Calculadora de pérdidas por fricción en tuberías: caída de presión con Hazen-Williams
Calcula la pérdida de presión por fricción en una tubería de agua según el caudal, el diámetro, la longitud y el material, con la ecuación de Hazen-Williams.
Cómo funciona
h (pies por cada 100 pies) = 0.2083 × (100 ÷ C)^1.852 × Q^1.852 ÷ d^4.8655, con Q en GPM y d en pulgadas · psi = h × 0.4331 · 1 psi ≈ 0.703 m de columna de agua ≈ 6.9 kPa
La fricción convierte parte de la presión en calor cuando el agua roza la pared del tubo, y esa pérdida crece muy rápido, casi con el cuadrado del caudal. La ecuación de Hazen-Williams es la estimación estándar en plomería para agua, y usa el coeficiente C para describir qué tan liso es el tubo. Una tubería demasiado delgada es la culpable habitual de una regadera sin fuerza: con el mismo caudal, reducir el diámetro a la mitad multiplica la pérdida de presión por unas 28 veces. El resultado se da en psi y en metros de columna de agua.
Ejemplo resuelto
Julián quiere pasar 10 GPM (unos 38 L/min) por 15.2 m de tubo de cobre de 1.91 cm (3/4 de pulgada), con C = 140. Hazen-Williams da unos 32 pies de pérdida por cada 100 pies, así que en ese tramo pierde unos 4.83 m de columna de agua, alrededor de 6.87 psi, mientras el agua corre a 2.20 m/s: señal de que el tubo es chico para ese caudal.
Fuentes: Hazen-Williams equation
Preguntas frecuentes
¿Cuánta pérdida de presión es aceptable?
Los plomeros suelen diseñar las líneas de suministro para no perder más de unos 3 a 5 psi (de 2 a 3.5 m de columna de agua) entre el medidor y el mueble, y mantener la velocidad por debajo de unos 2.4 m/s. Pérdidas mayores se traducen en poco caudal en la llave, sobre todo en los pisos de arriba.
¿Por qué el caudal se eleva a la 1.85?
Porque en el flujo turbulento dentro de un tubo la fricción crece más rápido que la velocidad. El exponente 1.852 es el valor ajustado de forma empírica en Hazen-Williams, así que duplicar el caudal casi cuadruplica la pérdida de presión.
¿Influye la temperatura del agua?
Hazen-Williams supone agua a temperatura ambiente. Es precisa para las instalaciones normales de agua fría y tibia; el agua muy caliente es un poco menos viscosa y pierde ligeramente menos presión, algo que esta estimación no toma en cuenta.
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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.