Estima las pérdidas de carga de una subida al sump con Darcy–Weisbach. El caudal introducido es una hipótesis de cálculo, no el caudal real garantizado por la bomba.
📘Qué calcula esta herramienta
Esta calculadora estima la altura manométrica que necesita una bomba de retorno para impulsar un caudal determinado desde el sump hasta el acuario. Combina el desnivel vertical con las pérdidas de presión que se producen al circular el agua por las tuberías, los codos y las válvulas.
Utiliza la ecuación de Darcy–Weisbach para estimar la fricción y coeficientes de pérdida K para los accesorios. Es útil para comparar diámetros interiores, recorridos y materiales antes de montar o modificar una instalación.
Importante: el caudal introducido es una hipótesis de cálculo. La herramienta no determina por sí sola el caudal real que entregará una bomba concreta.
🧭Cómo utilizarla
- Caudal supuesto (L/h): indica el caudal que quieres evaluar, por ejemplo 2.000 L/h. No tiene por qué coincidir con el caudal máximo anunciado por el fabricante.
- Altura vertical de elevación (m): mide el desnivel entre la superficie del agua del sump y el punto de descarga en el acuario.
- Longitud total de tubería (m): suma los tramos horizontales y verticales por los que circula el agua.
- Diámetro interior (mm): introduce el diámetro útil por el que pasa el agua. No confundas diámetro interior con diámetro exterior o nominal.
- Material: selecciona PVC o tubo liso, manguera flexible lisa o acero comercial, según la instalación.
- Accesorios: introduce los codos de 90°, codos de 45°, válvulas abiertas y, si los conoces, otros coeficientes K.
- Pulsa Calcular y revisa la velocidad, las pérdidas por fricción, las pérdidas por accesorios y la altura manométrica total.
Consejo: para comparar dos configuraciones de forma rigurosa, cambia un solo parámetro cada vez.
📐Fórmulas aplicadas
La herramienta separa la altura estática de las pérdidas hidráulicas:
Pérdida por fricción (Darcy–Weisbach):
Pérdidas localizadas en accesorios:
Velocidad del agua:
H y h se expresan en metros de columna de agua (m.c.a.); f es el factor de fricción adimensional; L es la longitud de tubería; D, el diámetro interior; v, la velocidad; g, la aceleración de la gravedad; y ΣK, la suma de coeficientes de los accesorios. El cálculo es aproximado: las pérdidas reales dependen de las características y el estado de la instalación.
🔬Ejemplo práctico: ¿25 mm o 20 mm?
Comparamos una subida de agua desde un sump con 2.000 L/h de caudal supuesto, 1,3 m de desnivel, 2,5 m de tubería PVC, dos codos de 90° y una válvula abierta. Únicamente modificamos el diámetro interior.
| Resultado | Interior 25 mm | Interior 20 mm |
|---|---|---|
| Velocidad del agua | 1,132 m/s | 1,768 m/s |
| Pérdida por fricción | 0,152 m.c.a. | 0,442 m.c.a. |
| Pérdida por accesorios | 0,121 m.c.a. | 0,295 m.c.a. |
| Altura manométrica requerida | 1,573 m.c.a. | 2,037 m.c.a. |
Diámetro interior: 25 mm
- Velocidad del agua
- 1,132 m/s
- Pérdida por fricción
- 0,152 m.c.a.
- Pérdida por accesorios
- 0,121 m.c.a.
- Altura manométrica requerida
- 1,573 m.c.a.
Diámetro interior: 20 mm
- Velocidad del agua
- 1,768 m/s
- Pérdida por fricción
- 0,442 m.c.a.
- Pérdida por accesorios
- 0,295 m.c.a.
- Altura manométrica requerida
- 2,037 m.c.a.
Al reducir el diámetro interior de 25 a 20 mm, la pérdida por fricción aumenta aproximadamente un 191 % y la altura manométrica requerida aumenta 0,464 m.c.a. (un 29,5 %).
Interpretación: una tubería más estrecha ofrece mayor resistencia al paso del agua. Para mantener los mismos 2.000 L/h, la bomba tendría que trabajar contra una altura manométrica mayor. Esto no significa que el caudal real vaya a disminuir exactamente un 29,5 %: esa reducción depende de la curva de la bomba.
⚠️Cómo interpretar el resultado
- Velocidad: indica la rapidez del agua dentro de la tubería; aumenta al reducir el diámetro si mantenemos el mismo caudal.
- Pérdida por fricción: representa la resistencia de los tramos rectos. Depende del diámetro interior, la longitud, el caudal y la rugosidad.
- Pérdida por accesorios: estima la resistencia adicional de codos, válvulas y elementos introducidos. Los coeficientes K son orientativos y pueden variar según el modelo.
- Altura manométrica requerida: es la carga total que debe vencer la bomba para el caudal evaluado, no la altura física de la instalación ni el caudal final garantizado.
- Limitaciones: el cálculo puede no incluir pérdidas de entrada y salida, reducciones, uniones, boquillas, suciedad, biofilm y otros elementos no introducidos.
Para estimar el caudal real hay que cruzar la curva de la instalación con la curva altura–caudal (H–Q) del fabricante de la bomba.
❓Preguntas frecuentes
¿Por qué no basta con mirar los litros por hora de la caja de la bomba?
Porque el caudal máximo suele anunciarse para condiciones de resistencia mínima. Al elevar el agua y hacerla pasar por tuberías y accesorios, el caudal disponible puede disminuir. La curva H–Q del fabricante permite estimarlo.
¿Es mejor utilizar una tubería de mayor diámetro?
En general, aumentar el diámetro interior reduce la velocidad y las pérdidas de carga para un mismo caudal. Sin embargo, la elección final también depende de las conexiones de la bomba, el espacio, el montaje y el diseño del retorno.
¿Qué diferencia hay entre altura vertical y longitud de tubería?
La altura vertical es el desnivel que debe vencer la bomba. La longitud total incluye todos los tramos por los que circula el agua, también los horizontales, que generan fricción aunque no aumenten el desnivel.
¿Puedo introducir el diámetro exterior del tubo?
No. El cálculo necesita el diámetro interior real. Dos tubos con el mismo diámetro exterior pueden tener espesores de pared diferentes y, por tanto, distinta sección de paso.
¿Una manguera flexible siempre pierde más presión que el PVC?
No necesariamente. Depende de su diámetro interior real, rugosidad, curvaturas, estrangulamientos y accesorios. La opción «manguera flexible lisa» es una aproximación; una manguera corrugada puede presentar resistencias mayores.
¿La altura manométrica calculada es la que aparece en la ficha de la bomba?
La ficha suele indicar la altura máxima de elevación y, cuando está disponible, la curva H–Q. La altura calculada aquí es la que requiere tu instalación para el caudal supuesto. Hay que comprobar si la bomba puede suministrar ese caudal a esa altura.
¿Sirve también para un circuito cerrado sin desnivel entre entrada y salida?
La fricción y las pérdidas por accesorios siguen existiendo, pero la altura estática neta puede ser distinta o anularse según el circuito. Esta calculadora está planteada principalmente para una subida desde sump; en otros sistemas hay que definir correctamente el balance de alturas y presiones.
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