La potencia hidráulica vale ρgQH: es el trabajo que realmente recibe el fluido. Todo lo que esté por encima son pérdidas. Introduce el caudal, la altura manométrica, la densidad y los rendimientos de la bomba y del motor para obtener la potencia hidráulica, la potencia al eje, la potencia eléctrica absorbida y la energía específica en kilovatios hora por metro cúbico movido.
Calculadora
Unidades:
m³/h
Caudal volumétrico en el punto de trabajo
m
Altura geométrica más pérdidas de carga más exigencia de presión
kg/m³
El agua a 20 °C tiene 998 kg/m³
%
En el punto real, no el máximo del modelo. Del 70 al 85 % en una buena bomba centrífuga
%
Los motores IE3 alcanzan del 89 al 94 %
Resultado del cálculo
Pulsa Calcular para obtener la potencia hidráulica entregada al fluido, la potencia que la bomba necesita en su eje, la potencia eléctrica que absorbe el motor y la energía específica por metro cúbico impulsado.
Solución paso a paso
Ayuda de dimensionamiento preliminar. Los resultados siguen las fórmulas publicadas que se citan más abajo y están pensados para estimaciones, estudio y diseño preliminar. El proyecto definitivo debe verificarlo un ingeniero cualificado conforme a la normativa vigente donde se ejecute la obra.
Beneficios principales
✓Separa las potencias hidráulica, al eje y eléctrica en lugar de confundirlas
✓Da la energía específica, que convierte directamente un servicio en coste de explotación
✓Sirve para cualquier fluido a través de su densidad
✓Avisa cuando el rendimiento declarado es inverosímil para ese punto de trabajo
✓El gráfico de sensibilidad muestra la potencia creciendo linealmente con la altura
✓Enlaces compartibles y exportación a CSV para el expediente de proyecto
¿Qué es la potencia de una bomba?
La potencia hidráulica es el ritmo al que una bomba realiza trabajo sobre el fluido: P = ρgQH, donde ρ es la densidad, Q el caudal volumétrico y H la altura manométrica total. Es la única parte de la energía que va adonde se pretendía. La potencia al eje es mayor, porque la bomba en sí no es perfectamente eficiente: la recirculación interna, el rozamiento de disco y las pérdidas hidráulicas consumen energía sin añadir altura. La potencia eléctrica es mayor todavía, porque el motor tiene sus propias pérdidas.
Por qué el rendimiento depende del punto de trabajo
Una bomba centrífuga tiene un único caudal en el que es más eficiente —su punto de máximo rendimiento— y el rendimiento cae a ambos lados. Hazla trabajar muy por debajo de ese caudal y domina la recirculación; por encima, las pérdidas hidráulicas se disparan. Una bomba declarada al 82 % puede entregar un 60 % en un punto alejado de su diseño, y por eso sobredimensionar una bomba cuesta energía de forma permanente y no solo en el arranque.
La energía específica traduce un servicio en dinero
Dividir la potencia eléctrica por el caudal da la energía por metro cúbico movido, en kWh/m³. Esa cifra se compara directamente entre bombas, instalaciones y emplazamientos, y se multiplica tal cual para dar un coste anual. El punto de trabajo del ejemplo consume 0,118 kWh/m³, así que una instalación que mueva 400.000 m³ al año usa unos 47.000 kWh, lo que a tarifas comerciales habituales supone un coste de explotación de varias veces el precio de compra de la bomba.
Fórmula
P_hidráulica = ρ · g · Q · H
Potencia entregada al fluido, con Q en m³/s y H en metros
Fórmulas relacionadas
P_eje = P_hidráulica / η_bomba
P_eléctrica = P_eje / η_motor
η_global = η_bomba · η_motor
e = P_eléctrica / Q
Definición de variables
Símbolo
Variable
Unidad
Descripción
Q
Caudal
m³/h
Caudal volumétrico entregado por la bomba.
