2745-tesis-Febrero-2011-1774133279

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
 
 
 
 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA
 
 
 
AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA PARA UN SISTEMA 
DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE, POR MEDIO DE 
TERMOALMACENAJE
 
 
 TESIS
QUE 
I N
 PRESENTA
 
 E R N E S T O R A M I R E Z V A R G A S
 
 ASESOR: ING. RUBEN MARCHAND
 
 MEXICO, D.F.
 
 
 
 
 
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA
 UNIDAD PROFESIONAL ESIME AZCAPOTZALCO
AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA PARA UN SISTEMA 
ACONDICIONAMIENTO DE AIRE, POR MEDIO DE 
TERMOALMACENAJE 
ESIS: 
UE PARA OBTENER EL 
N G E N I E R O M E C
RESENTA: 
 
E R N E S T O R A M I R E Z V A R G A S
ASESOR: ING. RUBEN MARCHAND 
MEXICO, D.F. 
 
 
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA 
AZCAPOTZALCO 
AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA PARA UN SISTEMA 
ACONDICIONAMIENTO DE AIRE, POR MEDIO DE 
PARA OBTENER EL TITULO DE 
C A N I C O 
E R N E S T O R A M I R E Z V A R G A S 
 2010 
 
AGRADECIMIENTOS: 
 
 
Quiero agradecer la dedicación y el esfuerzo que mi Mamá Yolanda Vargas Carrillo “ † “ y mi 
Papá Samuel Ramírez Armenta “ † “, dedicaron con su amor, enseñanzas, cada regaño y consejo 
acertado en mi formación como ser humano, entendiendo los valores y el respeto a los demás, 
para después en mi formación como profesionista y aunque hoy no estén presentes físicamente, 
se que estarán también felices; disfrutando este momento tanto como yo lo estoy haciendo. Por 
todo esto gracias les doy. 
 
Asimismo quiero agradecer a mis hermanos, sobrinos y cuñados su cariño, sus risas, los 
momentos inigualables que vivimos y pasamos día con día a pesar de las adversidades y las 
tristezas que la vida nos ha dado: son mi apoyo y parte importante de que yo siga adelante. 
 
Agradezco a Dios que lleno mi vida de felicidad y puso en mi camino a una bella mujer que con su 
amor, apoyo y consejos han impulsado en mi a realizar y llevar a cabo mis proyectos y no desistir 
en concluirlos: Gracias Gladis. 
 
Gracias a mis amigos; son parte importante en mi vida. 
 
Gracias a todos los profesores por su dedicación y enseñanza en los salones de clases y talleres 
donde adquirí sus conocimientos. 
 
 
 
 
 CAPITULO 1 ANTECEDENTES 
 
Página 1 
 
 
Í N D I C E 
 
 
 
Página 
CAPÍTULO 1 ANTECEDENTES 
 
1.1. Antecedentes de la Refrigeración y el Acondicionamiento del Aire. . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-4 
1.2. Conceptos Teóricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-13 
1.3. Circuito básico de refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-14 
1.4. Sistemas de agua helada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15- 22 
1.5. Bombas centrifugas y su clasificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22- 29 
1.6. Bancos de Hielo, sistemas de termoalmacenaje y modo de operación. . . . . . . . . . . . . 29- 40 
1.7. Compresores y su clasificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41- 43 
1.8. Torres de enfriamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43- 47 
1.9. Filtros de Aire y su clasificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48-58 
1.10. Métodos para dimensionar ductos de inyección, retorno y extracción de aire. . . . . . . .58- 59. 
1.11. Refrigerantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60- 63 
1.12. Criterio de carga máxima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64- 65 
1.13. Uso de las tablas Carrier y sus respectivas correcciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 
1.14. Unidades. Sistema Inglés e Internacional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67-70 
1.15. Psicrometría. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71-76 
1.16. Descripción Del Proyecto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 
 
 
 
CAPÍTULO 2 BALANCE TERMICO 
 
2.1. Especificaciones Generales del Sistema para el Acondicionamiento del Aire. . . . . . . . . . .78 
2.2. Memoria de Cálculo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 
2.2.1. Bases de Diseño. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 
2.2.2. Desarrollo de la Memoria de Cálculo con las Tablas para Cargas 
Térmicas del Manual para el Sistema de Diseño de Carrier (ver anexo ). . . . . . . . . . 80-84 
2.2.3. Coeficientes de Transmisión de Calor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85-90 
2.2.4. Cálculo de los Volúmenes de Aire por Zona y análisis psicométrico: Mall, Planta Alta 
 y Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91-158 
2.3. Cálculo de la Presión Estática para Manejadoras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .159-174 
 
 
 
CAPÍTULO 3 SELECCION DE EQUIPO 
 
3.1. Chillers (enfriadores). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 
3.2. Unidades Manejadoras de Aire (UMAS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175-176 
3.3 Bancos de hielo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176-178 
3.4 Bombas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178 
3.5 Cuantificación de lámina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179-186 
3.6 Rejillas de retorno de aire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187 
3.7 Difusores de inyección de aire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187-188 
 
 
 
 
 
 
 
 CAPITULO 1 ANTECEDENTES 
 
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CAPÍTULO 4 
 
4.1. Análisis de Ahorro de Energía Eléctrica 
 4.1.1 Presupuesto sistema tradicional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189-204 
 4.1.3 Presupuesto bancos de hielo y análisis de costos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205-222 
 4.1.4 Instalación, arranque, puesta en marcha y mantenimiento. 
 4.1.4.1 bancos de hielo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222-227 
 4.1.4.2 Umas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228-237 
 4.1.4.3 Chillers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237-238 
 4.1.4.4 Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .239-243 
 
 
 
CAPÍTULO 5 
 
5.1. Costo por consumo eléctrico 
 5.1.1 Sistema tradicional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244-249 
 5.1.2 bancos de hielo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .250-253 
 
 
 
ANEXOS 
 
 
 Tablas Carrier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .254-256 
 Planos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .256 
 Dibujos de bancos de hielo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257 
 Dibujos de UMAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .258 
 Método de medición de ductos de lámina galvanizada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .259-262 
 Tablas de peso de ductos de lámina galvanizada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263-264 
 Selección de unidades Enfriadoras de agua (chillers). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265-266 
 Selección de Bancos de Hielo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .267-269 
 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CAPITULO 1 ANTECEDENTES 
 
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CAPITULO 1 
 
1.1. Antecedentes de la Refrigeración y el Acondici onamiento del Aire. 
 
Hablaremos aquí brevemente de la Refrigeración debido a que éste junto con el 
Acondicionamiento del Aire se gobierna por los mismos principios físicos y requieren los mismos 
conocimientos básicos por parte de las personas que trabajan en ellas. La única diferencia está en la 
aplicación. 
 
La Refrigeración a Través del Tiempo 
 
Los primeros antepasados del hombre conocieron y observaron los efectos del frío, el hielo y la nieve 
sobre sus cuerpos y sobre sus alimentos como son la carne de sus cacerías pero no hicieron uso de 
estos fenómenos naturales de refrigeración para mejorar su vida. 
 
Los primeros antecedentes los encontramos en los antiguos egipcios que utilizaron jarros porosos para 
enfriar vino, cerveza y otros líquidos colocándolos sobre los techos durante la noche. Dichas vasijas son 
los primeros refrigeradores. 
 
Posteriormente los chinos fueron los primeros en recolectar y almacenar hielo del invierno empacándolo 
en paja seca para utilizarlo durante el verano. 
 
Así por muchos siglos el hielo natural y la nieve fueron los únicos medios de refrigeración disponibles. 
Hasta finales del siglo diecinueve el hielo fue un importante producto de comercio con los países que no 
producían hielo natural. Fue hasta la década de 1900, que se desarrollo la refrigeración industrial 
mediante el uso del ciclo mecánico. Así las carnicerías, los empacadores de carne, cervecerías y 
demás industrias comenzaron a hacer un uso completo de la refrigeración mecánica. 
 
Con el crecimiento de la industria eléctrica los refrigeradores domésticos se popularizaron y poco a 
poco fueron sustituyendo las cajas de hielo, que requerían un bloque completo de éste diariamente. 
 
Se diseñaron entonces motores eléctricos, de baja potencia, para operar los compresores en “cajas de 
hielo” mecánicas. Desde 1920 comenzaron a producirse estos utensilios hasta llegar a ser una 
necesidad para todos. La preservación de comida en los hogares y en los comercios es ahora una de 
las más importantes y corrientes aplicaciones de la refrigeración. 
 
