TDH: qué es la altura dinámica total y cómo calcularla

Resumen ejecutivo

La altura dinámica total (TDH, por sus siglas en inglés) es la altura real que una bomba debe vencer para mover el fluido en su instalación. No es la simple diferencia de niveles: es la suma de la altura estática, las pérdidas por fricción y la altura de velocidad. Calcular bien la TDH es el paso que decide si una bomba entregará el caudal esperado o se quedará corta.

En esta guía verá qué compone la TDH, la fórmula, cómo calcularla paso a paso, un ejemplo resuelto con números reales y los errores más frecuentes. Al final podrá obtener la TDH de su sistema en segundos con la calculadora gratuita.

Para quién es esto

• Ingenieros de proyectos que van a seleccionar una bomba y necesitan la altura de trabajo correcta.
• Ingenieros de planta y de proceso que quieren verificar si su bomba está bien dimensionada.
• Jefes de mantenimiento que ven bombas que "no dan el caudal" y buscan la causa.

El problema real en planta

El error más común es dimensionar una bomba solo con la altura estática (la diferencia de niveles) y olvidar la fricción. En cuanto el fluido circula por tuberías, codos y válvulas, aparecen pérdidas que crecen con el caudal. Si esas pérdidas no se suman, la bomba se elige "corta": entrega menos caudal del previsto, o se debe forzar con más presión de la esperada. La TDH existe precisamente para no cometer ese error.

Fundamentos de ingeniería

La TDH es la energía por unidad de peso que la bomba entrega al fluido. Se descompone en tres términos:

TDH = H_estática + h_fricción + h_velocidad

1) Altura estática (H_estática). Diferencia de niveles entre la succión y la descarga, más cualquier diferencia de presión. Es constante: no cambia con el caudal.

2) Pérdidas por fricción (h_fricción). Energía perdida por rozamiento en tuberías, accesorios y válvulas. Crecen con el caudal (de forma casi cuadrática) y dependen del diámetro, la longitud, el material y los accesorios. Se estiman con Hazen-Williams o Darcy-Weisbach.

3) Altura de velocidad (h_velocidad = v²/2g). Energía cinética del fluido en movimiento. Suele ser pequeña frente a las otras dos, salvo en velocidades altas.

De forma más general, la ecuación basada en Bernoulli entre succión (1) y descarga (2) es:

H = (P₂ − P₁)/(ρg) + (v₂² − v₁²)/2g + (z₂ − z₁) + h_f

En la práctica, la TDH de la mayoría de los sistemas de agua está dominada por estática + fricción; la altura de velocidad se suele englobar por su bajo valor.

Cómo calcularla paso a paso

1. Altura estática: mida la diferencia de niveles entre origen y destino y sume diferencias de presión (por ejemplo, un tanque presurizado).
2. Datos de la tubería: longitud total, diámetro, material (factor C de Hazen-Williams) y accesorios (codos, válvulas).
3. Pérdidas por fricción: calcule h_fricción al caudal de trabajo; los accesorios se suman como longitud equivalente.
4. Altura de velocidad: v²/2g con la velocidad en la tubería (suele ser pequeña).
5. Sume: TDH = estática + fricción + velocidad. Esa es la altura que debe buscar en la curva de la bomba.
6. Verifique que la velocidad quede en un rango sano (≈ 1–2,5 m/s) y que el NPSH disponible tenga margen.

Ejemplo resuelto con números

Sistema: altura estática 20 m; 120 m de tubería de acero de 4" (C = 120); 4 codos y 2 válvulas; altitud 1500 msnm. Curva de la bomba: (0 m³/h, 40 m), (50 m³/h, 34 m), (100 m³/h, 16 m).

Al resolver el sistema, el punto de trabajo cae en 68,04 m³/h, y la TDH a ese caudal se descompone así:

Componente	Valor
Altura estática	20,00 m
Pérdidas por fricción (Hazen-Williams, con accesorios: +13,8 m equivalentes)	8,89 m
Altura de velocidad (v = 2,33 m/s → v²/2g)	≈ 0,28 m
TDH de trabajo	≈ 28,89 m
NPSH disponible (1500 msnm, 20 °C)	8,43 m
Potencia al freno estimada	10,26 HP (7,65 kW)

Lectura de ingeniería: la fricción (8,89 m) aporta casi un tercio de la TDH; ignorarla habría dejado la bomba corta por ese mismo margen. La altura de velocidad (~0,28 m) es menor y suele englobarse. La velocidad de 2,33 m/s es aceptable, y el NPSH disponible de 8,43 m da margen frente a la cavitación.

Cuándo aplica y cuándo no

Aplica a cualquier sistema de bombeo de líquidos para dimensionar la bomba o verificar su punto de trabajo. Es el número que se lleva a la curva del fabricante.

Cuidado con: fluidos viscosos o con sólidos (cambian las pérdidas); sistemas con presión de descarga elevada (la parte de presión pesa más que la de nivel); y tramos de succión con altura de aspiración, que además afectan al NPSH.

Errores frecuentes

• Usar solo la altura estática. Sin la fricción, la TDH queda subestimada y la bomba, corta.
• Olvidar los accesorios. Codos y válvulas suman longitud equivalente; en el ejemplo, +13,8 m.
• Confundir presión con altura. Conviértalas a las mismas unidades (m.c.a.) antes de sumar.
• Calcular la TDH a un caudal que no es el de trabajo. La fricción cambia con el caudal; use el caudal real de operación.
• Ignorar la altitud en el NPSH. A mayor altitud, menor NPSH disponible.

Checklist / criterios de decisión

• ¿Separé claramente estática, fricción y velocidad?
• ¿Incluí la longitud equivalente de todos los accesorios?
• ¿Calculé la fricción al caudal real de trabajo?
• ¿La velocidad quedó en ≈ 1–2,5 m/s?
• ¿Convertí toda presión a m.c.a. antes de sumar?
• ¿El NPSH disponible supera al requerido con margen?

Preguntas frecuentes

¿Qué es la altura dinámica total (TDH)?

Es la altura total que una bomba debe vencer en su instalación: la suma de la altura estática, las pérdidas por fricción y la altura de velocidad. Es el valor que se lleva a la curva de la bomba para seleccionarla.

¿Cómo se calcula la TDH de una bomba?

Sumando altura estática + pérdidas por fricción (a tuberías y accesorios, al caudal de trabajo) + altura de velocidad (v²/2g). Puede obtenerla en segundos con la calculadora de más abajo.

¿Cuál es la diferencia entre altura estática y TDH?

La altura estática es solo la diferencia de niveles/presiones y es constante. La TDH añade las pérdidas por fricción (que crecen con el caudal) y la altura de velocidad; por eso la TDH siempre es mayor que la estática cuando hay circulación.

Herramientas SEMHYS

Ingrese la altura estática, los datos de su tubería y 2–3 puntos de la curva de su bomba en la calculadora de bombas gratuita de SEMHYS y obtendrá al instante la TDH, el punto de operación, el NPSH disponible, la velocidad y la potencia estimada, con el gráfico de curvas.

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Referencias

1. Hydraulic Institute. ANSI/HI 14.3 — Rotodynamic Pumps for Design and Application (altura del sistema = estática + fricción).
2. Total Dynamic Head — Ecuación de la altura de bomba basada en Bernoulli (componentes: estática, fricción, velocidad y presión).
3. ISO 9906:2012 — Rotodynamic pumps — Hydraulic performance acceptance tests.