H
Altura manométrica total
m
Altura geométrica más pérdidas de carga más cualquier exigencia de presión, expresadas como altura.
ρ
Densidad del fluido
kg/m³
998 para agua a 20 °C. Los fluidos más densos necesitan proporcionalmente más potencia.
η_bomba
Rendimiento de la bomba
%
En el punto de trabajo real, no el máximo declarado para el modelo.
η_motor
Rendimiento del motor
%
Los motores IE3 alcanzan del 89 al 94 % según su tamaño.
e
Energía específica
kWh/m³
Energía eléctrica por metro cúbico impulsado.
Cómo usar esta calculadora
Usa la altura manométrica total, no la geométricaLa altura total es la geométrica más las pérdidas de carga en la tubería más cualquier presión que la instalación deba entregar, todo expresado en metros. Las pérdidas suben aproximadamente con el cuadrado del caudal, así que un punto de trabajo deducido solo de la altura geométrica puede quedarse muy corto al caudal de servicio.
Lee el rendimiento de la curva en tu punto de trabajoLa cifra que encabeza una ficha técnica es el máximo. El rendimiento cae a ambos lados del punto de máximo rendimiento, así que una bomba que trabaja lejos de su diseño puede entregar un 60 % donde se declaraba un 82. Lee el valor al caudal real.
Emplea la densidad real del fluidoLa potencia le es directamente proporcional. Una salmuera o un lodo a 1.200 kg/m³ necesita un 20 % más de potencia que el agua para el mismo caudal y la misma altura, y la curva de la bomba se publica casi siempre para agua.
Dimensiona el motor por encima de la potencia al ejeUna bomba centrífuga absorbe más potencia, no menos, cuando se desplaza hacia el caudal alto y la altura baja. Dimensionar el motor exactamente en el punto de trabajo expone a una sobrecarga en cuanto la resistencia de la instalación sea menor de lo supuesto, algo habitual en la puesta en marcha, antes de que aparezcan incrustaciones.
Lee la energía específica para el coste de explotaciónMultiplícala por el volumen anual para obtener el consumo anual. Esta es la cifra que decide si una bomba más eficiente merece su sobrecoste, y en servicio continuo la respuesta es casi siempre que sí.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Una bomba entrega 50 m³/h contra 30 m de altura manométrica total, con agua a 998 kg/m³, un 75 % de rendimiento de bomba y un motor del 92 %.
Rendimiento global: 0,75 × 0,92 = 69,0 %, la fracción de la electricidad que llega al fluido
Energía específica: 5,912 / 50 = 0,1182 kWh por m³
Valoración: 1,83 kW de los 5,91 kW absorbidos se convierten en calor en lugar de en altura. En marcha continua, esta bomba consume unos 51.800 kWh al año.
Ejemplo 2
El mismo servicio con la bomba trabajando fuera de su punto de máximo rendimiento, al 60 % en lugar del 75 %: la consecuencia habitual de sobredimensionar.
Solución paso a paso
La potencia hidráulica no cambia, 4,079 kW: el fluido recibe exactamente el mismo trabajo
Potencia al eje: 4,079 / 0,60 = 6,799 kW, frente a 5,439 kW antes
Potencia eléctrica: 6,799 / 0,92 = 7,390 kW, frente a 5,912 kW
Energía específica: 0,1478 kWh/m³, frente a 0,1182: un aumento del 25 %
La bomba realiza un trabajo útil idéntico y consume 1,48 kW más para hacerlo.
A lo largo de un año de marcha continua eso son unos 12.900 kWh de puro desperdicio, que a tarifas comerciales habituales supera varias veces la diferencia de precio entre una bomba bien dimensionada y una sobredimensionada.
El mecanismo importa tanto como la cifra. Una bomba sobredimensionada para su servicio trabaja a la izquierda de su punto de máximo rendimiento, donde domina la recirculación interna, y la recirculación no solo desperdicia energía: provoca vibraciones y acelera el desgaste del rodete y de los rodamientos.