Antigüedad del Acondicionamiento del Aire 
 
El acondicionamiento del aire es tan antiguo como el hombre debido a que la gente primitiva ya utilizaba 
entonces las pieles de los animales para controlar el escape de su propio calor corporal para cambiar su 
confort personal. 
Al buscar la protección del sol ó hallando refugios en cuevas contra el frío y el calor básicamente 
cambiaban su medio ambiente. El descubrimiento y el uso del fuego fue el avance mas importante de 
esa era. 
La historia nos muestra que los nobles egipcios usaron esclavos equipados con ramas de palmas para 
ventilar a sus amos. Así, el enfriamiento evaporativo dio algo de alivio para el calor Del desierto. 
Los romanos diseñaron calefacción y ventilación en sus famosos baños. También traían hielo de las 
montañas del norte para enfriar agua para sus baños. 
En la edad media Leonardo da Vinci construyó un ventilador accionado por agua para ventilar los 
cuartos de la casa de un amigo suyo. 
Otras innovaciones fueron sillas con acción de fuelle para producir ventilación intermitente para el 
ocupante y mecanismos de reloj que activaban ventiladores encima de camas. 
Es hasta el siglo diecinueve cuando se inventaron los ventiladores, calderas y radiadores, 
llegando a ser de uso común. 
Los primeros ventiladores para calentar aire fueron de hierro fundido, quemando carbón con distribución 
de aire por gravedad. 
 CAPITULO 1 ANTECEDENTES 
 
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Algunos ventiladores mecánicos fueron usados para circulación forzada de aire a través de ductos. 
En 1748 aparecen los primeros textos que hablan del desarrollo inicial del concepto de refrigeración 
mecánica-química en Escocia por el doctor William Cullen. 
 
En 1844 en Florida, E. U. El doctor John Gorrie describe su nueva máquina de refrigeración. Y en 1851 
se le concedió la patente U. S. 8080. Ésta fue la primera máquina comercial en el mundo usada para 
refrigeración y acondicionamiento del aire. 
 
Posteriormente se hicieron mejoras al trabajo de Gorrie con el desarrollo de los compresores 
alternativos. Así la ingeniería de refrigeración llegó a ser una profesión reconocida. 
El padre del acondicionamiento del aire fue Willis H. Carrier ( 1876 – 1950 ) pues el atribuyó más al 
avance de esta industria que cualquier otro. 
 
En 1911 presentó su famoso trabajo sobre las propiedades del aire. Estas suposiciones y fórmulas 
fueron la base para la primera carta psicométrica y una autoridad para todos los cálculos fundamentales 
en la industria del acondicionamiento del aire. 
Carrier inventó la primera máquina centrífuga de refrigeración en 1922. Durante la Segunda 
Guerra supervisó el diseño, instalación y arranque del sistema para la National Advisory Committee for 
Aeronáuticas ( N. A. C. A. ) para enfriar 10,000,000 pies³ de aire para un túnel de viento hasta -67º F 
( -19.45º C ). 
El acondicionamiento del aire para confort se usó durante la década de 1920 en los cinemas, en 
los famosos teatros de Nueva York, como el Rívoli, el Paramount y otros fueron los primeros. Para el 
final de la década cientos de teatros en los E. E. U. U. tenían acondicionamiento del aire. Estos eran 
diseñados y construidos en el sitio de trabajo. 
 
Hacia el final de la década apareció el primer acondicionador del aire auto contenido. Éste fue el primer 
intento de la industria hacia los productos “paquete” que posteriormente serían fabricados en masa, 
probados y operados en fábricas antes de llegar al usuario. 
 
En 1930 Tomás Midgley de la compañía Du Pont desarrolló el refrigerante Freón. En 1931 se introdujo 
el Freón 12 como un refrigerante comercial. En 1935 se introdujo el primer compresor hermético. Su 
carcasa exterior era empernada más que soldada. 
 
Después de la Segunda Guerra Mundial los productos fueron principalmente sistemas de maquinaria 
aplicada para grandes edificios ó almacenes y unidades como del tipo ventanapara residencias, 
oficinas, pequeños almacenes, etc. 
 
El siguiente gran avance que aceleró las ventas fue la introducción en 1953 de la operación con 
enfriamiento por aire en vez de agua. De ahí en adelante hay un gran crecimiento para la cual no sólo 
contribuyen los fabricantes ó proveedores sino las asociaciones comerciales tales como la National 
Enviromental Sistems Contractors Association ( N. E. S. C. A. ). Así de este modo se inicia la era del 
acondicionamiento del aire para esta siempre creciente industria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CAPITULO 1 ANTECEDENTES 
 
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1.2. Conceptos Teóricos. 
 
Acondicionamiento del Aire. Es el proceso de tratamiento del aire en un ambiente interior, con el fin 
de establecer y mantener los estándares requeridos de temperatura, humedad, limpieza y movimiento. 
 
Se controla de la siguiente manera: 
• Temperatura. Calentando ó enfriando. 
• Humedad. Agregando ó eliminando vapor de agua al aire. 
• Limpieza. Calidad del aire, filtración (filtros). 
• Movimiento. Equipo adecuado para la distribución del aire. 
 
Los componentes de un sistema para el acondicionamiento del aire pueden proporcionar 
calefacción, enfriamiento ó ambos y contienen: 
 
• Una fuente de calefacción (aire, agua ó vapor). 
• Una fuente de enfriamiento (refrigerante). 
• Un sistema de distribución (ductos ó tubería). 
• Equipo (ventiladores ó bombas para mover el aire ó el agua). 
• Dispositivos ( radiadores para transmitir el calor entre el fluido y el recinto ) 
 
Factores que afectan la comodidad (confort humano): 
 
• El cuerpo humano genera calor al metabolizar (oxidar) sus alimentos. 
• El calor corporal pasa al medio ambiente más frío. 
• El factor que determina si uno siente calor ó frío es la velocidad de pérdida de calor corporal; 
si es demasiado alta, se siente frío y si es demasiado baja, se siente calor. 
• Los procesos mediante los cuales el cuerpo desprende su calor hacia el medio ambiente son 
la convección, radiación y evaporación. 
 
Factores que afectan la velocidad de pérdida de calor corporal y como se ajusta para mejorar el 
confort: 
 
• Temperatura del aire. Se puede elevar para disminuir la pérdida de calor en invierno, se 
puede bajar para aumentar la pérdida de calor corporal en verano ( mediante convección ). 
• Humedad del aire. Se puede elevar para disminuir la pérdida de calor corporal en invierno, se 
puede bajar para aumentar la pérdida de calor corporal en verano ( mediante evaporación ). 
• Movimiento del aire. Se puede aumentar para elevar la pérdida de calor corporal en verano, 
se puede reducir para disminuir la pérdida de calor corporal en invierno ( mediante 
convección ). 
• Temperatura de los objetos circundantes. 
• Prendas de vestir. 
 
Aislamiento. Hay ciertas sustancias que son excelentes conductoras de calor, mientras otras son 
pobres conductoras, las cuales pueden clasificarse como aislantes. Por consiguiente cualquier material 
que deteriore ó ayude a evitar la transferencia de calor por cualquier medio, se llama y puede usarse 
como aislamiento. Por supuesto ningún material parará completamente el flujo de calor. Si existiera tal 
sustancia, sería muy fácil enfriar cualquier espacio dado a una temperatura deseada y mantenerle allí. 
 
Altitud. La altura de un punto sobre el nivel del mar es otro factor, a medida que se asciende el 
calor disminuye por el enrarecimiento de las altas capas de la atmósfera que permite una irradiación 
mas activa. 
La República Mexicana no es plana, su superficie es irregular y tiene diferentes elevaciones que 
contribuyen en los cambios del clima. 
 
 
 CAPITULO 1 ANTECEDENTES 
 
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Atmósfera. El aire, alrededor de nosotros, se compone de una mezcla de gases secos y vapor 
de agua. Los gases contienen aproximadamente 78.08 % de nitrógeno ( N2 ), 20.94 % de oxígeno 
( O2 ), 0.03 % de dióxido de carbono ( CO2 ), 0.093 % de argón ( Ar ), 0.0018 % de neón ( Ne ), 0.0005 
% de helio ( He ), restos ó vestigios de Kriptón ( Kr ), restos ó vestigios de xenón ( Xe ), 0.00006 % de 
ozono ( O3 ) y 0.00005 % de hidrógeno ( H2 ). El vapor de agua, existe en muy poca cantidad, así que 
es medido en granos ó libras ( 1 libra contiene 7,000 granos ). 
 
Btu. La cantidad de energía térmica ( Q ) es medida en unidades térmicas británicas ( Btu – 
British thermal unit - ). La unidad térmica británica está definida como la cantidad de calor necesaria 
para cambiar la temperatura de 1 lb de agua a 1º F. Proporcionándole 1 Btu a 1 lb de agua aumentará 
su temperatura en 1º F. 
Debido a que la cantidad de calor necesaria para cambiar la temperatura del agua en 1º F varía 
ligeramente con el rango de temperatura a la cual ocurre el cambio, el Btu ha sido definido con mayor 
precisión como 1 / 180 parte de la cantidad de calor necesario para elevar en 180º la temperatura de 1 
lb de agua desde su punto de congelamiento ( 32º F ) hasta su punto de ebullición ( 212º F ). 
La razón de flujo de energía térmica, designada también con el símbolo Q, por lo general se le 
expresa en Btu por minuto ó en Btu por hora ( Btuh ). Es de interés observar que la razón de flujo de 
energía es una expresión de potencia, ó sea la razón de trabajo efectuado, en tanto que la unidad 
métrica correspondiente, la kilocaloría ( kcal ) representa la energía térmica necesaria para elevar la 
temperatura de 1 kilogramo de agua a 14.5º C, en un grado Celsius. En datos numéricos equivale a = 1 
Btu = 0.252 kcal. 
 
Caballo de Fuerza. Abreviado hp (del inglés horse power). Una unidad de potencia que equivale 
a levantar 33,000 libras un pie en un minuto ó 550 libras-pie por segundo ó 776 vatios de potencia 
eléctrica. 
 
