hola mi nombre es javier soriano soy profesor de mecánica de fluidos y en este vídeo vamos a ver cómo calcular las pérdidas de carga en una tubería y además de ver las pérdidas de carga cómo se calculan a partir de la ecuación del sybase back veremos los factores de que dependen y veremos el concepto de pendiente hidráulica o pérdidas sanitarias por último haremos un ejemplo sencillo de cómo calcular las pérdidas en una tubería utilizando la ecuación del argibay shark partimos de la ecuación de bernuy y hacen bernie finalizada para localizar dónde estarían esas pérdidas de fricción en tuberías en este caso tenemos el sumatorio de todas las pérdidas o no queremos analizar o hacer un balance entre dos puntos de una instalación y el concepto de perillas de carga de asociadas a la fricción del agua teoría es sencillo se debe a la pérdida de energía que habría en una instalación una tubería debido a la fricción del agua en la paredes del tubo incluso la interacción o el choque entre las partículas que circulan por esa tubería por tanto dado una instalación de una determinada longitud podemos analizar que conocida una presión a la entrada de la tubería las perillas de carga estarían asociadas a esa diferencia de presión que habría entre ese tramo de tubería las variables de que depende en esta pérdida de carga la tubería utilizando la ecuación de darcy veis bucks sería por un lado la velocidad caudal que circula por la tubería a su vez en cuanto a las caracterís características físicas de esta tubería pues sería la longitud y su diámetro siendo la longitud directamente proporcional a las pérdidas de carga es decir a mayor longitud mayores pérdidas de carga y el diámetro es inversamente proporcional es decir para un mismo caudal mayores diámetros van a generar menores pérdidas de carga por último necesitamos también una variable que venga a representar lo que es la interacción entre el fluido estructura ese sería el factor de fricción de darcy y con estas tres variables podemos establecer cuál sería la ecuación general de perillas de carga segundas y donde las medidas de fricción sería el factor de fricción la longitud del tubo y el diámetro del tubo y el término uve cuadrado partido 2 g si hacemos un cambio de variable considerando que el caudal es velocidad por área podemos ver que las varillas de fricción también las podemos representar como 8 fl pi cuadrado g de a la quinta por el cuadrado donde si cogemos todos estos términos vendrían a representar la resistencia de la tubería y las unidades de cada una de las variables también las podemos obtener de forma sencilla donde las pérdidas de fricción se puede trabajar con metros de columna de agua donde el caudal podemos trabajar con el sistema internacional en metros cúbicos por segundo y por tanto la resistencia de la tubería serían metros de columna de agua partido metros cúbicos por segundo al cuadrado si queremos trabajar y obtener ese factor de fricción o estimar ese factor de fricción hay varios procedimientos lo que tenemos que tener en cuenta es son las variables de que dependen entre las variables pues podemos detectar la velocidad la rugosidad la viscosidad de la tubería el diámetro incluso la propia densidad del fluido aquí se pueden observar tres procedimientos para el cálculo de la factor de fricción bien para la zona laminar para la zona turbulenta lisa o para la zona turbulenta rugosa que lo veremos en el ábaco la ecuación general para el cálculo de pérdidas es la de colebrook aquí sí que vemos que la rugosidad es función directa de la rugosidad partido diámetro lo que viene siendo la rugosidad relativa y también del número de reynolds en este caso esta expresión general nos va a permitir obtener el factor de fricción pero tendremos que verificar que se trata de una expresión que es interactiva es decir partiremos de un factor de fricción inicial iremos liderando hasta conseguir que converjan en sus factores para estimar el factor de fricción real del tubo otra de las ecuaciones que pueden nos pueden permitir calcular ese factor de fricción es la ecuación de su mami james en este caso es muy similar a actuación anterior pero ya no es iterativa y lo que sí que es interesante es que tiene un amplio rango de aplicación respecto a la mayoría instalaciones de suministro de agua en este caso pues dependería también de la rocosidad diámetro de otro número de reynolds y simplemente pues es