Calculadora de pérdida de carga con Hazen-Williams: fricción, velocidad y carga total para la bomba
Calcula la pérdida de carga por fricción en una tubería de agua con Hazen-Williams según caudal, diámetro, largo y material, con accesorios, velocidad y carga total de bombeo.
Cómo funciona
h_f = 10.67 × L × Q^1.852 ÷ (C^1.852 × D^4.8704) (en SI: m, m³/s, m) · v = Q ÷ (π × D² ÷ 4) · 1 m de columna de agua = 0.0981 bar = 1.422 psi
El agua pierde presión por fricción al circular, y la ecuación de Hazen-Williams es la herramienta estándar de plomeros y diseñadores de riego para estimar esa pérdida sin iterar con el número de Reynolds. La pérdida crece casi con el cuadrado del caudal y, sobre todo, con el diámetro elevado a casi la quinta potencia: subir una sola medida de tubo reduce la fricción en dos tercios o más. El coeficiente de rugosidad C va de unos 150 en plástico nuevo a menos de 100 en hierro viejo e incrustado. Los accesorios (codos, tes, válvulas) suman pérdidas que normalmente se incluyen como un 10 a 30% de longitud equivalente. Si le agregas el desnivel estático obtienes la carga que debe dar la bomba; dentro de edificios conviene mantener la velocidad entre 0.5 y 1.5 m/s para evitar ruido y golpe de ariete.
Ejemplo resuelto
Para regar su huerta, Tomás lleva 40 L/min por 30 m de tubo de PVC de 25 mm de diámetro interior (C 150) y suma un 20% por accesorios, así que calcula con 36 m equivalentes. La pérdida de carga por fricción es de 2.98 m (0.293 bar) y el agua va a 1.36 m/s, dentro del rango recomendado. Como la salida está 3 m más arriba, la bomba debe dar unos 5.98 m de carga total (0.59 bar), más la presión que quiera tener en la salida.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre carga y presión?
La carga es la presión expresada como altura de columna de agua: 10.2 m de agua equivalen a 1 bar o 14.5 psi. Las bombas se especifican en metros de carga porque ese dato no depende de la densidad del líquido.
¿Sirve para gas o aceite?
No. Hazen-Williams está calibrada para agua. Para otros líquidos usa Darcy-Weisbach con la viscosidad y la densidad del fluido, y para aire o gas natural, fórmulas específicas de gas.
¿Qué coeficiente C uso para tubería de PVC?
Para PVC, PEX o cobre nuevo se usa C = 150. El acero galvanizado nuevo anda entre 120 y 130 y una tubería vieja de hierro puede bajar a 100 o menos.
¿Cuánto baja la pérdida si aumento el diámetro del tubo?
Mucho: como la pérdida depende del diámetro elevado a 4.87, pasar de 25 a 32 mm deja la fricción en cerca del 30% de lo que era, con el mismo caudal.
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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.