Caída de Presión (Fricción). Es la resultante de la fricción y la turbulencia del movimiento a 
través del conducto varía de acuerdo a diferentes factores: 
• La viscosidad y la gravedad especifica del fluido, 
• La velocidad del fluído, 
• La rugosidad de la superficie interna y 
• La longitud del conducto. 
 
Carga Bloque. Es la carga sacada de un área total tomando en cuenta su uso, dimensiones 
físicas, cantidad de personas, iluminación, equipos y electrodomésticos, lugar geográfico, orientación, 
horario de uso, estación del año y conductividad térmica de los materiales de construcción. 
 
Carga Pico. Es la carga sacada de varias áreas parciales de acuerdo a su uso, dimensiones 
físicas, cantidad de personas, iluminación, equipos y electrodomésticos, lugar geográfico, orientación, 
horario de uso, estación del año y conductividad térmica de los materiales de construcción. 
 
Calor. Calor es una forma de energía. Es evidente el hecho de que el calor puede ser convertido 
a otras formas de energía y que otras formas de energía pueden ser convertidas en calor. 
Termodinámicamente se define calor como energía de tránsito de un cuerpo a otro como resultado de 
una diferencia de temperatura entre los dos cuerpos. Toda transferencia de energía se manifiesta en 
trabajo. 
 
Calor Latente. Bajo un cambio de estado, la mayoría de las sustancias tendrán un punto de 
fusión en el cual ellas cambiarán de un sólido a un líquido sin ningún incremento en temperatura. En 
este punto, si la sustancia está en un estado líquido y el calor se retira de ella, la sustancia se 
solidificará sin un cambio en su temperatura. El calor envuelto en uno u otro de estos procesos ( cambio 
de un sólido a un líquido ó de un líquido a un sólido ), sin un cambio en temperatura se conoce como el 
calor latente de fusión. 
La derivación de la palabra latente es de la palabra latina para oculto. Este es un calor oculto que 
no se registra sobre un termómetro ni puede sentirse. Es innecesario decir que no hay incremento ó 
decrecimiento del movimiento molecular dentro de la sustancia porque esto se manifestaría en un 
cambio en la temperaturaen el termómetro. 
 CAPITULO 1 ANTECEDENTES 
 
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El calor latente de vaporización del agua cuando 1 libra se hierve ó se evapora a vapor de agua a 
nivel Del mar es 970 Btu. Esta cantidad también es el calor que 1 libra de vapor debe liberar cuando se 
condensa el agua. 
 
Calor Sensible. El calor que puede sentirse ó medirse se llama calor sensible. Este es el calor 
que causa un cambio en la temperatura de una sustancia, pero no un cambio en el estado. La sustancia 
bien sea en estado sólido, líquido ó gaseoso, contiene calor sensible, en algún grado, siempre que su 
temperatura esté por encima del cero absoluto. Las ecuaciones usadas para las soluciones de cantidad 
de calor y aquellas usadas en conjunción con los calores específicos, pueden clasificarse como 
ecuaciones de calor sensible, ya que ninguna de ellas envuelve el cambio de estado. 
 
Como se mencionó antes, una sustancia puede existir como un sólido, líquido ó como gas ó 
vapor. La sustancia como un sólido contiene algún calor sensible y también cuando está en otros 
estados de la materia. La cantidad total de calor necesitada para traerlo de un estado sólido a un estado 
de vapor depende de : ( a ) Su temperatura inicial como un sólido, ( b ) La temperatura en la cual él 
cambia de un sólido a un líquido, ( c ) La temperatura a la cual cambia de un líquido a un vapor, ( d ) Su 
temperatura final como un vapor. También incluye el calor que se requiere para efectuar estos dos 
cambios en estado. 
 
Otro tipo de calor sensible que debe ser tenido en consideración cuando se trata de cálculos de 
calor se llama el calor latente de vaporización. Este es el calor que una libra de líquido absorbe mientras 
cambia a su estado de vapor. ó puede clasificarse como calor latente de condensación; cuando el calor 
sensible se remueve del vapor hasta que alcanza el punto de condensación y luego se condensa en la 
forma líquida. 
 
Calor Total ó Entalpía. El contenido de calor total de la mezcla de aire y vapor de agua, también 
se conoce como entalpía. Es la suma de los valores de calor sensible y latente, expresado en Btu por 
libra de aire. 
 
Ciclo. Una alternación completa, positiva y negativa, de una corriente ó voltaje. Ciclos por 
segundo (c p s) ó hertz (Hz) denotan frecuencia. 
 
 
Corriente. La transferencia de carga eléctrica a través de un conductor entre puntos de diferente 
voltaje potencial. 
 
Corriente Alterna. Abreviado CA. La corriente que invierte su polaridad ó dirección 
periódicamente. Aumenta desde 0 hasta el máximo valor y regresa a 0 en una dirección, entonces 
presenta una variación similar en la dirección opuesta. Este es un ciclo que es repetido a una frecuencia 
fija. Puede ser monofásica, bifásica, trifásica y polifásica. Su ventaja sobre la corriente directa es que 
su voltaje puede ser llevado a valores altos mediante el uso de trasformadores, lo cual reduce los 
costos de transmisión. 
 
Corriente Directa. Abreviado CD. Corriente eléctrica que fluye solamente en una dirección 
(adireccional). La corriente que varía en una dirección es una directa pulsante, la cual puede ser el 
resultado de una corriente alterna rectificada. 
 
Contador de Demanda ó Medidor. Un dispositivo que indica ó registra la demanda ó la 
demanda máxima. (Nota: Como la demanda incluye un factor eléctrico y uno de tiempo, se requieren 
mecanismos que respondan a cada uno de estos factores, lo mismo que un mecanismo indicador ó de 
registro. Estos mecanismos pueden estar separados ó combinados entre sí en una estructura. Los 
contadores pueden ser clasificados como sigue: Clase 1 medidores de gráfico, clase 2 medidores 
integrados, clase 3 medidores de atraso). 
 
CFM. Son las siglas en inglés que indican pies cúbicos por minuto y en español sus siglas son 
PCM. 
 
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Demanda. El tamaño de cualquier carga generalmente promediada sobre un intervalo de tiempo 
específico pero ocasionalmente instantánea. Es expresada en kilovatios, kilovoltamperios, u otra unidad 
conveniente. Ocasionalmente se puede usar intercambiándola con carga. 
 
Demanda Facturada. La demanda sobre la cual se basa la facturación a un usuario, como se 
específica en el contrato ó arreglo. La demanda facturada no necesariamente coincide con la demanda 
medida durante un periodo de facturación. 
 
Densidad. Se define como masa por unidad de volumen y el volumen específico ( v ), como el 
volumen por unidad de masa y entendiendo como masa para un cuerpo ó de un cuerpo, por lo general 
se expresa en libras y el volumen ( V ) en pies cúbicos ó pulgadas cúbicas, éstas son las principales 
unidades para medir la cantidad de materia en el cuerpo. 
Por lo común la densidad (ρ) se expresa en libras por pie cúbico y el volumen específico en pies 
cúbicos por libra. Obsérvese que la densidad es el inverso al volumen específico ó tienen una relación 
recíproca. 
La densidad y el volumen específico de una sustancia no son constantes, sino que varían con la 
temperatura de la sustancia. 
 
Deshumidificación del Aire. Durante la deshumidificación del aire, ya sea por principios físicos 
como la condensación en superficie fría (serpentín de enfriamiento), absorción de vapor con materiales 
higroscópicos y absorción de vapor con fluidos higroscópicos. 
 
Difusor de Aire. Salida del sistema de distribución de aire diseñada para dirigir el flujo en la 
forma deseada y que puede estar además enfriado, calentado, humidificado, deshumidificado ó 
ventilado. 
 
 
Ductos. Son conductos por los cuales se hace circular el aire necesario para mantener las 
condiciones de comodidad establecidas por un local determinado. 
 
Normalmente son de sección rectangular y están fabricados en lámina galvanizada calibre 26, 24, 
22, 20 y 18 dependiendo de sus dimensiones; no obstante, pueden ser de sección circular, lo cual 
permite dar mayor velocidad al aire, pero también requiere de mano de obra más especializada. 
Estos ductos deben ir aislados por varias razones: en caso de conducir aire caliente, para evitar 
que este se enfríe antes de llegar al lugar donde se requiere, en caso de conducir aire frío, para evitar 
que se caliente en el trayecto y también para que el aire que rodea al ducto al enfriarse, no forme gotas 
de agua condensadas que provocarían finalmente goteras, humedades y deterioro. 
Cabe aclarar que los ductos ó conductos también pueden ser fabricados en lámina metálica, 
negra, de acero inoxidable ó de aluminio según sea el requerimiento de trabajo y a través de la cual el 
aire, el aire frío ó el aire caliente es transportado ó movido hacia un área de inyección ó descarga. 
 
Eficiencia. Un valor porcentual que indica la relación de potencia de salida a potencia de 
entrada. 
 
Electricidad. El efecto creado por la interacción de cargas eléctricas positivas y negativas. La 
atracción y expulsión electrostáticas causan movimiento en los portadores de corriente, los cuales, 
cuando alcanzan fuerza y dirección, se convierten en el flujo de corriente eléctrica. 
 
