Presión y altura de succión: qué significan estos parámetros y por qué son importantes

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Presión y altura manométrica: qué significan estos parámetros y por qué son importantes

Cuando el cliente elige una bomba, normalmente se fija en la potencia en kW, el consumo y el precio. Parámetros como la presión y la altura manométrica pasan desapercibidos – y precisamente este es el motivo más frecuente por el cual la bomba, tras su instalación, no funciona en absoluto o funciona mal. He visto docenas de casos en los que el cliente compró una bomba "según la potencia del motor" y luego se preguntaba por qué el agua no llegaba al segundo piso. O por qué la bomba circuladora del suelo radiante "sonaba bien", pero los radiadores estaban fríos.

Este artículo le explicará qué significan realmente la presión y la altura manométrica, cómo se relacionan entre sí, cómo calcularlas o estimarlas correctamente para su caso concreto – y qué ocurre si elige una bomba que no cumple con alguno de estos parámetros. Si le interesa también el tema del cálculo del caudal, consulte el artículo Potencia y caudal de la bomba: cómo calcular lo que realmente necesita.

Conceptos básicos: presión, altura manométrica y su relación mutua

Comenzamos desde los fundamentos, ya que estos dos conceptos aparecen simultáneamente en catálogos y hojas técnicas y muchas personas los confunden o no los entienden correctamente.

Presión (Pa, kPa, bar)

Presión es la fuerza que ejerce un líquido por unidad de superficie. En el contexto de las bombas nos interesa especialmente la diferencia de presión – es decir, en cuánto la bomba aumenta la presión del líquido en su salida respecto a la entrada. Este parámetro se suele expresar en las siguientes unidades:

Pa (pascal) – unidad básica del SI, muy pequeña, usada en sistemas de baja presión
kPa (kilopascal) – 1 kPa = 1 000 Pa, común en la documentación técnica de bombas circuladoras
bar – 1 bar = 100 000 Pa = 100 kPa, unidad estándar en la hidráulica y en la calefacción
mbar (milíbar) – 1 mbar = 100 Pa, a veces en aplicaciones de muy baja presión

En los sistemas de calefacción convencionales hablamos de diferencias de presión en el rango de 10 – 600 kPa (0,1 – 6 bar). Las bombas circuladoras para calefacción central suelen trabajar con una diferencia de presión de 20 – 80 kPa, mientras que las bombas para abastecimiento de agua o bombas con hidrofor pueden funcionar incluso a 3 – 6 bar.

Altura manométrica (m de columna de agua)

Altura manométrica (en inglés head, en alemán Förderhöhe) es otra forma de expresar el mismo parámetro – pero en metros de columna de agua. Es la altura de la superficie que la bomba podría crear si conectáramos una tubería vertical llena de agua a su salida. La relación es sencilla:

1 m de columna de agua = 9 807 Pa ≈ 9,81 kPa ≈ 0,098 bar

O redondeando: 10 m = 1 bar = 100 kPa. Este redondeo es común en la práctica y es suficiente para la mayoría de los cálculos ingenieriles.

¿Por qué existen ambas unidades? Históricamente, la altura manométrica en metros se usaba en bombas para agua y pozas – era intuitivo decir "la bomba levanta el agua a 30 metros". En la calefacción central, por otro lado, se trabaja habitualmente con kPa, ya que los instaladores calculan las pérdidas de presión en tuberías precisamente en pascals. Ambas unidades son equivalentes, pero hay que saber convertirlas correctamente.

Altura manométrica vs. altura geométrica: una diferencia importante

Aquí viene la primera cuestión que mucha gente no entiende – y por la cual comete errores al elegir una bomba. La altura manométrica de la bomba no significa la altura geométrica a la que puede elevar el agua.

