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Curva del sistema y punto de operación: por qué el caudal cae cuando el tanque sube
El punto de operación es el cruce de la curva de la bomba con la curva del sistema: H_bomba(Q) = H_est + hf(Q). Si la altura estática sube, la curva del sistema sube con ella y el cruce se desliza a la izquierda, con menos caudal.
Arrastra el tanque de descarga hacia arriba y hacia abajo. La bomba es la misma; lo que cambia es la cota del punto alto de la tubería de descarga, y con ella la altura que la bomba debe vencer.
Prueba rápida
Tres preguntas sobre esta lección. ¿Fallaste? La explicación aparece al instante.
1. Con caudal cero, la curva del sistema empieza en…
2. Para convertir la lectura del PIT de metros de columna (mca) a bar, hay que conocer…
3. La altura estática se mide del nivel de succión hasta…
Por qué sucede
Las flechas comparan con el punto inicial (Hest = 15 m). Los términos resaltados cambiaron.
Altura dinámica total
La altura estática va del nivel de succión hasta el punto más alto de la tubería de descarga. La bomba eleva el agua hasta esa cresta de forma continua, durante toda la operación; desde allí el agua baja hasta la descarga libre, abierta al aire, y esa bajada no le devuelve altura a la bomba. Por eso el nivel del tanque de descarga no altera Hest.
Pérdida de carga (Darcy-Weisbach)
La pérdida crece con el cuadrado de la velocidad. Menos caudal, menos velocidad, mucho menos pérdida.
Punto de operación
La bomba solo trabaja donde se cruzan las dos curvas. La curva de la bomba cae con el caudal; si el sistema pide más altura, el cruce ocurre con menos caudal.
Qué mide el PIT-01
Bernoulli entre la toma del PIT y el punto alto de la tubería: Δz = zalto − zPIT. Subir el tanque aumenta Δz más de lo que baja la pérdida, y la lectura sube. Con ρ fija, unos 10,2 mca equivalen a 1 bar.
Bomba didáctica con curva ilustrativa.
Fórmulas en texto
- Altura dinámica total
ADT = H_est + hf con H_est = z_alto - z_succion- ADT = altura dinámica total (m) · H_est = altura estática (m) · hf = pérdida de carga en la tubería (m) · z_alto = cota del punto más alto de la descarga (m) · z_succion = nivel del tanque de succión (m)
- Pérdida de carga (Darcy-Weisbach)
hf = f * (L / D) * v^2 / (2 * g) con v = Q / A- f = factor de fricción de Darcy (-) · L = longitud de la tubería (m) · D = diámetro interno (m) · v = velocidad media (m/s) · Q = caudal (m3/s) · A = área de la sección (m2) · g = 9,81 m/s2
- Punto de operación
H_bomba(Q) = H_est + hf(Q)- H_bomba(Q) = altura de la curva de la bomba al caudal Q (m) · H_est + hf(Q) = curva del sistema (m)
- Transmisor de presión en la descarga
p = rho * g * (dz + hf - v^2 / (2 * g))- p = presión manométrica en la toma (Pa) · rho = densidad (kg/m3) · dz = z_alto - z_toma (m) · hf = pérdida desde la toma hasta el punto alto (m)
Preguntas frecuentes
¿Cómo se obtiene el punto de operación de una bomba?
Se grafican la curva de la bomba (altura vs caudal) y la curva del sistema H_est + hf(Q) en el mismo gráfico. La bomba opera en el cruce, porque solo ahí la altura que entrega es igual a la que pide el sistema.
¿Por qué baja el caudal de la bomba cuando aumenta la altura estática?
Más altura estática desplaza toda la curva del sistema hacia arriba. Como la curva de una bomba centrífuga cae con el caudal, el nuevo cruce ocurre con menos caudal y más altura.
¿Qué diferencia hay entre altura estática y altura dinámica total?
La altura estática es solo el desnivel a vencer, del nivel de succión al punto más alto de la descarga. La ADT suma la pérdida de carga: ADT = H_est + hf.
¿Qué pasa si la altura estática iguala la altura de shut-off?
La igualdad solo se cumple en Q = 0. La bomba gira, pero no entrega caudal, y se calienta si sigue así por mucho tiempo.