Estructura de Cobro de Servicios. Un patrón de las cargas que deben ser facturadas en los 
servicios públicos, que cambia de acuerdo con el tipo de consumidor. 
 
Factor de Carga. La relación entre la carga promedio en kilovatios suministrada durante un cierto 
periodo y el pico ó carga máxima que ocurre en ese periodo. Los kilovatios hora y la carga pico 
generalmente son en base a una salida neta. La carga pico generalmente es para un intervalo de 
demanda de 60 minutos. 
 
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Factor de Potencia. La relación entre la potencia actual en un circuito de corriente alterna, 
medida por un voltímetro y la potencia aparente que resulta de multiplicar amperios por voltios.Factores de Conductividad Térmica. El coeficiente de transmisión ó el factor “U “es una medida 
de la rapidez a la cual fluye calor a través de un área de superficie de pared de 1 pie2 entre el aire de un 
lado y el aire del otro lado por cada 1º F de diferencia de temperatura a través de la pared. El valor del 
factor “U “está dado en Btu por hora, depende del espesor de la pared y de los materiales que se 
utilizan en la construcción de la misma. La conductividad térmica ó factor “K “de un material es la razón 
Btu por hora a la cual pasa calor a través de una superficie de 1 pie2 para un material de 1 pulgada de 
espesor por cada 1º F de diferencia de temperatura a través del material y está dado en Btu por hora 
por pie cuadrado por grado Fahrenheit por pulgada de espesor. 
 
Mientras que la conductividad térmica ó factor “ K “ está disponible sólo para materiales homogéneos y 
el valor dado es para 1 pulgada de espesor del material, la conductancia térmica ó factor “ C “ es la 
cantidad de tiempo del flujo de calor por unidad de área bajo condiciones estables a través de un 
cuerpo desde una de sus superficies exteriores hasta la otra para una diferencia unitaria de temperatura 
entre las dos superficies, esta disponible tanto para materiales específicos homogéneos ó heterogéneos 
y el valor está dado en Btu por hora por pie cuadrado por grado Fahrenheit para un espesor 
especificado de material. 
Para cualquier material homogéneo bajo condiciones estables cuando un gradiente unitario de 
temperatura se mantiene en la dirección `perpendicular al área, se puede obtener el valor de la 
conductancia térmica para cualquier espesor de material al dividir el factor “K “entre el espesor del 
material en pulgadas. Los materiales son considerados homogéneos cuando el valor de “K “no se afecta 
por las variaciones en espesor ó en tamaño de la muestra dentro de los rangos usados normalmente en 
construcción. 
La resistencia que ofrece una pared ó un material al flujo de calor es inversamente proporcional a la 
habilidad de la pared ó del material a la transmisión de calor. Entonces, la resistencia térmica total de 
una pared puede expresarse como el recíproco del coeficiente de transmisión total, mientras que la 
resistencia térmica de un material específico puede expresarse como el recíproco de su conductividad ó 
conductancia. 
 
Fenómenos Meteorológicos para el Estimado de Carga Térmica. El clima es un Fenómeno 
Meteorológico que caracteriza el estado medio de la atmósfera en un lugar cualquiera de la superficie 
terrestre. 
Los fenómenos de la naturaleza no se producen aislados, todos tienen sus causas y además dan 
resultados para la producción de otros hechos del medio físico, por lo mismo, para conocer el clima es 
necesario conocer todos los factores que lo producen. 
Los elementos de la atmósfera que interviene en el clima son la temperatura del aire, Los vientos 
dominantes, la presión atmosférica, la humedad del aire, la nubosidad y la lluvia. 
La temperatura del aire cambia en el curso del día y en los diferentes meses del año, las variaciones se 
registran por medio de observaciones y mediciones para determinar los cambios que influyen en el 
clima. 
Los vientos se mueven principalmente por la diferencia de la presión atmosférica, es un fenómeno 
conocido que las capas de aire cambian de lugar obedeciendo a determinadas circunstancias del medio 
físico. 
La presión atmosférica es mayor en las regiones bajas que en las altas y es otro elemento de 
importancia. 
La humedad del aire en proporción variable ocasiona que los climas sean secos ó húmedos. 
La mayor ó menor cantidad de nubes en el curso de los días y de los meses determina cambios en la 
temperatura. 
Por último, las precipitaciones pluviales tienen una gran influencia en las condiciones y en los cambios 
del clima. 
 
Frío. Es un término relativo que se refiere a la carencia de calor en un objeto ó espacio. Algunas 
definiciones lo describen como la ausencia de calor, pero no hay nada conocido en el mundo hoy en día 
del cual el calor esté totalmente ausente. (Ningún proceso ha sido capaz de alcanzar el estado de “ cero 
absoluto “, en el cual todo calor ha sido removido de un espacio u objeto.) Teóricamente este punto 
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cero, sería de 459.69º bajo cero en la escala termométrica Fahrenheit, ó 273.16º bajo cero en la escala 
termométrica Celsius. 
 
Grano. Unidad de peso. Es usada para indicar la cantidad de humedad en el aire 7,000 granos = 
1 libra. 
 
Humidificación del Aire. Para humidificar el aire, ya sea en forma líquida (unidad evaporativa ó 
unidad lavadora de aire) ó en forma de vapor (humidificador de vapor), de un espacio determinado y de 
acuerdo al uso que se le dé. Pero estos equipos requieren atención constante en términos de una 
reposición manual ó automática del agua. Los sistemas de acondicionamiento del aire y calefacción con 
aire forzado ofrecen la solución ideal para añadir humedad al aire. 
 
Humidostato. Equipo que responde a los cambios de humedad ambiente. 
 
Iluminación. La densidad de flujo lumínico sobre una superficie; es el cociente del flujo dividido 
por el área de la superficie cuando esta última es iluminada uniformemente. (Nota: el término 
iluminación es comúnmente usado en un sentido cualitativo ó general para designar el acto de iluminar 
ó el estado de ser iluminado. Usualmente el contexto indicará cuál significado es el correcto, pero es 
deseable usar la expresión nivel de iluminación para indicar que se debe tomar el significado 
cuantitativo). 
 
Interruptor. Un elemento mecánico para conectar ó romper un circuito eléctrico. 
 
Latitud y Longitud. En el globo terráqueo, para poder localizar un punto sobre la superficie terrestre se 
consideran las líneas imaginarias denominadas meridianos y paralelos. 
Paralelos son los círculos que dividen a la Tierra en dos partes, una al norte y otra al sur, siendo estas 
partes iguales cuando se trata del Ecuador, no así cuando se habla de Los demás paralelos. Los 
paralelos reciben ese nombre porque son círculos paralelos al Ecuador. 
 
Meridianos son los círculos máximos que pasando por los polos siempre dividen a la Tierra en dos 
partes iguales. 
 
Longitud y latitud son distancias en grados que se toman, la primera, teniendo en consideración el 
meridiano que se acepta como referencia, puede ser el particular de un país ó el universal aceptado, ( el 
de Greenwich ). La segunda, la latitud, toma como referencia el Ecuador. 
 
La longitud se encuentra de 0º a 180º, y puede ser oriental (este) u occidental (oeste); la latitud se 
encuentra de 0º a 90º y puede ser norte ó sur. 
Longitud Este u Oriental es la que se determina al oriente del meridiano de referencia, y en todo caso 
debe indicarse del meridiano de que se trate. 
Longitud Oeste u Occidental es la que se determina al occidente del meridiano de referencia, y en todo 
caso debe decirse del meridiano de que se trate. 
Latitud Norte es la que se determina al norte del Ecuador. 
Latitud Sur es la que se determina al sur del Ecuador. 
Todos los lugares que están al oriente del meridiano de Greenwich tienen longitud oriental con respecto 
a este meridiano; todos los lugares que se encuentran al occidente del meridiano de Greenwich tiene 
longitud occidental con relación a este meridiano. 
 
Ley de la Conservación de la Energía. 
• Primera Ley de la Termodinámica. La rama de la ciencia que trata con la acción mecánica del 
calor, establece que la energía no puede ser creada ni destruida. Solamente puede 
convertirse de una forma a otra. La energía en sí misma se define como la habilidad de hacer 
trabajo, y el calor es una forma de energía. Como es el caso del calor sensible y latente. 
• Segunda Ley de la Termodinámica. Transfiere calor en una sola dirección, de mayor a menor 
temperatura; y esto tiene lugar a través de tres modos básicos de transferenciade calor como 
la conducción, convección y radiación. 
 
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Localidad. Una localidad es un lugar en donde vive un grupo de familias. En ella, hay casa, 
comercios, centros de salud, caminos, parques etc. 
 
Puede estar en lo alto de una montaña, a la orilla del mar, en una isla ó en un valle. 
Algunas localidades se parecen entre sí; otras son muy diferentes. Unas se encuentran en el campo; 
otras son ciudades ó colonias. 
Según su tamaño y el lugar en donde están situadas, las localidades pueden ser rancherías pueblos, 
barrios ó colonias. 
Las localidades tienen nombres propios, nombres de héroes, de santos, de paisajes ó de fechas 
históricas. 
En México hay localidades con nombres indígenas. 
 
Presión Atmosférica ó Barométrica. Las variaciones en la presión atmosférica debido a la 
elevación arriba ó por debajo del nivel del mar tienen un efecto importante sobre el valor de varias 
propiedades. Esto es porque la presión total de la mezcla varía con la presión atmosférica, mientras que 
la presión parcial del vapor de agua en la mezcla es una función sobre la temperatura de bulbo seco. 
 