Por eso los variadores de frecuencia se amortizan tan fácilmente en servicios variables: en lugar de estrangular con una válvula para forzar a una bomba sobredimensionada a bajar por su curva, el variador desplaza la curva entera y la bomba se mantiene cerca de su pico de rendimiento.
Sensibilidad a la altura manométrica
Las tres series de potencia crecen linealmente con la altura, separadas por los dos factores de rendimiento. La energía específica crece también linealmente, ya que es la potencia dividida por un caudal constante. El marcador señala tu altura actual.
Potencia eléctricafrente aAltura manométrica total
Se recalcula en vivo con tus datos. El marcador señala tu valor actual.
Gráfico de líneas de Potencia eléctrica frente a Altura manométrica total. Los mismos valores aparecen en la tabla de datos de abajo.
Valores representados arriba, muestreados en el rango de altura manométrica total.
Cómo interpretar el resultado
La potencia hidráulica la fija el servicio; son los dos rendimientos los que determinan lo que cuesta entregarla. La energía específica es la cifra que convierte todo el conjunto en dinero.
Potencia eléctrica: < 5Bomba pequeña
Una demanda eléctrica de your result kW corresponde a una bomba pequeña. A esta escala las opciones de rendimiento de motor son limitadas y el ahorro absoluto es modesto, así que la sencillez y la fiabilidad suelen importar más que uno o dos puntos de rendimiento.
Una demanda eléctrica de your result kW es donde el rendimiento empieza a pagar de verdad. En servicio continuo el coste anual de electricidad superará el precio de compra de la bomba, así que el punto de trabajo y el rendimiento en él merecen confirmarse en lugar de suponerse.
Potencia eléctrica: 50 – 250Bomba grande: el rendimiento domina el coste
Con your result kW el coste de explotación supera con mucho al de inversión a lo largo de cualquier vida útil razonable. Un análisis detallado del punto de trabajo, una bomba elegida en su punto de máximo rendimiento y control por variación de velocidad en carga variable se justifican todos a esta escala.
Potencia eléctrica: ≥ 250Consumidor de energía importante
Con your result kW esta bomba es por sí sola una carga significativa. Optimizar la instalación —tuberías mayores para reducir pérdidas de carga, menor altura geométrica donde se pueda, varias bombas escalonadas para seguir la demanda— suele rendir más que cualquier cambio en la bomba misma.
Energía específica: ≥ 0.5Servicio de consumo intensivo
Con your result kWh/m³ esta es una forma cara de mover fluido. Comprueba si la altura manométrica total es realmente necesaria: las pérdidas de carga suelen representar una parte grande y reducible, y bajan aproximadamente con el cuadrado de la velocidad si se amplía la tubería.
Errores comunes que evitar
Tomar la altura geométrica como altura total
Por qué importa:La altura total incluye las pérdidas de carga en la tubería y cualquier presión que la instalación deba entregar. Las pérdidas suben aproximadamente con el cuadrado del caudal, así que en un trazado largo o estrecho pueden superar por sí solas a la altura geométrica.
✓Cómo evitarlo:Traza la curva completa de la instalación —geométrica más pérdidas al caudal de proyecto— y toma la altura donde corta a la curva de la bomba. Esa intersección es el punto de trabajo real, no la intención de proyecto.
Usar el rendimiento máximo de la ficha técnica
Por qué importa:Esa cifra solo vale en un caudal. Una bomba que trabaja lejos de su punto de máximo rendimiento puede estar 20 puntos por debajo, y el ejemplo de arriba muestra lo que eso cuesta: un 25 % más de energía para un trabajo útil idéntico.
✓Cómo evitarlo:Lee el rendimiento de la curva en el punto real. Si está muy por debajo del máximo, la bomba no es del tamaño adecuado, no es que sea mala.
