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1. INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.1 DEFINICIÓN DE SISTEMAS DE BOMBEO
Un sistema de bombeo consiste en un conjunto de elementos que permiten el transporte a través de tuberías
y el almacenamiento temporal de los fluidos, de forma que se cumplan las especificaciones de caudal y
presión necesarias en los diferentes sistemas y procesos. Esta publicación se limita al estudio del transporte
defluidos newtonianos incompresibles, y más concretamente de líquidos.
1.1.1 ELEMENTOS TÍPICOS Y EJEMPLOS
En un sistema típico, además de las tuberías que enlazan los puntos de origen y destino, son necesarios otros
elementos. Algunos de ellos proporcionan la energía necesaria para el transporte: bombas, lugares de
almacenamiento y depósitos. Otros son elementos de regulación y control:válvulas y equipos de medida. Las
figuras 1.1, 1.2 y 1.3 muestran algunos ejemplos típicos de sistemas utilizados.

Figura 1.1 Grupo de presión para la instalación de un edificio

Figura 1.2 Red de distribución de agua potable a una población

1.1.2 PROBLEMAS DE DISEÑO Y OPERACIÓN
La especificación básica que debe satisfacer un sistema de bombeo es el transporte de un caudal de un
determinadofluido de un lugar a otro. Además, suele ser necesario que el fluido llegue al lugar de destino con
una cierta presión, y que el sistema permita un rango de variación tanto del caudal como de la presión.
El diseño de un sistema de bombeo consiste en el cálculo y/o selección de las tuberías, bombas, etc, que
permitan cumplir las especificaciones de la forma más económica posible. De todas formas,aunque el dinero
suele ser una parte muy importante al final de un diseño, para que esté correctamente realizado es necesario
contemplar otros aspectos como la seguridad, fiabilidad, facilidad de mantenimiento, impacto ambiental y otros
factores humanos, que en muchos casos quedan fuera del ámbito del presente estudio.
En cuanto a la operación de un sistema de bombeo, hay que tener en cuentalos sistemas de regulación y
control que permitan obtener el caudal y la presión deseados, así como los problemas de cavitación,
inestabilidades y transitorios que se puedan producir.

Figura 1.3 Sistema de aspiración para una tubería general

1.2 ECUACIONES BÁSICAS
La resolución de la mayor parte de los problemas de la dinámica de fluidos pasa a través de las ecuaciones
de continuidad,cantidad de movimiento y energía. Estas ecuaciones se obtienen de aplicar la concepción
Euleriana a la ley de conservación de masa, a la segunda ley de Newton y a la primera ley de Termodinámica,
respectivamente.
1.2.1 ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
La ecuación de continuidad en forma diferencial se puede expresar de la forma siguiente:

(1.1)

(Véase White, 1979 para más información).
Estaecuación se utiliza a menudo en su forma integral, aplicada a un volumen de control delimitado por una
superficie de control:

(1.2)

Esta forma de aplicar la ecuación permite rápidas simplificaciones. Una de ellas consiste en considerar que la
velocidad es uniforme en algunas partes de la superficie de control.
En el caso de flujo en conductos, muchas veces se puede aceptar que el flujo esestacionario y que la
velocidad es uniforme en una sección transversal. Para el cálculo se toma la velocidad media en cada
sección, con la dirección del eje del conducto y perpendicular, por tanto, a la sección normal. La ecuación de
continuidad entre dos secciones 1 y 2 de un conducto, se reduce a lo siguiente:

(1.3)

En el caso de que el flujo sea incompresible, la ecuación se simplifica:(1.4)

1.2.2 ECUACIÓN DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO
Siguiendo los mismos razonamientos que en el caso anterior, la ecuación de cantidad de movimiento en forma
diferencial resulta ser:

(1.5)

donde

representa el tensor de tensiones y

las fuerzas exteriores.

También se puede expresar en forma integral; considerando como fuerzas externas las másicas y las
aplicadas sobre las...