Presión Negativa. Es la presión de un área que impide la salida del aire al exterior, siendo este 
mayor que el interior. 
 
Presión Positiva. Es la presión de un área que permite la salida del aire al exterior, siendo este 
menor que el interior. 
 
Pulgadas Columna de Agua. Una cantidad usada para medir presiones. Una pulgada de 
columna de agua equivale a una presión de 0.578 onzas por pulgada cuadrada. Una pulgada de 
columna de mercurio equivale a 13.60 pulgadas de columna de agua. 
 
Refrigerante. Sustancia usada en los mecanismos de refrigeración para absorber calor en el 
serpentín del evaporador cambiando de estado de líquido a gas y liberándolo en un condensador 
mientras la sustancia cambia de nuevo de gas a líquido. 
 
Rejilla de Aire. Dispositivo del sistema de distribución ó retorno con aletas deflectoras, ajustables 
ó fijas que en ocasiones dirige el flujo en la forma deseada y sirve de cubierta para las aberturas de 
salidas ó entrada de aire y al igual que en los difusores puede estar además enfriado, calentado, 
humidificado, deshumidificado ó ventilado tanto en la inyección como en el retorno. 
 
Retorno. Ya sea el agua fría ó el agua caliente, se producen ó generan en un equipo de 
refrigeración (reciprocante, por absorción, centrífugo) ó en un equipo de calefacción (caldera, caldereta, 
calentador); a partir de éste equipo, el agua se bombea para que llegue a todos los serpentines que 
tiene que alimentar (manejadoras y/ó fan & coil); el agua atraviesa los serpentines correspondientes y 
regresa nuevamente al equipo generador de agua fría ó caliente. En los sistemas de agua fría y agua 
caliente existen fundamentalmente dos criterios a seguir dependiendo de como se diseñe el retorno: 
• Retorno Directo. En este sistema, el agua que sale del equipo de bombeo alimenta a los 
diferentes equipos que lo requieren en forma consecutiva, ó sea, primero al equipo que se 
localiza más cerca y al último al que se encuentre mas alejado. 
La tubería de retorno normalmente es una tubería paralela a la de alimentación, pero que 
circula en sentido contrario, ó sea que recoge primero el retorno del equipo más alejado y 
finalmente el del equipo más cercano, para así regresar al equipo de generación de agua fría 
ó caliente. 
• Retorno Inverso. Este sistema tiene la alimentación de agua en la misma forma que en el 
caso anterior, en donde difiere es precisamente en la tubería de retorno cuya trayectoria 
recoge primero al equipo mas cercano, que resulta ser también el primero en ser alimentado 
y conecta al final con el equipo más alejado que es el último en ser alimentado, para de ahí 
regresar al equipo generador de agua fría ó caliente. 
 
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Como se puede observar, en este último sistema se requiere de una tubería más que en el caso 
anterior, pero tiene la gran ventaja de quedar balanceado casi totalmente desde el momento de su 
construcción lo cual hace más eficiente su funcionamiento. 
En el caso del retorno directo, el agua llega con una presión alta al primer serpentín y con una 
presión baja al último serpentín; en el retorno, la presión de salida del último serpentín resulta ser 
también más baja que en el primero y esto provoca que en el último serpentín circule menos agua que 
en el primero. 
Esto se puede corregir instalando válvulas tipo globo en la salida de cada serpentín para dar en 
forma manual la caída de presión necesaria para que todos los serpentines operen con el gasto de 
agua correcto. De cualquier forma, no es fácil dejar correctamente balanceado todo el sistema ya que 
cuando se abre ó cierra la válvula globo de cualquiera de los serpentines se modifica el flujo en todos 
los demás. 
Cuando se utiliza el retorno inverso, la alimentación al primer serpentín, es al igual que en el caso 
anterior, con presión alta y en cambio el del último serpentín es con presión baja, pero a diferencia del 
retorno directo; en este sistema de retorno inverso se provoca que, el retorno del primer serpentín, que 
tiene una presión todavía alta, circule una longitud equivalente a la que provoca la caída de presión en 
la tubería de alimentación de forma tal que, cuando se juntan el retorno del primer serpentín con el del 
último, sus presiones ya están prácticamente igualadas sin necesidad de válvulas adicionales. 
 
Temperatura. La temperatura es un concepto más difícil de definir que la presión ó el volumen. 
Físicamente, la temperatura es una indicación de la energía cinética de las moléculas. Al aumentar el 
movimiento de las moléculas, la temperatura aumenta. 
La temperatura no puede ser medida directamente, y es por ello que se mide a través de los efectos 
que ella produce sobre las propiedades de otros materiales. 
Los instrumentos más comúnmente usados para la medición de temperatura son Los termómetros de 
columna líquida y Los termopares. 
 La temperatura en la cual las moléculas quedan inmóviles se llama Cero Absoluto. 
 
Temperatura Ambiente. Temperatura del aire en el área de estudio que se considera. 
 
Temperatura Interior de Diseño. La temperatura del aire interior que se usa cuando se hacen 
los cálculos del diseño de pérdida de calor. La temperatura interior de diseño se asume generalmente 
como 70º F (21.10º C). 
 
Termóstato. Equipo que responde a los cambios de temperatura ambiente. 
 
Tiro del Aire. Es la distancia axial en pies, horizontal ó vertical, que recorre el flujo de aire 
después de abandonar una salida de inyección y antes de que la máxima velocidad del flujo quede 
reducida al nivel de una velocidad terminal específica (ejemplo: 150, 100, 75 y 50 pies por minuto). 
 
Tonelada de Refrigeración. Un término común que se usa para definir y medir la producción de 
frío se llama una Tonelada de Refrigeración. La cual se define como la cantidad de calor suministrada 
para fundir una tonelada de hielo ( 2,000 libras ) en un periodo de 24 horas, esto es basado en el 
concepto del calor latente de fusión ( 144 Btu / lb ). 
Por lo tanto, tenemos: 
1 T. R. = 2,000 lb × 144 Btu/lb × día/24 horas = 12,000 Btu/h 
1 T. R. = 3,024 Kcal/h; 1 T. R. = 3.51 KW 
 
Tuberías. Las tuberías utilizadas para la conducción de agua fría ó caliente y vapor pueden ser 
de los siguientes materiales: 
• Cobre tipo “M” ( agua fría ó caliente ) 
• Fierro galvanizado cédula 40 ( agua fría ó caliente ) 
• Acero negro soldable cédula 40 ( agua y/ó vapor ) 
Lo más frecuente es utilizar tubería de cobre para diámetros desde 13 mm (1/2”) hasta 50 mm 
( 2”) y tubería de acero negro soldable cédula 40 para diámetros de 64 mm ( 2 1/2”) en adelante. 
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Nunca deben emplearse combinaciones de tuberías de cobre y tubería de fierro galvanizado ya 
que la unión de estos materiales genera una diferencia de potencial eléctrico llamado Par Galvánico, el 
cual produce deterioro de la conexión y obviamente su falla después de algún tiempo. 
 
En general no es recomendable el uso de tubería de fierro galvanizado debido a su corta vida (5 
a 10 años) y a los graves problemas de obstrucción que presenta: Al igual que los ductos las tuberías 
deben ir aisladas para mantener su temperatura y para evitar condensaciones de aire que los rodea. 
 
Transferencia de Calor. 
• Conducción. La conducción se describe como la transferencia de calor entre las moléculas 
cercanas de una substancia, ó entre sustancias que están en contacto una con otra, 
generalmente se tiene una diferencia de temperaturas (dos cuerpos en contacto). 
• Convección. Otro medio de transferencia de calor es por el movimiento del material calentado 
en si mismo cuando se trata de un líquido ó gas. Cuando el material se calienta, las 
corrientes de convección son producidas dentro del mismo y las porciones más calientes de 
él suben, ya que el calor trae consigo el decrecimiento de la densidad del fluido y un 
incremento en su volumen específico. 
• Radiación. Un tercer medio de transferencia de calor es la radiación que es un fenómeno 
electromagnético, por medio de ondas similares a las de la luz ó a las ondas de sonido. Los 
rayos del sol calientan la tierra por medio de ondas de calor radiante 
 
 
1.3 CIRCUITO BASICO DE REFRIGERACION. 
 
 
 En la producción de frío utilizando un cambio de estado, se encuentra la compresión mecánica, 
mediante la evaporación indirecta y en circuito cerrado. 
 
El ciclo de compresión mecánica simple consta esencialmente de un compresor, un condensador, una 
válvula de expansión y un evaporador. 
Para poderse desarrollar este ciclo se requiere de la interconexión de tuberías, válvulas, recipientes de 
refrigerante, dispositivos de control y demás elementos auxiliares. Por el interior del circuito circula el 
refrigerante, el que al evaporarse, en el evaporador, absorbe calor del medio que lo rodea, enfriándolo 
por consecuencia. 
 
El compresor succiona los vapores formados en el evaporador, los que absorbieron el calor latente de 
vaporización, siendo comprimidos por esta máquina y descargados al condensador a donde ceden el 
calor latente de condensación que puede ser aire, agua ó mezcla de los dos, el que se encuentra a una 
menor temperatura, cambiando el refrigerante a la fase líquida para iniciar un nuevo ciclo. 
 