La altura manométrica total se gasta en dos cosas:

Superar la altura geométrica (geodésica) – la diferencia real de altura entre el punto de succión y el de descarga
Superar las pérdidas hidráulicas en las tuberías – fricción en las tuberías, pérdidas en las curvas, válvulas, intercambiadores de calor y otros elementos

Matemáticamente: H_bomba = H_geodésica + H_pérdidas

Imagínese un ejemplo sencillo: tiene una noria de la que quiere bombear agua a un depósito situado 8 metros más arriba. La red de tuberías es larga y vieja, y estima que las pérdidas hidráulicas ascienden a 4 metros de columna de agua. La bomba debe tener, por tanto, una altura manométrica mínima de 8 + 4 = 12 m. Si compra una bomba con una altura manométrica de 9 m, no será suficiente – el agua no llegará a la cota superior.

En los sistemas de calefacción cerrados (calefacción central) es distinto – allí la altura geométrica normalmente no juega ningún papel, ya que el sistema es cerrado y lo que la bomba eleva en un lado, la gravedad ayuda a devolver en el otro. En un circuito cerrado, la bomba supera solo las pérdidas hidráulicas en las tuberías y los equipos. Sobre esto y otras diferencias leerá en el artículo Bombas circuladoras vs. bombas de impulsión: diferencias, ventajas y cuándo usar cada una.

Curva característica de la bomba: el corazón de la eleccción

Cada bomba tiene su propia curva QH – característica que muestra la relación entre el caudal (Q, en m³/h o l/min) y la altura manométrica (H, en metros). Esta curva es una herramienta clave para elegir correctamente la bomba.

El principio es sencillo: mientras mayor caudal se solicite, menor será la altura manométrica disponible. Y al revés – cuando el caudal es cero (válvula cerrada), la altura manométrica es máxima. Este comportamiento está determinado físicamente por la construcción de la bomba y no se puede evitar fácilmente.

En la curva característica busca el llamado punto de funcionamiento – el lugar donde se cruza la curva de la bomba con la curva de resistencia de tu sistema (curva de red). Precisamente en este punto la bomba trabajará en la operación real. Si el punto de funcionamiento se elige correctamente, la bomba funciona de forma eficiente y fiable. Si se elige mal (por ejemplo, muy a la derecha – es decir, con un caudal muy alto y una altura baja), la bomba sobrecarga el motor y se acorta su vida útil.

Las modernas bombas circuladoras con motor electrónico (EC) pueden adaptar automáticamente el punto de funcionamiento – miden la diferencia de presión en el sistema y regulan las revoluciones. Más información sobre los tipos de bombas en el artículo Cómo elegir la bomba correcta para calefacción o agua: paso a paso.

Pérdidas hidráulicas en las tuberías: dónde desaparece la altura manométrica

Entender dónde se "gasta" la altura manométrica en el sistema es clave para elegir correctamente la bomba. Las pérdidas hidráulicas ocurren en todas partes donde el líquido encuentra resistencia:

Fricción en las tuberías (pérdidas lineales)

Cada metro de tubería ofrece resistencia al líquido. El tamaño de esta resistencia depende de:

Diámetro de la tubería – diámetro más pequeño = mayor resistencia (la dependencia no es lineal, sino exponencial)
Velocidad del flujo – mayor velocidad = resistencia mucho mayor (dependencia del cuadrado de la velocidad)
Rugosidad de las paredes de la tubería – las viejas tuberías de acero son mucho más rugosas que las nuevas de plástico
Viscosidad cinemática del líquido – la viscosidad es menor en agua caliente (80 °C) que en agua fría

En la práctica, para instalaciones comunes se utiliza la regla del pulgar: en una distribución típica de calefacción central se considera una pérdida de presión de 100 – 150 Pa/m de tubería (a caudales normales y diámetros adecuados de 15–22 mm). Para orientación precisa: 100 Pa/m = 0,01 m de columna de agua por metro de longitud de tubería.

Pérdidas locales (resistencias locales)

Cada codo, T, válvula, regulador, filtro, intercambiador de calor u otra pieza de forma añade más resistencia. En la práctica, las pérdidas locales suelen estimarse como 50 – 100 % de las pérdidas lineales, es decir, si tienes una distribución con pérdidas lineales de 2 m de columna de agua, las pérdidas locales añadirán otros 1 – 2 m.