Dimensionar el motor exactamente a la potencia al eje
Por qué importa:Una bomba centrífuga absorbe más potencia cuando la altura baja y el caudal sube. En la puesta en marcha, antes de que el ensuciamiento y las incrustaciones aumenten la resistencia, la bomba suele desplazarse hacia el caudal alto y sobrecargar un motor dimensionado en el punto de proyecto.
✓Cómo evitarlo:Dimensiona el motor con margen, o comprueba la potencia al caudal máximo de la bomba —la condición de desbocamiento— y no solo en el punto de proyecto.
Estrangular para regular el caudal
Por qué importa:Una válvula reduce el caudal añadiendo altura artificial, así que la bomba sigue consumiendo para generar una altura que luego se destruye en la válvula. La energía se pierde por completo, y la bomba se aleja al mismo tiempo de su punto de máximo rendimiento.
✓Cómo evitarlo:Emplea un variador de frecuencia en un servicio variable, o recorta el rodete para un caudal permanentemente reducido. Ambas cosas desplazan la curva de la bomba en lugar de luchar contra ella.
Ignorar la densidad del fluido
Por qué importa:La potencia le es directamente proporcional. Dimensionar con agua para un fluido a 1.200 kg/m³ infravalora la necesidad en un 20 %, y las curvas de bomba se publican casi siempre para agua.
✓Cómo evitarlo:Usa la densidad real y comprueba además la corrección por viscosidad del fabricante: un fluido viscoso reduce a la vez la altura y el rendimiento de un modo que la densidad por sí sola no recoge.
Pasar por alto el NPSH
Por qué importa:Este cálculo da la potencia necesaria y no dice nada sobre si la bomba puede aspirar el fluido. Una bomba con potencia de sobra cavitará igualmente si el NPSH disponible cae por debajo del que necesita.
✓Cómo evitarlo:Compara el NPSH disponible con el requerido al caudal de proyecto, recordando que el NPSHr sube con fuerza cuando la bomba se desplaza hacia el caudal alto.
Aplicaciones prácticas
▸Dimensionar el motor de una bomba para un servicio dado
▸Estimar el coste de explotación de una instalación de bombeo
▸Comparar bombas por su coste total de propiedad
▸Cuantificar la penalización de trabajar fuera del punto de máximo rendimiento
▸Valorar el beneficio de reducir las pérdidas de carga de la instalación
▸Establecer referencias de energía específica en todo un emplazamiento
Casos de uso por sector
Agua potable y aguas residuales
El bombeo suele ser el primer consumidor de electricidad de una estación de tratamiento, así que la energía específica en kWh/m³ se sigue como indicador de rendimiento de primer nivel. Una tendencia al alza suele indicar ensuciamiento, desgaste o una deriva del punto de trabajo, más que un cambio de demanda.
Instalaciones de edificación
Los circuladores de calefacción y climatización funcionan la mayor parte del año a carga parcial. La variación de velocidad sigue la demanda en lugar de estrangular contra una bomba de velocidad fija y, como la potencia cae aproximadamente con el cubo de la velocidad, los ahorros a carga parcial son desproporcionadamente grandes.
Industrias de proceso
Las bombas que manejan fluidos densos o viscosos necesitan tanto una corrección de densidad como un declasamiento por viscosidad, ya que las curvas del fabricante se publican para agua. Los dos efectos se suman: un fluido viscoso pide más potencia y la bomba entrega menos altura al hacerlo.
Consejos prácticos
💡La potencia hidráulica vale ρgQH: todo lo que esté por encima son pérdidas.
💡Un 75 % de rendimiento de bomba y un 92 % de motor entregan el 69 % de la electricidad al fluido.
💡Trabajar 15 puntos por debajo del máximo rendimiento costó un 25 % más de energía en el ejemplo.
💡La energía específica en kWh/m³ convierte directamente un servicio en coste anual.
💡Una bomba centrífuga absorbe más cuando la altura baja: dimensiona el motor para el desbocamiento.