Funciones Específicas de los Componentes del Sistem a de Comprensión Simple: 
• Evaporador. Es un intercambiador de calor, localizado en el medio a enfriar, en donde se lleva 
a cabo la evaporación del refrigerante, dependiendo de la presión de evaporación tendremos 
la temperatura correspondiente al refrigerante utilizado. Para que pueda llevarse a cabo la 
evaporación es necesario que el refrigerante líquido absorba calor del medio a enfriar, es 
decir, al calor latente de evaporación, como una característica el refrigerante se encuentra a 
baja presión y temperatura en el evaporador. 
• Compresor. Su función es doble, por una parte crea y mantiene la baja presión del evaporador 
que permite la evaporación a baja temperatura del refrigerante. Por otra parte crea y 
mantiene la alta presión del condensador que permite la nueva utilización del refrigerante en 
estado líquido, el compresor se encuentra localizado generalmente en un cuarto de 
máquinas. Al comprimir el compresor los vapores del refrigerante, éstos se calientan por la 
energía suministrada durante el trabajo de compresión, es decir, el trabajo de compresión se 
emplea en aumentar la energía interna de los vapores que aumentan su temperatura. Por lo 
tanto, los vapores succionados por el compresor, cargados con el calor latente de 
evaporación (que absorbieron en el evaporador) al ser comprimidos, aumentan su contenido 
de calor, es decir su entalpía, a causa del calor sensible originado por el trabajo de 
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compresión. El refrigerante en el compresor, se encuentra a baja presión y temperatura 
durante la succión y a alta presión y temperatura en la descarga. 
• Condensador. En este intercambiador de calor tiene lugar la condensación del refrigerante, 
dependiendo de la presión existente en el condensador, será la temperatura de condensación 
para cada refrigerante utilizado. 
Al realizarse la condensación es necesario que los vapores cedan calor, este calor, calor 
latente de condensación lo toma el medio de condensación, a menor temperatura, junto con 
el calor sensible de recalentamiento de los vapores comprimidos, el refrigerante del 
condensador se encuentra a alta presión y temperatura. 
El condensador se puede localizar en el cuarto de maquinas o en la mayoría de las veces a la 
intemperie. 
• Válvula de Expansión. Su función es doble, por una parte regula la cantidad de líquido que 
entra en el evaporador para que, según la cantidad de vapores aspirados por el compresor, 
puede mantenerse constante la presión en el evaporador. Por otra parte, al paso por la 
válvula, tiene lugar la reducción de presión desde la alta que existe en el condensador hasta 
la baja del evaporador. 
El líquido procedente del condensador, a alta presión y temperatura, al atravesar la válvula y 
encontrarse a una presión más baja, se evapora en parte tomando el calor necesario del 
propio líquido que se enfría hasta la baja temperatura correspondiente a esa baja presión. 
Esta reducción de presión que sufre el líquido al atravesar una reducción de área, sin realizar 
trabajo exterior alguno y sin intercambiar calor con el exterior, recibe el nombre de expansión. 
En estas condiciones se obtiene el refrigerante en estado líquido, a baja presión y 
temperatura, más algo de vapor, en las mismas condiciones, formado durante la expansión 
(llamado flash gas) en condiciones para evaporarse e iniciar un nuevo ciclo en el evaporador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.4 SISTEMAS DE AGUA HELADA. 
 
 Existen fundamentalmente dos tipos de sistemas: 
• De paso único o continúo donde el agua fluye una sola vez, desde un recipiente hacia el 
equipo a través de la tubería, siendo descargada en un recipiente independiente. 
• De re-circulación, donde el agua fluye desde un recipiente hacia el equipo, a través de la 
tubería, regresando al mismo recipiente para ser recirculada. 
Estos sistemas son clasificados como: 
• Abierto: cuando el agua en el recipiente se encuentra en contacto directo con el aire. 
• Cerrado: cuando el agua en el recipiente no se encuentra en contacto directo con el aire. 
Todos los sistemas de tubería tienen por lo menos un punto donde la presión atmosférica es 
ejercida en la superficie del agua. Este es el punto de referencia para la determinación de la carga 
hidrostática que debe vencer la bomba. La carga hidrostática, esta diferencia de elevación en metros, 
entre el nivel de agua en el lado de succión de la bomba y el nivel de agua en el lado de descarga. 
 
En un sistema cerrado, la bomba sólo debe vencer la resistencia por fricción del sistema. El recipiente de 
descarga es también el recipiente de succión y por lo tanto no hay diferencia de elevación y 
consecuentemente no existe carga hidrostática. 
 
En un sistema abierto, el recipiente del lado de la succión debe estar a una elevación diferente a la del 
recipiente de descarga. Además de la carga hidrostática, la bomba deberá vencer también las pérdidas 
por fricción del sistema. 
 
 
 
Sistemas de Retorno de Agua. Se clasifican como sigue: 
• Tubería con retorno inverso: Al primer equipo que se suministra agua, es el último que 
retornamos. 
• Tuberíade retorno directo: El primer equipo en suministrar, es el primero en retornar. 
 
Materiales para Tuberías de Agua Helada. 
• Acero negro (de bajo carbono). 
• Acero galvanizado. 
• Hierro forjado-negro. 
• Hierro forjado-galvanizado. 
• Cobre blando. 
• Cobre duro. 
La selección adecuada del material depende del servicio para el cual se pretende la tubería. El 
servicio comprende: 
• Las propiedades del fluido en cuestión. 
• La temperatura de trabajo 
• La presión de trabajo. 
• La exposición a oxidación o corrosión. 
• El costo de material. 
La cédula indica el espesor de la tubería. La selección del número correcto de la cédula depende 
de la presión y temperatura de servicio. En los sistemas hidrónicos, para las presiones que se presentan 
normalmente, se específica en general tubo cédula 40, a excepción de los diámetros muy grandes, en los 
cuales se usa cédula 30 o 20. 
 
Métodos de Conexión para Tubería de Acero. 
• Roscadas: hasta 2”. 
• Soldadas o bridadas: de 2 ½” en adelante. 
• En las conexiones soldables, se pone un par de bridas soldables en el tubo. 
 
 
 
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Diseño de Tubería. El diseño de un sistema de tubería, es limitado por: 
Velocidad máxima permisible, la cual es establecida por: 
• Ruidos generados por el flujo de agua a través de la tubería. 
• Erosión de la tubería por el flujo de agua, arrastre de arenas, aire u otras partículas extrañas. 
 
 
 
 
 
Velocidades Recomendadas: 
 
SERVICIO VELOCIDAD (m/s) 
Descarga de la bomba 2.4 – 3.6 
Succión de la bomba 1.2 – 2.1 
Línea de drenaje 1.2 – 2.1 
Cabezal o tubería principal 1.2 – 4.5 
Tubería secundaria 0.9 – 3.0 
Línea vertical 1.0 – 3.0 
Servicio general 1.5 – 3.0 
Agua de la ciudad 0.9 – 2.1 
 
Pérdidas por Fricción: 
• Los sistemas de paso único deberán diseñarse para que suministren el flujo requerido, con 
una pérdida de presión no mayor que la presión que se tenga disponible después de haber 
deducido todas la otras pérdidas (caída de presión en el condensador o condensadores, 
pérdida hidrostática, de línea, de válvulas, accesorios, etc.). 
• Los sistemas de bombas recirculantes son diseñados para suministrar un balance razonable 
entre el incremento de potencia, debido a las altas pérdidas por fricción y el incremento del 
costo inicial de la tubería, debido a líneas de mayor diámetro. 
 
Limitaciones de Diseño . El sistema debe trazarse indicando las válvulas, los accesorios, las longitudes 
de los tramos y las cantidades de agua necesarias en todos los ramales, principales y tabularse. La 
presión debe indicarse en los puntos del sistema donde se conectan los ramales secundarios. De esta 
forma se puede determinar la caída de presión disponible a través de cada una de las unidades que son 
alimentadas desde el sistema principal, con lo que se pueden obtener los diámetros de la tubería, 
válvulas y accesorios correspondientes. Existiendo la posibilidad de poder utilizar tubería de diámetros 
menores que los que en la práctica se consideran normales para algunos ramales de tubería. Debe 
tomarse en consideración toda la caída de presión disponible en cada ramal para requerir un mínimo de 
juste al igualar presiones y volúmenes de flujo. 
Cada selección de diámetro de tubería debe incluir una comparación entre el costo inicial de instalación y 
el costo de operación y mantenimiento. 
En cualquier tubo por el que circule agua, hay una pérdida de presión, por rozamiento en el tubo y esta 
pérdida depende de los siguientes factores: 
• Velocidad del agua de 3 ( 0.93 m/s ) a 10 ( 3 m/s ) 
• Diámetro del tubo. 
• Rugosidad de la superficie interior. 
• Longitud del tubo y el número de accesorios en el sistema. 
 
Válvulas de Control. Generalidades: 
En el control, la válvula de control juega un papel muy importante en la regulación. Realiza la función de 
variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable medida comportándose 
como un orificio de área continuamente variable. La válvula de control típica se compone básicamente del 
cuerpo y el servomotor. 
El cuerpo de la válvula contiene en su interior el obturador, los asientos y esta provisto de rosca o de 
bridas para conectar la válvula a la tubería. El obturador es quien realiza la función de control de paso del 
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fluido y puede actuar en la dirección de su propio eje o bien tener un movimiento rotativo. Esta unido a un 
vástago que pasa a través de la tapa del cuerpo y quien es accionado por el servomotor. 
 