La fuente más intensa de resistencia en el sistema (la rama más larga con la mayor resistencia) se llama rama crítica y precisamente su pérdida hidráulica determina la altura manométrica necesaria para la bomba.

Resistencia de los equipos

La caldera, la bomba de calor, el intercambiador de calor, el colector de suelo radiante, el manifold – todo ello tiene su propia resistencia hidráulica, que el fabricante indica en la documentación técnica. Esta resistencia debe sumarse a la resistencia de la distribución. Por ejemplo, una caldera de condensación puede tener una resistencia hidráulica del intercambiador primario de 20 – 50 kPa a caudal nominal – son 2 – 5 metros de columna de agua que la bomba debe superar antes de comenzar a superar las resistencias de la distribución de tuberías.

Ejemplos prácticos de la práctica

Ejemplo 1: Bomba circuladora para una casa unifamiliar con radiadores

Imagina una casa unifamiliar típica, de dos plantas, con calefacción convencional por radiadores. La caldera está en la caldera en la planta baja, el sistema tiene unos 8 radiadores, la rama más larga tiene una longitud de circuito (tubería de alimentación + retorno) de unos 40 m, el diámetro de la tubería es en su mayor parte de 15 mm (1/2″).

Cálculo de la altura manométrica necesaria:

Pérdidas lineales: 40 m × 120 Pa/m = 4 800 Pa = 4,8 kPa = 0,49 m
Pérdidas locales (estimación del 80 %): 0,49 × 0,8 = 0,39 m
Resistencia hidráulica de la caldera: unos 20 kPa = 2,04 m
Resistencia hidráulica de las válvulas termostáticas y regulación: unos 15 kPa = 1,53 m
Altura manométrica total necesaria: unos 4,5 m de columna de agua

En la práctica, para una casa así basta con una bomba circuladora trirregulable estándar con una altura manométrica de 6 – 8 m (a caudal nominal), lo que corresponde al parámetro con el que se encuentra en bombas comunes de la categoría 25-60 o 25-80 (los números indican el diámetro de conexión en mm y la altura manométrica máxima en décimas de metro).

Ejemplo 2: Bomba para bombear agua de un pozo

El cliente tiene un pozo con una superficie de agua 6 m bajo tierra. Quiere bombear el agua a un depósito en el desván, que está 5 m sobre el suelo. La tubería es de plástico (PP-R), la longitud de la trayectoria es de unos 25 m horizontalmente, con varios codos.

Cálculo:

Altura geodésica (dirección de succión): 6 m (succión – distancia bajo la superficie)
Altura geodésica (dirección de presión): 5 m (altura del depósito sobre el suelo)
Altura geodésica total: 6 + 5 = 11 m
Pérdidas hidráulicas en la tubería: 25 m × 0,015 m/m = 0,375 m (tuberías de plástico, menor resistencia)
Pérdidas locales + válvula de retención + filtro de succión: unos 2 m
Altura manométrica total necesaria: 11 + 0,375 + 2 ≈ 14 m

Aquí hay una diferencia fundamental con respecto a un circuito cerrado – la altura geodésica juega un papel principal y hay que tenerla en cuenta en su totalidad. Una bomba con una altura manométrica menor de 14 m simplemente no podrá bombear el agua al depósito. El coeficiente de seguridad debería ser al menos del 15 – 20 %, por lo que buscamos una bomba con una altura manométrica mínima de 16 – 17 m a caudal requerido.

Ejemplo 3: Calefacción por suelo radiante – por qué no basta con una bomba pequeña

La calefacción por suelo radiante tiene una resistencia hidráulica mucho mayor que la calefacción por radiadores, porque los tubos son finos (16 o 20 mm) y largos – un circuito de calefacción por suelo radiante puede tener 80 – 120 m de tubo. La pérdida hidráulica de un circuito así puede ser de 20 – 40 kPa. Si tienes 5 – 6 de estos circuitos conectados a un colector, la bomba debe superar la resistencia del circuito más largo + la resistencia del colector + la resistencia de la caldera.

