¿Qué bomba necesito para mi instalación de bombeo solar?

Con el bombeo solar en pleno auge, hemos decidido redactar una pequeña guía que ayude al usuario a encontrar qué dispositivo de impulsión necesita en función de sus necesidades concretas. Avanzamos que no se trata de hacer cálculo pormenorizado, sino de proporcionar una herramienta divulgativa para que cualquier persona pueda conocer cómo funciona el bombeo solar, qué parámetros intervienen y aproximarse al dimensionamiento de una instalación de este tipo.

Parámetros a tener en cuenta en el bombeo solar

Caudal (Q): depende de la demanda de agua, en la bomba determina la cantidad que es capaz de transportar en un espacio de tiempo, generalmente expresado en metros cúbicos por hora (1 m3 = 1000 litros) o litros por hora.

Altura manométrica (Hm): es la presión a la que el líquido es impulsado, expresando también los metros de columna de agua (m.c.a) a los que la bomba es capaz de impulsar el fluido.

La altura manométrica es se conforma a su vez de tres conceptos a tener en cuenta:

  • La altura de aspiración (Ha): estrictamente la distancia vertical entre el punto de captación de la bomba y la propia bomba. En las bombas sumergibles de pozo este factor es 0, ya que el dispositivo de impulsión no se encuentra por encima del nivel del agua.
  • La altura de impulsión (Hi): distancia vertical entre la bomba y el punto de dosificación.
  • Las pérdidas de carga (Pr): pérdidas de presión en el fluido producidas por la rugosidad de la tubería, elementos como válvulas, codos, etc. Para calcularlas con exactitud deberíamos por tanto conocer a fondo el material y la geometría de la conducción. Existen una serie de fórmulas así como ábacos para determinar las pérdidas de carga en tuberías de diámetros comerciales. No obstante, de cara a establecer un predimensionamiento en una instalación de bombeo común y sin muchas singularidades, basta con añadir un margen de entre 5 a 10 m.c.a a la altura manométrica para compensar posibles pérdidas de carga.

Estimación de la altura manométrica

Supongamos como estimación que nuestras pérdidas de carga son 10 m.c.a, la altura de nuestro pozo por ejemplo 80 metros, y la altura hasta un depósito en el cual queremos introducir el agua, 15 metros.

Altura manométrica (Hm)= altura de aspiración (0) + altura de impulsión (80+15) + pérdidas de carga (10).

Altura manométrica (Hm)= 80+15+10 = 105 m.c.a

Como habréis podido comprobar, realizar este cálculo aproximado es realmente sencillo, más aún en el caso de las bombas sumergibles. Si no se tratase de una bomba sumergible, recuerda que únicamente deberíamos sumar también como altura de aspiración la distancia vertical entre el punto de captación y la propia bomba.

Estimación del caudal

Llegados a este punto necesitamos conocer el caudal, ¿qué cantidad de agua estimamos necesaria? En este caso es el cliente el que debe conocer su demanda teniendo en cuenta su uso: consumo doméstico por persona, para animales, riego, etc.

Si no conoces qué cantidad de agua precisas, de nuevo podemos establecer un cálculo aproximado mediante las siguientes cifras: 30 litros/día por persona, 40 litros/día por vaca, 10 litros/día por oveja… con todo, es importante que realices posteriormente un cálculo a fondo de estos parámetros, dado que el consumo de agua puede variar ostensiblemente por ejemplo dependiendo del clima de la instalación en cuestión.

Imaginemos que en verano, la época más desfavorable (si deseamos dimensionar la bomba para que cubra nuestras necesidades en ese caso), nuestra demanda es de 7m3 al día (recuerda que 1l es = 1*10^(-3) m3); es decir, 7000 litros.

Las curvas dadas por los fabricantes nos ayudan a identificar el funcionamiento en base a la altura manométrica y el caudal (Hm-Q) de la bomba:

curva_bombaCuando conocemos el caudal y la altura manométrica, debemos consultar las curvas de las bombas para conocer si se adapta o no a nuestro caso concreto:

seleccion_bomba

En esta tabla que aúna varios modelos de bomba con sus respectivas curvas, observamos que entrando con nuestro valor de Hm = 105, hay varios modelos cuya curva presenta una intersección, vamos a fijarnos por ejempleo en el última, con este dato la tabla arroja un caudal de 1,1 m3/hora.

Por tanto, este modelo de bomba, el “108V Hmax 140 y Qmax 2,3m3”, nos aporta a una altura manométrica de 105 m.c.a, un caudal de 1,1 m3/hora.

Sin embargo, este dato no nos basta para conocer si la bomba cubre o no nuestras necesidades.

¿Cómo podemos saber la producción diaria de la bomba?

Las bombas de continua varían su régimen de trabajo en función de la potencia que les sea suministrada por los paneles fotovoltaicos (cuya producción a su vez varía en función de la radiación solar). La curva ofrecida por el fabricante refleja su funcionamiento nominal, es decir, para obtener la producción diaria, bastaría con multiplicar esta producción por las horas solares pico (HSP) de nuestra región.

Las horas solares pico ayudan a estimar la producción al establecer una hipotética irradiancia solar constante de 1000 W/m2; es decir, se trata de un parámetro que normaliza la producción diaria variable en una serie de horas de producción homogénea para simplificar los cálculos.

hsp

Puedes consultar con facilidad las horas solares pico en función de tu ubicación buscando en internet. De nuevo, de cara a establecer un cálculo simplificado, te recomendamos hacer uso del siguiente baremo:

  • Verano: de Madrid hacia el norte de la península, 6 horas diarias. Hacia el sur, 7.
  • Invierno: de Madrid hacia el norte, 3. Hacia el sur, 4.

Si volvemos a nuestro caso, e imaginamos una instalación al sur de Madrid, el caudal que es capaz de impulsar en verano diariamente la bomba que estamos analizando, en función de esta aproximación será: 1,1 m3/hora x 7 horas = 7,7 m3 diarios.

Si nuestra necesidad inicial la habíamos establecido en 7m3, podemos comprobar que esta bomba se adapta perfectamente a nuestras necesidades.

Si no fuera así, es tan sencillo como realizar una o dos iteraciones más probando con otros modelos bomba para cerciorarnos qué bomba solar se ajusta mejor a nuestras necesidades.

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Espero que esta pequeña guía de bombeo solar para bombas solares de contínua os sea de utilidad para encontrar la bomba que necesiteis en cada caso.

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Sobre Mario Siles

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