Tipos de Válvulas. Las válvulas pueden ser de varios tipos según sea el diseño del cuerpo y el 
movimiento del obturador. Las válvulas de movimiento lineal en las que el obturador se mueve en la 
dirección de su propio eje, se clasifican como se específica a continuación: 
• Válvula de Compuerta. En una válvula de compuerta el diámetro de la abertura a través del 
cual pasa el fluido es prácticamente la misma que la de la tubería, por lo que la pérdida de 
carga que se introduce en el sistema es pequeña. Las válvulas de compuerta son adecuadas 
para abrir o cerrar completamente la conducción. Estas válvulas no son apropiadas para el 
control del flujo, pues carecen de la sensibilidad adecuada. Esta válvula efectúa su cierre con 
un disco vertical plano o de forma especial y que se mueve verticalmente al flujo. Tiene la 
ventaja de presentar muy poca resistencia al flujo cuando esta en posición de apertura. 
 
 
 
 
• Válvula de Globo. Las válvulas de globo o de asiento son ampliamente utilizadas para 
controlar velocidad de flujo de un fluido. La abertura por la cual circula el fluido es más 
pequeña que en las válvulas de compuerta, por lo que las válvulas de globo introducen una 
mayor pérdida de carga. Siendo de simple asiento, de doble asiento y de obturador 
equilibrado respectivamente. Las válvulas de simple asiento precisan de un obturador de 
mayor tamaño para que el obturador cierre en contra de la presión diferencial del proceso. 
Por lo tanto, se emplean cuando la presión del fluido es baja y se precisa que las fugas en 
posición de cierre sean mínimas. El cierre a estanco se logra con obturadores provistos de 
una arandela de teflón. En las válvulas de doble asiento de obturador equilibrado, la fuerza de 
desequilibrio desarrollada por la presión diferencial a través del obturador es menor que en la 
válvula de simple asiento. Por este motivo se emplea en válvulas de gran tamaño o bien 
cuando deba trabajarse con una alta presión diferencial. En posición de cierre las fugas son 
mayores que en una válvula de simple asiento. 
 
 
 
 
 
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• Válvula de Bola. En una válvula de bola el elemento de cierre es esférico, es una válvula 
simple con pocos componentes y se puede abrir y cerrar completamente en forma muy 
rápida, abierta completamente, presenta una baja pérdida de carga. El elemento de cierre es 
esférico y de ahí viene su nombre. El cuerpo de la válvula tiene una cavidad interna esférica 
que alberga un obturador en forma de bola o esfera. La bola tiene un corte adecuado 
(usualmente en “V”), que fija la curva característica de la válvula y gira transversalmente 
accionada por un servomotor exterior. El cierre a estanco se logra con un aro de teflón 
incorporado al cuerpo contra el cual asienta la bola cuando la válvula esta cerrada. En 
posición de apertura total, la válvula equivale aproximadamente en tamaño a 75% del tamaño 
de la tubería. Una válvula de bola típica es la válvula de macho que consiste en un macho de 
forma cilíndrica o troncocónica con un orificio transversal igual al diámetro interior de la 
tubería. El macho ajusta en el cuerpo de la válvula y tiene un movimiento de giro de 90°. Se 
utiliza generalmente en el control manualtodo-nada de líquidos y en regulación de caudal. 
 
 
 
 
• Válvula de Retención. Una válvula de retención permite el flujo solamente en una dirección. 
Se abre debido a la presión del fluido que circula en una determinada dirección; cuando el 
flujo se detiene o tiende a invertirse, la válvula cierra automáticamente por gravedad o por 
medio de un resorte que hace presión sobre una bola o disco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• Válvula de Mariposa. Estas válvulas tienen una sola parte móvil, la cual es, un disco o 
compuerta que gira pero no se mueve en forma vertical. La válvula de mariposa es más 
económica para su uso en tubos grandes, es simple, presenta una baja pérdida de carga y es 
autolimpiante, el cuerpo esta formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira 
transversalmente un disco circular. La válvula puede cerrar herméticamente mediante un 
anillo de goma encastrado en el cuerpo. Un servomotor exterior acciona el eje de giro del 
disco y ejerce su par máximo cuando la válvula esta totalmente abierta ( en control todo-nada 
se consideran 90° y en control continuo 60°, a part ir de la posición de cierre ya que la ultima 
parte del giro es bastante inestable ), siempre que la presión diferencial permanezca 
constante. En la selección de la válvula es importante considerar las presiones diferenciales 
correspondiente a las posiciones de completa apertura y de cierre se necesita una fuerza 
grande del actuador para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada. Las 
válvulas de mariposa se emplean para el control de grandes caudales de presión a baja 
presión. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Válvula o Filtro “Y”. Esta posee las características de regulación de flujo que tiene la válvula 
de globo, pero tiene una pérdida de carga reducida en comparación con aquella. En las 
válvulas tipo “Y” el asiento está a 45º respecto a la horizontal. Es adecuada como válvula de 
cierre y de control. Como válvula todo-nada se caracteriza por su baja pérdida de carga y 
como válvula de control, presenta una gran capacidad de caudal. Posee una característica de 
auto drenaje cuando esta instalada inclinada con un cierto ángulo. Se emplea usualmente en 
instalaciones criogénicas. 
 
 
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• Válvula Check. Válvula unidireccional que automáticamente impide el flujo en sentido opuesto 
al deseado, protegiendo las líneas y equipo de bombeo, evita el golpe de ariete, la hace de 
menor peso y tamaño, su instalación es más fácil, segura y económica. Materiales en acero, 
acero inoxidable, bronce, asientos metal a metal y elastómero. 
 
 
 
• Válvula de Tres Vías. Este tipo de válvulas pueden ser del tipo mezclador o del tipo 
divergente o separador. Una válvula mezcladora tiene dos entradas y una salida. Una válvula 
separadora tiene una entrada y dos salidas. Las válvulas mezcladoras y separadoras se 
pueden usar para variar los flujos a través de la unidad, manteniendo al mismo tiempo el flujo 
total. También se pueden usar las válvulas mezcladoras y divergentes para controlar la 
capacidad variando la temperatura en lugar de la cantidad de agua, en esta aplicación, el 
agua de suministro que procede de la caldera y el agua de retorno se mezclan para tener 
agua a la temperatura deseada. Las válvulas de tres vías intervienen típicamente en el 
control de temperatura de intercambiadores de calor. 
 
 
 
• Válvula de Dos Vías. Este tipo de válvulas se emplean para hacer variar el flujo volumétrico al 
equipo de calefacción o enfriamiento estrangulándolo. 
 
 
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• Válvula de Balanceo. Control de flujo exacto, pre-balanceo de la capacidad del diseño, 
carátula de apagado y encendido, memoria de paro del indicador, válvula integrada con 
puertos de lectura, la última respuesta a los problemas del balance del sistema. 
 
 
 
• Válvula Multipropósito (tres válvulas en una). En una sola válvula, se realizan tareas 
diferentes, que son: 1.- cierre o la de interrumpir el suministro, 2.- la de guía central que 
checa y evita que la válvula se cierre de golpe, la última tarea,3.-es que cuenta con una placa 
calibrada de lectura con botón, además de que cumple y provee con requerimientos más 
eficientes y precisos de flujo, de balance; minimiza costos de operación e instalación, 
minimiza las pérdidas de energía y/o fricción, previene la vibración de la válvula, proporciona 
una protección de máxima duración contra los líquidos agresivos, permite el equilibrio exacto 
del sistema para una máxima eficiencia de operación, provee el regreso de la válvula a la 
posición de balance después del corte de flujo y diseñado para llenarse bajo un sistema de 
alta presión. 
 
 
• Difusor de succión y accesorios de la bomba centrífuga. El cilindro de gran tamaño del orificio 
asegura una caída de presión mínima, la longitud completa hace que las paletas se 
enderecen y asegura el patrón uniforme del flujo para la entrada a la bomba, casquillo de 
extremo fácilmente desprendible con el anillo o reutilizable, las conexiones de NPT, 
ensanchado o acanalado de extremo garantizan la selección derecha del difusor de la 
succión. 
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Protección de la Bomba Centrífuga. 
• Difusor. Proporciona las condiciones ideales del flujo para la bomba, para proveer los 
requerimientos de NPSH que necesita. 
• Filtro de encendido inmediato o filtro de estrella – para arriba - una necesidad para los 
sistemas hidrónicos y de manera estándar para difusores de succión para los sistemas de 
agua cerrados y domésticos. La remueve posteriormente sin perder la protección de las 
perforaciones más grandes en el orificio cilíndrico. 
• Un campo amplio de servicio. Todas las partes o piezas internas son fácilmente 
reemplazables incluyendo partes con fricción directamente. 
• Ahorra tiempo. Sin tubería intermedia. Menos tubería que colocar. 
• Ahorra espacio. Elimina grandes entradas de tubería, el montaje de coladeras 
convencionales en tuberías y tuberías en piso. 
• Ahorra dinero. Difusor, colador... todo en una pieza. Menos uniones de tubería. Más rápida 
instalación. 
• Elimina problemas. Promueve el buen flujo permitiendo operaciones libres de problemas. 
• Cuerpo en ángulo. Tiene un codo que facilita la transición cercana entre el sistema de tubería 
de regreso y el sistema de succión de la bomba. Algunos modelos NPT están diseñados para 
reducir inclusive codos. 
 