En la práctica, al instalar calefacción por suelo radiante en viviendas de hasta 200 m², se suele requerir una altura manométrica de 4 – 8 m con un caudal de 0,8 – 2 m³/h. Por eso, para el suelo radiante son adecuados bombas circuladoras con mayor altura manométrica que para los radiadores – típicamente se usa el rango 25-60 o 25-80, mientras que para los radiadores a veces sería suficiente incluso un 25-40.

Altura manométrica máxima vs. altura manométrica de trabajo

En los catálogos se encuentra el parámetro Hmax – altura manométrica máxima. Este valor es válido cuando el caudal es cero (es decir, cuando la salida está completamente cerrada). En la práctica, cuando la bomba funciona con un caudal nominal, la altura manométrica es significativamente menor.

Relación típica: con un caudal nominal, la altura manométrica disponible es del 50 – 70 % del valor Hmax. Por eso, si en el catálogo ves Hmax = 8 m y necesitas una altura manométrica de 6 m con un caudal de 1 m³/h, comprueba la curva QH – puede que no se cumpla. Hmax es solo un punto en la curva y no el más importante.

Por eso siempre pide la curva QH o al menos una tabla con valores de caudal y altura manométrica correspondiente. En la documentación técnica de fabricantes serios encontrarás siempre estos datos.

Presión en el sistema y diferencia de presión: otro parámetro importante

Además de la altura manométrica (diferencia de presión generada por la bomba), en el sistema también existe la presión de trabajo (estática) – es decir, la presión absoluta a la que debe estar diseñada la bomba. Estos dos conceptos son distintos:

Diferencia de presión (ΔP): diferencia entre la presión de salida y entrada de la bomba – es decir, lo que la bomba "genera"
Presión máxima de trabajo (PN): presión absoluta máxima que puede soportar la bomba durante largo tiempo sin daño

En los sistemas de calefacción comunes, la presión de trabajo es de 1 – 3 bar. Las bombas circuladoras estándar están diseñadas para PN 6 – 10 bar, lo cual es suficiente. En aplicaciones industriales o sistemas con hidroforo, la exigencia de PN puede ser mayor y hay que tenerlo en cuenta al elegir.

También es importante el parámetro temperatura máxima del medio: la mayoría de las bombas circuladoras para calefacción soportan 110 – 120 °C, lo cual es suficiente para calderas de condensación y bombas de calor. Para sistemas solares o aplicaciones especiales con temperaturas más altas, se necesitan bombas especiales.

Altura de aspiración y cavitación: problema oculto al bombear agua

En bombas para sistemas abiertos (pozos, depósitos) es un parámetro crítico la altura máxima de aspiración – es decir, cuántos metros puede estar la superficie del líquido aspirado por debajo de la bomba. El límite físico está dado por la presión atmosférica y, en el caso del agua al nivel del mar, teóricamente es de unos 10,3 m. En la práctica es mucho menos – típicamente 6 – 8 m, porque:

Las pérdidas en la tubería de aspiración reducen el vacío efectivo
La temperatura del agua aumenta la presión de vapor (con agua más caliente, la cavitación ocurre antes)
La altitud reduce la presión atmosférica (a 1000 m de altitud, la presión es unos 10 % menor)

Cavitación ocurre cuando la presión en la bomba cae por debajo de la presión de vapor del líquido – el agua se evapora localmente y se forman burbujas de vapor. Cuando estas burbujas llegan a una zona de mayor presión, explotan (implosionan) con una gran fuerza. Resultado: ruido, vibraciones y daños mecánicos a la rueda y al cuerpo de la bomba. La cavitación es una de las causas más frecuentes del desgaste prematuro de bombas en sistemas abiertos.

La prevención es sencilla: instala la bomba lo más cerca posible de la superficie del líquido aspirado, usa tuberías de aspiración correctamente dimensionadas (mayor diámetro = menor resistencia) y minimiza el número de codos y accesorios en la línea de aspiración. Más sobre averías y sus causas encontrarás en el artículo Averías comunes de bombas para calefacción y agua: causas y soluciones.

