Conceptos Fundamentales sobre Cañerías: Materiales, Clasificación y Dimensionamiento

Definición de Cañerías

Es todo elemento que permite llevar, mover o trasladar los líquidos desde su fuente hasta donde se requieran. Son de sección circular, de ejes rectilíneos, rígidos o flexibles, o con pequeña curvatura. Como ya se había visto, se los denomina caño o línea cuando su identificación corresponde al diámetro interno, mientras que se los llama tubo o manguera cuando corresponde al diámetro exterior, o sea, se tiene en cuenta su espesor. El material podrá ser de fundición dúctil, de la variedad de aceros, de aleaciones y de la variedad de plásticos, como así también de fibra de vidrio.

Clasificación

Según el Uso

• Abastecimiento: Cuando se conduce el líquido a los lugares necesarios.
• Derivación: Cuando parte del caudal se deriva a otra cañería.
• Distribución: Cuando se distribuye, se provisiona o se entrega el caudal necesario.

Según la Circulación

• Gravitacional: La circulación es por su propio peso. Tal es el caso cuando un tanque A tiene que abastecer a un tanque B, y este último se encuentra por debajo del nivel del tanque A.
• Impulsión: Cuando necesariamente se debe utilizar un equipo de bombeo. Es el caso de conducir el líquido desde un tanque o almacenamiento C a un tanque A, dado que el punto C se encuentra por debajo del punto A.

Dimensionamiento

Ya se habían visto dos ecuaciones generales o básicas con las que, en forma muy aproximada, se podría obtener el diámetro de la cañería.

Ecuación de Continuidad:

Q = Velocidad x Sección (donde Q es el Caudal)

Ecuación de Darcy-Weisbach (relacionada con la pérdida de carga J):

J = f * (Velocidad^2) / (Diámetro * 2g) (Nota: Fórmula general para pérdida de carga unitaria J, donde 'f' es el factor de fricción y 'g' la aceleración de la gravedad. El texto original presentaba una versión simplificada).

Por lo tanto, existen 4 parámetros clave: velocidad, diámetro, pérdida de carga (J) y caudal (Q). De estos, la velocidad está reglamentada (generalmente entre 0,5 y 1,5 m/s) y el caudal necesariamente tiene que ser un dato, porque se debe conocer la cantidad de litros por unidad de tiempo.

Ecuaciones Prácticas y Modernas

Ecuación Práctica (Tipo Hazen-Williams o similar):

J = α * Q^n

• Donde:
• n ≈ 2 (o valores específicos según la fórmula, ej. 1.85)
• α depende del diámetro y la aspereza del material.

Ecuaciones Modernas (Empíricas/Específicas):

También existen ecuaciones particulares, a menudo proporcionadas por fabricantes para un mismo material pero con diámetros distintos.

Forma General:

J = k * Q^n / D^m

• Donde:
• n ≈ 2
• m ≈ 1 (según el texto original, aunque valores cercanos a 5 son comunes en otras fórmulas)
• k depende del diámetro y del material.

Pérdida de Carga Localizada (JL)

Existen dos tipos principales de pérdidas localizadas:

• Propiamente dichas: Se simbolizan como JL y corresponden a elementos como reducciones, ampliaciones, codos, curvas, etc. Se pueden calcular mediante ecuaciones o coeficientes específicos (coeficiente K).
• Interferencias: Corresponden a accesorios como válvulas, compuertas, ramales, etc. Cada uno de estos elementos tiene un coeficiente de pérdida asociado para su cálculo.