En general, la potencia se define como la relación entre el trabajo realizado (fuerza x distancia) dividido por el tiempo que se tarda en realizar dicho trabajo.
La potencia requerida por un caudal hidráulico a una determinada presión vendrá dada por la siguiente fórmula:
Potencia útil (kW) = Caudal (litros/minuto) x Presión (bar) / 600
De tal forma, la potencia hidráulica es básicamente función del caudal y de la presión. Por lo tanto, en 2 sistemas hidráulicos distintos donde la presión de trabajo sea la misma, si el caudal del primer sistema es el doble que el del segundo, la potencia del motor que mueva la bomba del primer sistema también deberá ser el doble de potente que el del segundo sistema.
En el caso que el caudal A y el caudal B fueran iguales pero la presión de trabajo de B fuera 2 veces la de A, estaríamos en la misma situación, la potencia del motor debería ser el doble en B que en A.
Rendimiento y eficiencia del sistema.
Para calcular la potencia del motor (eléctrico o de combustión) requerido para dicha potencia útil, se deben incorporar a la fórmula 2 conceptos que son:
Eficiencia de la bomba hidráulica: podemos suponer un valor del 90% (0,9). Este valor dependerá del tipo de bomba (bomba de pistones o engranajes o de paletas) y de su eficiencia a una determinada presión de trabajo. Su valor es obtenido multiplicando el rendimiento volumétrico de la bomba por el de su eficiencia hidrodinámica.
Por ejemplo, en bombas hidráulicas de pistones, la media del valor total de eficiencia suele estar entre el 85% y 95%; en bomba de engranajes y paletas la eficiencia suele rondar entre el 80% y 95%.
Eficiencia mecánica de la transmisión entre el motor y la bomba: podemos suponer también un valor aproximado del 90% (0,9).
Cálculo de la potencia hidráulica necesaria.
Por tanto, la potencia del motor requerido vendrá dada por la siguiente fórmula:
Potencia requerida = Potencia útil / (0,9 x 0,9) = Potencia útil / 0,81
Ejemplo de cálculo de la potencia hidráulica.
Caudal bomba = 30 litros/minuto
Presión máxima = 210 bar
Potencia útil (kW) = 30 litros/minuto x 210 bar / 600 = 10,50 kW
Potencia requerida (kW) = Potencia útil (kW) / 0,81 = 10,50 / 0,81 = 12,96 kW
Una vez definida la potencia requerida, se deberá escoger un motor de catálogo de potencia inmediatamente superior al valor obtenido.
En el caso de ser un motor eléctrico, el modelo inmediatamente superior a una potencia de 12,96 kW podría ser un motor de 15 kW (20 CV) de potencia.
Unidades de la potencia.
En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad reconocida para medir la potencia es el kW (kilovatio), en Gran Bretaña se utiliza el HP (horse power) y en países europeos y en Estados Unidos se utiliza normalmente el CV (caballo de vapor).
Equivalencia entre las distintas unidades de potencia.
- 1 CV = 0,7355 kW
- 1 CV = 0,9863 HP
- 1 HP = 0,7457 kW
- 1 HP = 1,0139 CV
- 1 kW = 1,3596 CV
- 1 kW = 1,3410 HP