Calculadora de caída de presión con Darcy-Weisbach
Caída de presión y pérdida de carga por fricción en tuberías con la ecuación de Darcy-Weisbach y el factor de fricción de Colebrook: cualquier fluido, material y diámetro, con Reynolds, velocidad y régimen.
Cómo funciona
h_f = f × (L ÷ D) × v² ÷ 2g · Δp = ρ·g·(h_f + ΣK·v² ÷ 2g) · v = Q ÷ (π·D² ÷ 4) · Re = v·D ÷ ν · laminar (Re < 2,300): f = 64 ÷ Re · turbulento: Colebrook 1/√f = −2·log₁₀(ε/(3.7·D) + 2.51/(Re·√f))
La ecuación de Darcy-Weisbach es el método general y dimensionalmente coherente para calcular las pérdidas por fricción en tuberías llenas con cualquier líquido, a diferencia de Hazen-Williams, que solo sirve para agua a temperatura ambiente. El factor de fricción se obtiene de la ecuación de Colebrook-White (la que está detrás del diagrama de Moody), resuelta aquí por iteración, y depende del número de Reynolds y de la rugosidad relativa de la pared. Los accesorios y válvulas se suman como coeficientes de pérdidas menores K multiplicados por la carga de velocidad.
Ejemplo resuelto
Agua a 20 °C que circula a 20 m³/h por 100 m de tubería de acero comercial de 80 mm se mueve a 1.11 m/s, con un número de Reynolds de 88,067 (turbulento). Con ε/D = 0.00056 el factor de fricción de Colebrook es 0.0209, así que la pérdida de carga es 0.0209 × (100 ÷ 0.08) × 1.11² ÷ (2 × 9.81) = 1.63 m y la caída de presión 15.94 kPa (unos 0.16 bar).
Fuentes: Engineering ToolBox — Darcy-Weisbach pressure and major head loss · Wikipedia — Darcy–Weisbach equation
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre Darcy-Weisbach y Hazen-Williams?
Darcy-Weisbach sirve para cualquier fluido newtoniano, temperatura y régimen, porque el factor de fricción depende del número de Reynolds y de la rugosidad. Hazen-Williams es un atajo empírico válido solo para agua a temperaturas normales y en flujo turbulento.
¿Qué factor de fricción usa esta calculadora?
El factor de fricción de Darcy (o de Moody), cuatro veces el de Fanning. En flujo laminar usa 64 ÷ Re; en flujo turbulento resuelve la ecuación de Colebrook-White partiendo de la aproximación de Swamee-Jain.
¿Qué velocidad se recomienda en tuberías de agua?
La guía habitual es de 1 a 2 m/s en distribución de agua y descarga de bombas, y menos de 1 m/s en la succión, para mantener razonables las pérdidas, el ruido y el golpe de ariete.
¿Cómo incluyo codos y válvulas?
Suma sus valores de K e ingresa el total; cada uno aporta K × v² ÷ 2g de pérdida. Otra opción es sumar su longitud equivalente a la longitud recta de tubería.
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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.