Las cañerías se denominan por sus diámetros pero los cambios de tamaño tienen consecuencias más allá de su relación.
NOMINAL vs REAL
En diferentes situaciones ya sea durante el proyecto, seleccionando cañerías, accesorios y bombas, o ya con el sistema en funcionamiento debemos realizar modificaciones sobre la instalación, variando los diámetros de las cañerías instaladas.
A las mismas las nombramos por sus diámetros “cañería de una pulgada”, “tubería de 75 mm”,etc. Pero aunque la primera relación que nos queda en mente sea a partir de este valor nominal (diámetro), los efectos son mucho más considerables.
PASAJE
Muchas veces hablamos de tuberías y cañerías como iguales, ambas nos permiten conducir el fluido, pero hay una diferencia que es importante destacar en este análisis. Los caños se denominan por su diámetro interior, el espesor de sus paredes son clasificados en series (Schedule). En el caso de los tubos se utiliza el diámetro exterior como nominal, siendo el pasaje real menor, los espesores se definen por un número de calibre o gage BWG (Birmingham WireGage).
El espesor de las paredes tiene que ver con la parte constructiva (material, presiones, soportes, fuerzas, etc.) dejando de lado la fortaleza lo que nos importa es tener desde el aspecto hidráulico es cuál será el diámetro interno de pasaje que tiene el tubo, caño o manguera por el cual conducimos al fluido. Hablamos sólo el espacio por donde fluye el líquido. Del pasaje, sección o área interna dependerán los efectos hidráulicos en el traslado del fluido, básicamente pérdida de carga y velocidad. (Ver gráfico)
RELACION
Lo destacable, y eje de esta nota, es que las consecuencias a esas modificaciones van mucho más allá de la relación directa entre las diferentes denominaciones que surgen del diámetro. Es decir ampliar al doble de diámetro o reducir a la mitad del diámetro no tiene el efecto directo de duplicar o demediar.
*Ver Tabla 1 adjunta al final de esta Nota Técnica
Los valores que vemos en la Tabla 1 surgen de la división de las superficies (áreas) en dm2.
Esta tabla tiene como principal finalidad de comprender cuanto variamos la sección al cambiar de Ø cañerías. Para utilizarla debemos ingresar por la columna de la izquierda tomando el diámetro que tenemos instalado, por ejemplo Ø4” (100mm) si la remplazamos por una cañería de Ø3” (75mm). La primera relación que hacemos es que reducimos el pasaje un 25% (de 100 a 75 mm), pero lo cierto es que lo que estamos relacionando es el dimetro. La relación entre las secciones es de 0,56 prácticamente el paso se redujo a la mitad.
Si ampliamos el pasaje de Ø3” a Ø6” duplicamos el diámetro pero cuadriplicamos la sección.
Vemos entonces que esta tabla nos sirve básica y simplemente para comprender a partir de los valores cuanto implican en la sección los cambios de diámetro.
VELOCIDAD y PÉRDIDA DE CARGA
La velocidad variará directamente proporcional a la variación de la sección, por ejemplo circulando un caudal de 70 m3 en un caño de 4” circulará a 2,48 m/seg si mantenemos el caudal constante y la cañería pasa a un diámetro de 6” transitará a una velocidad de 1,10 m/seg. (2,48 / 2,25 = 1,10) 2,25 es la relación entre secciones.
En el caso de la pérdida de carga son más complejas las variables, además de por la naturaleza y condiciones en que opere el fluido, por los materiales de las tuberías. No es el fin crear atajos que puedan ser confusos, lo importante es lo que implica cambiar de tamaño.
Hablar de diámetro pero pensar en sección.
CONCLUSIÓN
Variar el diámetro de las cañerías influye también en la velocidad de circulación y pérdidas de carga por rozamiento, a caudal constante menor diámetro o sección implicará mayores valores de pérdidas de carga (y velocidad), y viceversa. No sólo en la cañería sino también en los accesorios.
Aconsejo realizar el cálculo para cada caso y teniendo en cuenta todas las condiciones de trabajo.
Autor: Sr. Hernán Levy
Publicado en Versión papel Edición Nº 58 Año 10 –Agosto / Septiembre 2013.
Registro de propiedad intelectual realizado y vigente.
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TABLA 1: RELACIÓN ENTRE SECCIÓN DE TUBERÍAS
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