Accesorios Complementarios. 
• Tanque de expansión 
• Manómetro 
• Termómetro. 
• Interruptor de flujo de agua. 
• Válvula de aguja. 
• Sifón o cola de cochino. 
• Válvula multipropósito. 
 
 
1.5 BOMBAS CENTRIFUGAS Y SU CLASIFICACION. 
 
En las bombas centrífugas la energía se comunica al líquido por medio de alabes en movimiento 
de rotación, a diferencia de las de desplazamiento volumétrico o positivo, rotativas (de engranajes, 
tornillos, lóbulos, levas, etcétera) y alternativas de pistón, de vapor de acción directa o mecánicas. 
 
Las Ventajas Principales de las Bombas Centrífugas. Caudal constante, presión uniforme, 
sencillez de construcción, tamaño reducido, bajo mantenimiento y flexibilidad de regulación. 
 
Uno de sus pocos inconvenientes es la necesidad de cebado previo al funcionamiento, ya que las 
bombas centrífugas, al contrario que las de desplazamiento positivo, no son auto aspirantes. 
Consideraremos los siguientes tipos de bombas centrífugas: 
• Radiales, axiales y diagonales, 
• De impulsor abierto, semi abierto y cerrado, 
• Horizontales y verticales. 
 
Bombas Radiales, Axiales y Diagonales. La forma del impulsor puede forzar al agua a salir en un 
plano perpendiculara su eje (flujo radial); puede dar al agua una velocidad con componentes tanto axial 
como radial (flujo mixto) o puede inducir un flujo en espiral en cilindros coaxiales según la dirección del 
eje (flujo axial). 
Normalmente, a las máquinas con flujo radial o mixto se les denomina bombas centrífugas, mientras a 
las de flujo axial se las llama bombas de flujo axial o bombas de hélice. 
Los impulsores de las bombas radiales y de las mixtas pueden abiertos o cerrados. Los impulsores 
abiertos consisten en un eje al cual están unidos los alabes, mientras que los impulsores cerrados 
tienen láminas (o cubiertas) a cada lado de los alabes. 
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Las bombas de flujo radial tienen una envolvente helicoidal, que se denomina voluta, que guía el flujo 
desde el impulsor hasta el tubo de descarga. El incremento de la sección transversal a lo largo de la 
envolvente tiende a mantener constante la velocidad en su interior. 
 
Bombas de impulsor Abierto, Semi Abierto y Cerrado. Teniendo en cuenta su diseño mecánico o 
estructural, se pueden distinguir tres tipos de impulsores: 
• De alabes aislados (abiertos), 
• Con una pared o disco lateral de apoyo (semi abierto), 
• Con ambas paredes laterales (cerradas). 
 
Esta clasificación es independiente de la más general, que se refiere al tipo de diseño hidráulico, 
por lo que en esta nueva clasificación puede haber impulsores centrífugos y de flujo mixto, abiertos, 
semiabiertos o cerrados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Cerrado De Doble Aspiración Semi Abierto Abierto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Rodete de Bomba Diagonal Abierta Rodete de Bomba Cerrado Tipo Francis 
 
 
Los impulsores axiales, por su misma estructura, sólo pueden ser semiabiertos o cerrados, ya que sus 
alabes se pueden considerar como apoyados lateralmente en el eje de rotación, que hace las veces de 
cubo del impulsor, como si fuese la pared posterior de los radiales y diagonales. 
 
Impulsores Abiertos. En un impulsor abierto, los alabes desnudos van unidos únicamente al eje de 
giro y se mueven entre dos paredes laterales fijas pertenecientes a la carcasa de la bomba, con 
tolerancias laterales lo más estrechas posibles para evitar fugas. 
Esta construcción es mecánicamente débil, por el largo voladizo en que trabajan los alabes, por lo que 
estos impulsores disponen siempre de una fracción de pared posterior para dar a los alabes la rigidez 
necesaria. 
 
 
 
 
 
 
 
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En la práctica no se hace distinción entre impulsores abiertos y semiabiertos, designando a ambos 
como abiertos, en oposición a los cerrados. Los impulsores abiertos se utilizan en algunas bombas 
radiales pequeñas y para el bombeo de líquidos abrasivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Empuje Axial en Impulsor Abierto con Alabes Posteriores 
 
Impulsores Semiabiertos. Los impulsores con una sola pared lateral, que siempre es la posterior, se 
emplean con cierta frecuencia, destacando las bombas de flujo mixto y todas las axiales. 
 
Al igual que en los abiertos, su buen rendimiento está basado en una tolerancia lateral muy estrecha, 
del orden de 0,3 mm, que evita fugas de la periferia al centro y en los canales del impulsor entre sí. 
Estas fugas son tanto mayores cuanto menos viscoso es el líquido por lo que con líquidos algo viscosos 
el caudal y la altura pueden aumentar, a pesar de las mayores pérdidas por rozamiento, lo que les hace 
más apropiados que los abiertos para trabajar con líquidos a altas temperaturas. 
 
Cuando el juego lateral se hace grande por el desgaste, hay que cambiar el impulsor. El desgaste del 
impulsor es proporcional a la velocidad relativa del líquido y no es radialmente uniforme, sino algo 
mayor en la periferia. 
Para el servicio con líquidos abrasivos algunas veces se disponen placas laterales de desgaste de fácil 
intercambio, construidas con materiales especiales como el acero inoxidable que tiene mayor dureza, 
que no resulta costoso, ya que el cuerpo de la bomba sigue siendo de fundición. 
 
Impulsores Cerrados. Los impulsores cerrados tienen los alabes colocados entre dos paredes 
laterales, anterior o de aspiración y posterior. Los impulsores cerrados pueden resistir mucho mejor 
cualquier flexión del eje o contracciones y dilataciones mayores de las previstas, por lo que son más 
adecuados para servicios de altas temperaturas. 
 
Las Ventajas del Impulsor Abierto Sobre el Cerrado, son : 
• La menor tendencia a obstruirse que le hace adecuado para líquidos sucios, 
• El menor roce hidráulico del disco, al tener sólo una pared girando, de lo que se deduce un 
buen rendimiento, 
• Una mayor accesibilidad de los alabes para el mecanizado, lo que permite conseguir mejores 
acabados, 
• Una mayor facilidad de construcción, con modelos más sencillos, por lo que se puede utilizar 
una mayor variedad de materiales constructivos con un coste menor de fabricación. 
 
 
 
 
 
Curvas Características de las Bombas. Una curva de bombeo es la representación gráfica de una 
característica específica del rendimiento de una bomba. Interpretar estas gráficas puede ser útil, tanto 
para especificar las bombas para una aplicación, como para determinar si una bomba que ya ha sido 
instalada está rindiendo al nivel de su capacidad. Para las aplicaciones de bombeo de agua, las varias 
curvas que se ilustran son muy similares, simplemente ofreciendo información adicional. 
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Bomba Característica en la cual se muestra en eje de las ordenadas la carga total de la bomba y en el eje de las 
abscisas el caudal producido. Así como la potencia indicada sobre las curvas. 
 
 
Propiedades De Una Bomba Centrifuga 
 
Dentro del campo normal de aplicación, las propiedades de una bomba centrífuga son: 
 
• Caudal uniforme, sin pulsaciones. 
 
• La presión o altura de elevación disminuye a medida que aumenta el caudal. En general, a 
partir del punto de funcionamiento, cuando se cierra la válvula de regulación de la tubería de 
impulsión aumenta la presión y se reduce la potencia. Sin embargo, las bombas de alta 
velocidad específica (impulsor semi-axial o hélice) no cumplen esta norma general. 
 
• La altura, medida en metros de columna de líquido, a la que eleva una bomba es 
independiente de la naturaleza del líquido y, por tanto, la altura a la que impele una bomba es 
la misma, prescindiendo de la influencia que ejerce la viscosidad. 
 
• La potencia absorbida por la bomba es proporcional al peso específico del líquido elevado. 
 
• El par requerido para el arranque de una bomba centrífuga es pequeño y la potencia 
absorbida durante su funcionamiento de régimen es continua y libre de sobrecargas, cuando la 
altura no varía y no hay perturbaciones ajenas a la bomba en la aspiración. 
 
 
 
Funcionamiento De Las Bombas Centrifugas 
 
Las bombas centrífugas mueven un cierto volumen de líquido entre dos niveles; son pues, 
máquinas hidráulicas que transforman un trabajo mecánico en otro de tipo hidráulico. Los 
elementos constructivos de que constan son: 
 
• Una tubería de aspiración, que concluye prácticamente en la brida de aspiración. 
 
• El impulsor o rodete, formado por una serie de alabes de diversas formas que giran dentro de 
una carcasa circular. El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte móvil de la bomba. 
 
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El líquido penetra axialmente por la tubería de aspiración hasta el centro del rodete, que es 
accionado por un motor, experimentando un cambio de dirección más o menos brusco, pasando a 
radial, (en las