💡Estrangular desperdicia energía añadiendo altura; la variación de velocidad desplaza la curva.
Ventajas y limitaciones
Ventajas
✓Separa las tres potencias, que se confunden habitualmente
✓Da la energía específica, la magnitud que decide los argumentos de compra
✓Sirve para cualquier fluido a través de su densidad
✓Avisa cuando un rendimiento declarado es inverosímil para el servicio
✓Es lo bastante sencilla para comprobarla a mano en una revisión
Limitaciones
!Supone un único punto de trabajo permanente
!Los rendimientos deben aportarse: el cálculo no puede conocer la curva de la bomba
!No tiene en cuenta la viscosidad, que declasa a la vez altura y rendimiento
!No comprueba el NPSH, que determina si la bomba puede funcionar siquiera
!Ignora las pérdidas en acoplamientos, reductores o variadores de frecuencia
!Supone densidad constante; el aire arrastrado o los sólidos la modifican
!No modeliza la interacción con la curva de la instalación ni el funcionamiento de bombas en paralelo
Lo que cuesta el rendimiento con un servicio fijo
50 m³/h contra 30 m de altura, con agua y un motor del 92 % en todas las filas. La potencia hidráulica es idéntica en cada una: solo cambia el rendimiento, y con él la electricidad.
50 m³/h, 30 m de altura, agua a 998 kg/m³, motor del 92 %. El fluido recibe exactamente 4,079 kW en cada fila. Entre el caso del 50 % y el del 82 %, la electricidad absorbida difiere en 3,46 kW: más de 30.000 kWh al año en servicio continuo, para un trabajo útil idéntico.
La potencia hidráulica es ρgQH con el caudal en m³/s. Divide por el rendimiento de la bomba para la potencia al eje, y otra vez por el del motor para la eléctrica. 50 m³/h a 30 m dan 4,079 kW hidráulicos y 5,912 kW eléctricos con un 75 % y un 92 %.
¿Qué diferencia hay entre potencia hidráulica y potencia al eje?
La potencia hidráulica es el trabajo que realmente recibe el fluido. La potencia al eje es lo que la bomba necesita para entregarlo, mayor en sus propias pérdidas: recirculación, rozamiento de disco y pérdidas hidráulicas dentro de la carcasa. La diferencia entre ambas es exactamente el rendimiento de la bomba.
¿Qué es un buen rendimiento de bomba?
Del 70 al 85 % en una bomba centrífuga bien elegida en su punto de máximo rendimiento. Las bombas pequeñas rinden menos, y cualquier bomba que trabaje lejos de su caudal de diseño quedará bastante por debajo del máximo declarado.
¿Qué es la energía específica en bombeo?
Es la energía eléctrica por metro cúbico movido, en kWh/m³. Se multiplica directamente para dar un coste anual y se compara entre bombas, instalaciones y emplazamientos, lo que la convierte en la magnitud de referencia para decidir una compra. Es también el indicador que permite comparar dos instalaciones de tamaño distinto.
¿Por qué una bomba sobredimensionada desperdicia energía?
Porque trabaja a la izquierda de su punto de máximo rendimiento, donde domina la recirculación interna. El ejemplo de arriba muestra que bajar del 75 % al 60 % de rendimiento cuesta un 25 % más de electricidad para un trabajo útil idéntico, además de vibraciones y desgaste acelerado.
¿Conviene estrangular una válvula para reducir el caudal?
Solo como último recurso. Estrangular reduce el caudal añadiendo altura artificial, así que la bomba sigue generando una altura que luego se destruye en la válvula. Un variador de frecuencia desplaza la curva de la bomba y ahorra la energía directamente.
¿Cuánta potencia necesita una bomba con un fluido más denso?
Proporcionalmente más. La potencia es directamente proporcional a la densidad, así que un fluido a 1.200 kg/m³ necesita un 20 % más de potencia que el agua para el mismo caudal y la misma altura manométrica. Comprueba además el declasamiento por viscosidad, que la densidad por sí sola no recoge.