Cómo determinar o medir los parámetros de presión en un sistema existente

Si estás reconstruyendo un sistema existente y quieres saber qué parámetros de presión tiene tu sistema, puedes proceder así:

Medición de la diferencia de presión

Instala manómetros en la entrada y salida de la bomba. La diferencia de sus valores con la bomba en funcionamiento es la diferencia de presión – es decir, lo que la bomba genera realmente. Por ejemplo: el manómetro de entrada marca 1,5 bar, el de salida 2,1 bar → diferencia = 0,6 bar = 60 kPa = 6,12 m de columna de agua.

Medición del caudal

El caudal se puede medir con un medidor ultrasónico adherido al tubo (no es necesario abrir el sistema) o con medidores electrónicos integrados en algunos calentadores y bombas. Con la diferencia de presión obtienes el punto de trabajo de la bomba y puedes compararlo con la curva QH.

Enfoque de cálculo

Si no tienes acceso a instrumentos de medición, usa un enfoque de cálculo: mapea el sistema, determina las longitudes y diámetros de las tuberías, tipos de válvulas y pérdidas hidráulicas de los equipos según su documentación. Luego calcula las pérdidas en la rama crítica. Este procedimiento es un poco menos preciso, pero para la mayoría de las instalaciones comunes es suficiente.

Errores comunes al elegir una bomba desde el punto de vista de la presión y la altura de bombeo

De la práctica sé que los errores más frecuentes son estos:

Elegir por la altura manométrica máxima sin verificar la curva QH – la bomba tiene Hmax = 8 m, pero con el caudal requerido entrega solo 3 m, lo cual no es suficiente
Ignorar la resistencia de la caldera y válvulas – el cliente calculó la resistencia de las tuberías, pero olvidó los 30 kPa de resistencia de la caldera de condensación
Sobre dimensionamiento de la bomba – una mayor altura manométrica no siempre es mejor; en sistemas circuladores con bombas muy grandes surge una velocidad excesiva, ruido y mayor consumo; además, las válvulas termostáticas deben cerrar más, lo que causa golpes hidráulicos
Altura de aspiración negativa en bombas de pozo – bomba instalada 9 m por encima del nivel del agua y el fabricante garantiza una altura máxima de aspiración de 7 m → la bomba no funciona o cavita rápidamente
Ignorar la altitud de instalación – a 800 m sobre el nivel del mar, la presión atmosférica es unos 10 % menor, lo cual limita la altura de aspiración

Obtendrá información sobre el procedimiento correcto para cambiar una bomba en el artículo Bombas en la reconstrucción de la calefacción: sustitución de una bomba vieja paso a paso.

Designación de bombas según parámetros

La mayoría de los fabricantes europeos (Grundfos, Wilo, DAB, Pedrollo y otros) designa las bombas circuladoras mediante el sistema diámetro de conexión × altura máxima de transporte. Por ejemplo:

25-40: brida G1" (25 mm), Hmax = 4,0 m
25-60: brida G1" (25 mm), Hmax = 6,0 m
25-80: brida G1" (25 mm), Hmax = 8,0 m
32-80: brida G1¼" (32 mm), Hmax = 8,0 m – para caudales más altos

En las bombas para abastecimiento de agua (bombas de superficie, bombas sumergibles) se indica la Hmax en metros o la presión máxima en bares, junto con el caudal máximo. Siempre hay que evaluar estos dos números juntos, no por separado.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la altura mínima de transporte para una bomba circuladora en una casa unifamiliar?

Para una casa unifamiliar típica con calefacción por radiadores y distribución estándar suele ser suficiente una bomba con una altura de transporte de 3 – 5 m de columna de agua a caudal nominal. Esto corresponde normalmente a modelos de la gama 25-40 o 25-60. Para calefacción por suelo radiante o casas más grandes con ramas más largas, calcule con una necesidad de 5 – 8 m. Siempre es mejor verificar con cálculo que con una estimación.

¿Puedo utilizar una bomba con una altura de transporte más alta de la que necesito?

