Water Horsepower)

Es la potencia util que la bomba transfiere al fluido. Es la potencia minima teorica para mover el agua.

WHP = (Q × H × ρ × g) / 1000   [kW]
WHP = (Q × H × ρ × g) / 746     [HP]

2. Potencia al freno (BHP — Brake Horsepower)

Es la potencia que el motor debe entregar al eje de la bomba. Es mayor que WHP porque la bomba no es 100% eficiente.

BHP = WHP / η_bomba

Donde η_bomba es la eficiencia de la bomba (tipicamente 0.50 a 0.85).

3. Potencia electrica (EHP — Electrical Horsepower)

Es la potencia que el motor consume de la red electrica. Es mayor que BHP porque el motor tampoco es 100% eficiente.

EHP = BHP / η_motor

Donde η_motor es la eficiencia del motor (tipicamente 0.85 a 0.95).

Formulas resumidas

En unidades SI (kW)

WHP (kW) = Q (m³/s) × H (m) × 9810 / 1000
BHP (kW) = WHP / η_bomba
EHP (kW) = BHP / η_motor

En unidades practicas (HP)

WHP (HP) = Q (l/s) × H (m) / 76
BHP (HP) = WHP / η_bomba
EHP (HP) = BHP / η_motor

En GPM y pies (sistema ingles)

WHP (HP) = Q (GPM) × H (ft) × SG / 3960
BHP (HP) = WHP / η_bomba

Ejemplo 1: Bomba para edificio de 5 pisos

Datos: Q = 5 l/s, TDH = 35 m, eficiencia bomba = 65%, eficiencia motor = 90%.

Paso 1: Potencia hidraulica

WHP = 5 × 35 / 76 = 2.30 HP

Paso 2: Potencia al freno

BHP = 2.30 / 0.65 = 3.54 HP

Paso 3: Seleccion comercial Los motores vienen en tamaños estandar: 1, 1.5, 2, 3, 5, 7.5, 10, 15, 20 HP. Seleccionas el inmediatamente superior: 5 HP.

Paso 4: Potencia electrica

EHP = 5 / 0.90 = 5.56 HP = 4.14 kW

Costo energetico: si opera 8 h/dia a $0.10/kWh:

Costo diario = 4.14 × 8 × 0.10 = $3.31/dia
Costo mensual = $3.31 × 30 = $99.36/mes

Ejemplo 2: Bomba de riego agricola

Datos: Q = 25 l/s, TDH = 20 m, eficiencia bomba = 75%, eficiencia motor = 92%.

WHP = 25 × 20 / 76 = 6.58 HP
BHP = 6.58 / 0.75 = 8.77 HP
Motor comercial: 10 HP
EHP = 10 / 0.92 = 10.87 HP = 8.10 kW
Costo 12 h/dia: 8.10 × 12 × 0.10 = $9.72/dia

Eficiencia tipica de bombas centrifugas

Nota: la eficiencia es maxima en el punto de mejor eficiencia (BEP). Fuera de ese punto, la eficiencia cae drasticamente.

Factor de servicio

En la practica, se aplica un factor de servicio (1.10 a 1.25) al BHP para cubrir variaciones:

BHP_real = BHP × Factor de servicio

• Aplicaciones limpias (agua potable): factor 1.10
• Aplicaciones variables (riego, incendio): factor 1.15
• Aplicaciones con solidos (aguas residuales): factor 1.25

Errores comunes al calcular potencia

1. Confundir WHP con BHP. El catalogo de la bomba muestra la eficiencia — usala.
2. Olvidar la eficiencia del motor. BHP ≠ lo que consume de la red.
3. No sobredimensionar. Siempre sube al motor comercial inmediatamente superior.
4. Usar la eficiencia del BEP para todo el rango. La eficiencia cambia con el caudal.

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