¿Qué tamaño de motor hay que especificar?
Por encima de la potencia al eje del punto de trabajo, con margen para el desbocamiento. Una bomba centrífuga absorbe más potencia cuando la altura baja, así que un motor dimensionado exactamente al punto de proyecto puede sobrecargarse si la resistencia es menor de lo supuesto.
¿Por qué ahorran tanto los variadores de frecuencia en bombas?
Porque la potencia cae aproximadamente con el cubo de la velocidad en una instalación dominada por las pérdidas de carga. Girar al 80 % de la velocidad puede absorber en torno a la mitad de la potencia, de ahí que los ahorros a carga parcial sean desproporcionados.
¿Me dice este cálculo si la bomba va a cavitar?
No. Da la potencia necesaria. Que la bomba pueda aspirar el fluido depende del NPSH disponible frente al que exige, lo que constituye una comprobación completamente aparte y que conviene hacer antes de cerrar la elección. Una bomba con potencia de sobra cavita igualmente si su aspiración no acompaña.
Glosario
Potencia hidráulica
Potencia de trabajo entregada al fluido, ρgQH.
Potencia al eje
Potencia que la bomba exige en su eje, pérdidas internas incluidas.
Altura manométrica total
Altura geométrica más pérdidas de carga más cualquier exigencia de presión, en metros.
Punto de máximo rendimiento
Caudal al que una bomba es más eficiente; el rendimiento cae a ambos lados.
Punto de trabajo
Intersección de la curva de la bomba con la de la instalación: el caudal y la altura realmente entregados.
Energía específica
Energía eléctrica por metro cúbico impulsado, en kWh/m³.
Curva de la instalación
Altura exigida frente al caudal por la tubería, creciendo aproximadamente con el cuadrado del caudal.
Desbocamiento
Funcionamiento al caudal máximo y altura mínima, donde una bomba centrífuga más potencia absorbe.
Recorte del rodete
Reducción del diámetro del rodete para bajar de forma permanente la curva de la bomba.
Recirculación
Inversión interna del flujo a caudales bajos, que desperdicia energía y provoca vibraciones.
Referencias científicas y normativas
ISO 9906: Bombas rotodinámicas — Ensayos de funcionamiento hidráulico para la recepción — Organización Internacional de Normalización
ANSI/HI 1.3: Rotodynamic Centrifugal Pumps for Design and Application — Hydraulic Institute
Karassik, I. J. y otros, Pump Handbook, 4.ª edición — McGraw-Hill
Europump y Hydraulic Institute, Variable Speed Pumping: A Guide to Successful Applications — Elsevier
Reglamento UE 547/2012: requisitos de diseño ecológico aplicables a las bombas de agua — Comisión Europea
Conclusión
La potencia hidráulica la fija el servicio —ρgQH y nada más—, así que toda diferencia entre bombas al mismo caudal y la misma altura es una diferencia de pérdidas. La tabla de arriba lo hace concreto: el fluido recibe exactamente 4,079 kW en cada fila, mientras que la electricidad absorbida va de 5,41 a 8,87 kW según el solo rendimiento de la bomba. En servicio continuo esa horquilla supera los 30.000 kWh al año para un trabajo útil idéntico, y por eso el rendimiento en el punto de trabajo real importa más que casi cualquier otro criterio de elección. De ahí se siguen dos cosas. Lee el rendimiento de la curva al caudal al que realmente vas a trabajar, y no el máximo de la ficha técnica, porque una bomba 15 puntos por debajo de su máximo costó un 25 % más en el ejemplo. Y donde el caudal varíe, desplaza la curva de la bomba con un variador en lugar de estrangular contra ella: una válvula reduce el caudal creando una altura que la bomba ya ha pagado por generar.
Introduce arriba tu caudal, tu altura y tus rendimientos para obtener la potencia y el coste de explotación.