algo más sencilla de operar por ejemplo si queremos trabajar por último lo que respecta a las variables que depende el factor de fricción tendríamos datos sobre la rugosidad de la tubería podemos ir a datos tabulados o datos del propio fabricante teniendo en cuenta además que esa rugosidad generalmente suele incrementarse con el tiempo al tiempo por la edad de la tubería y muchas veces se simplifique se calcula pues una rugosidad de 01 milímetros la rugosidad relativa como hemos adelantado pues la cociente entre la rugosidad y el diámetro del tubo utilizaremos luego en la ecuación en el ábaco de modding este ábaco de moody es un también otro procedimiento usual para calcular o estimar el factor de fricción tenemos en este eje de aquí el factor de fricción y vemos que es función del número de reynolds es el reyno está en el eje horizontal donde tenemos el producto de la densidad velocidad diámetro y la viscosidad dinámica del agua que circula por la tubería en el otro eje en eje vertical que tenemos a la derecha pues tenemos la rugosidad relativa de la tubería donde pues el consciente como visto de la rugosidad con el diámetro con ambos valores entraríamos en la gráfica y obtendríamos el factor de fricción se destacan varias zonas de trabajo en el ábaco de moody donde tenemos por un lado la zona laminar donde podemos obtener bien con esta expresión gráficamente cuál sería el factor de fricción en esta gráfica logarítmica también tendríamos la zona de transición también tendríamos otras tercera zona que sería la zona rugosa o turbulenta lisa donde tenemos la parte que hay una cierta variación todavía del factor de fricción frente a en la zona última que vamos a ver que es la zona turbulenta rugosa donde directamente pues son prácticamente horizontales pero que sería el factor de fricción por tanto independientemente el número de reinos pues tendríamos el mismo factor de fricción el último concepto que vamos a ver es el de las pérdidas unitarias de pendiente hidráulica es un concepto bastante utilizado en el diseño instalaciones y viene a representar se representa con jota viene a representar las pérdidas por unidad de longitud de tubería por tanto utilizando la ecuación de darcy veis bach podemos estimar cómo se calcula daría a la pendiente hidráulica o directamente si se saben las bridas de carga pues si bien está longitud del tubo podríamos trabajar obtener esa j las unidades de j son metros por km generalmente aunque también se puede trabajar con milímetros por metro o metros por metro y en diferentes tipos de instalaciones lo vamos a tener que vamos a permitir diseñar con diferentes valores de j en este caso por ejemplo en caso abastecimiento pues se suele trabajar con una j de 5 metros por kilómetro por último vamos a ver un ejemplo sencillo de cómo se calcularía las pérdidas de carga en una instalación partimos de los datos básicos de la instalación de la tubería en cuestión sería el polietileno con un diámetro nominal de 200 del que sabemos por catálogo cuál sería el espesor y tenemos otros datos como la rugosidad del tubo la longitud y el caudal que circula a asociados las pérdidas de carga con los datos anteriores podemos obtener forma sencilla cuál sería el diámetro interior y cuál sería la velocidad del agua y si suponemos una temperatura de trabajo de 20 grados para obtener lo que sería la viscosidad cinemática del fluido pues podemos estimar el número de reynolds y la rugosidad relativa con estos dos valores podemos ir a la ecuación de su amigo james la que no es interactiva y obtener el factor de fricción y a partir del factor de fricción pues acudiendo a la ecuación de archie veis bach podríamos calcular las pérdidas de carga e incluso dividiendo por los dos kilómetros de tubo que tenemos pues tendríamos la jota de la pendiente hidráulica de la tubería en este vídeo hemos visto de forma sencilla cómo calcular las pérdidas de carga en una tubería y de las variables que dependen y en el caso concreto al factor de fricción pues a su vez hemos visto los diferentes procedimientos para estimar este vale el valor del factor de fricción por último hemos visto el concepto de pendiente hidráulica y su interés para el diseño de instalaciones teniendo en cuenta que por ejemplo sabiendo una jota una pendiente de lo que diseñó podemos estimar las pérdidas de fricción simplemente multiplicando la pendiente hidráulica por la longitud del tubo