Sí, pero solo hasta cierto punto. Si la bomba es demasiado potente, trabajará en un punto inadecuado de la curva QH – normalmente con un caudal excesivo y una altura baja. Esto provoca un aumento de ruido, vibraciones y un consumo energético innecesario. Además, las válvulas termostáticas deberán soportar una presión más alta y se desgastarán más rápidamente. Es óptimo que el punto de trabajo esté en el centro o ligeramente a la derecha del centro de la curva QH.

¿Qué ocurre si la bomba no tiene suficiente altura de transporte?

La bomba intentará trabajar, pero no podrá superar por completo la resistencia hidráulica del sistema. En un sistema abierto (pozo, abastecimiento de agua) el agua simplemente no alcanzará la altura o el lugar necesarios. En un sistema de calefacción cerrado el caudal será demasiado bajo – algunos radiadores o zonas de calefacción por suelo no recibirán suficiente calor, el sistema se calentará de forma desigual y la caldera trabajará de forma ineficiente.

¿Cómo se relacionan la presión y el caudal de la bomba? ¿Es posible tener ambos al máximo simultáneamente?

No, físicamente no es posible. Se aplica la ley hidráulica básica: cuando el caudal es máximo, la altura de transporte disponible es mínima (cero o casi cero) y cuando la altura de transporte es máxima, el caudal es cero (válvula cerrada). Esta dependencia se describe mediante la curva QH. El punto de trabajo siempre se encuentra en algún lugar de esta curva – cuanto mayor sea el caudal que se requiere, menor será la altura disponible y viceversa.

¿Por qué en los catálogos se indica la altura de transporte tanto en metros como en bares o kPa?

Esto está determinado históricamente y depende de la aplicación. En bombas para agua (pozos, jardines, circulación para abastecimiento) es más intuitivo el metro de columna de agua – se puede imaginar fácilmente hasta qué altura enviará el agua la bomba. En calefacción central y en la técnica HVAC se trabaja con pascales y bares, porque las pérdidas de presión en las tuberías se calculan en Pa/m. El cálculo es sencillo: 10 m = 1 bar = 100 kPa. Ambos valores son físicamente equivalentes.

¿Qué es el NPSH y debo preocuparme por ello?

El NPSH (Net Positive Suction Head – altura neta de succión positiva) es un parámetro que determina qué presión mínima debe existir en la entrada de la bomba para evitar la cavitación. Se indica en metros de columna de agua. Los usuarios comunes se encontrarán con este parámetro principalmente al bombear desde depósitos superficiales o pozos. Una regla simple: el NPSH real del sistema debe ser siempre mayor que el NPSH requerido por la bomba (indicado en la documentación). Si no está seguro del cálculo, instale la bomba lo más cerca posible de la superficie del agua y utilice una tubería de succión correctamente dimensionada.

Conclusión: la presión y la altura de transporte son la base de una elección correcta

La altura de transporte y la diferencia de presión son para la bomba lo que el rendimiento del motor es para un coche. No basta con saber que el motor tiene 150 CV – debe saber si el coche subirá una cuesta, cuánto tiempo tardará y con qué carga. De la misma manera, no basta con saber que la bomba tiene un motor de 100 W – lo fundamental es saber qué presión y caudal realmente aportará a su sistema concreto.

Siempre que elija una bomba, siéntese y calcule (al menos de forma aproximada) la resistencia hidráulica de su sistema – longitudes de tuberías, diámetros, válvulas, caldera, colectores de suelo radiante. Una vez que tenga este número, elegir la bomba adecuada será sencillo y no gastará dinero de más. Si no se siente capaz de hacer el cálculo, eche un vistazo a otros artículos de nuestro Centro de Conocimiento – por ejemplo, Rendimiento y caudal de la bomba: cómo calcular lo que realmente necesita o Cómo elegir la bomba correcta para la calefacción o el agua: paso a paso, donde encontrará instrucciones detalladas paso a paso.

Una bomba correctamente dimensionada trabaja más silenciosamente, consume menos energía, tiene una vida útil más larga y todo el sistema – calefacción o abastecimiento de agua – funciona como debe. Esta práctica está comprobada en cientos de instalaciones y no hay motivo para resolverlo de otra manera.

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