Manual manejo de fluidos

MANUAL PARA EL MANEJO, CONDUCCIÓN Y
CONTROL DE FLUIDOS
A través de Tuberías, Válvulas, Conexiones y Aparatos de Control
2003
Tuberías y Válvulas del Noroeste, S.A. de C.V.

Instituto Tecnológico de Culiacán
MANUAL PARA EL MANEJO, CONDUCCIÓN Y CONTROL DE FLUIDOS
Primera Edición: Febrero 2003
Director General
ING. JOSÉ HERIBERTO KURODA SAN
Oficinas Generales:
Ignacio Ramírez 890 pte. Col. Almada
80200 Culiacán, Sin.
Tels. (667) 716 5360 Fax: (667) 716 1681
El presente Manual fue elaborado por el Instituto Tecnológico de Culiacán en su Unidad de
Servicios de Alto Nivel Tecnológico (USANT) a solicitud de la empresa TUVANOSA en
Convenio de cooperación aceptado y signado por los responsables de ambas partes.
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PRÓLOGO
Desde las épocas más remotas, el hombre ha utilizado su inteligencia e ingenio para manejar y
transportar el agua para su beneficio, aprovechando la fuerza de la gravedad y la fuerza de
algunos animales. En la época antigua, se utilizaban canales, carrizos, bambú, hojas de árboles,
troncos de árbol huecos y tablones, arcillas y canteras para hacer artefactos para conducir el agua,
utilizando los materiales disponibles que le brindaba la naturaleza. Algunas de estos medios
antiguos para conducir el agua, hechos de materiales de piedra y arcilla hace cientos de años, han
prevalecido hasta la actualidad y aún se les puede ver funcionando y son atractivos turísticos
como ruinas de antiguas civilizaciones en varios lugares del mundo.
Con la evolución de la humanidad, las necesidades y demandas fueron cambiando; el incremento
de la producción y los nuevos descubrimientos científicos y el desarrollo tecnológico influyeron
mucho en estos cambios, y los artefactos o medios para el manejo y transportación del agua se
mejoraron y diversificaron sustancialmente; y los fluidos no se limitaron solamente a el agua; el
hombre fue necesitando y produciendo nuevos fluidos, manejados y transportados a través de
tuberías a decenas y centenas de metros, principalmente en las fábricas; uno tras otro fueron
surgiendo estos fluidos, primero el vapor, luego los combustibles líquidos, gases en fase líquida,
como el amoníaco, el acetileno; los aceites vegetales y minerales, los vinos y bebidas
refrescantes, los jugos de la caña y las melazas, los néctares y purés, los líquidos viscosos y una
gran variedad de petroquímicos líquidos y gaseosos, y muchos alimentos líquidos o semilíquidos.
Cada uno de estos fluidos presenta características diferentes, tanto en condiciones normales como
en el proceso. Esto genera la necesidad de condiciones de manejo, transportación y control
adecuados a esas características de operación; de esta forma, fueron surgiendo diseños y
construcciones diferentes de Tubos, Válvulas, Conexiones, Uniones y Aparatos de Control y
Medición, y Bombas de diferentes tipos y materiales para transportar mayores volúmenes y tipos
de fluidos.
Los productos para el Manejo, Conducción y Control de fluidos se diseñan y se fabrican de
materiales que se acoplan a las condiciones de aplicación y a las necesidades de flujo. Así
podemos recomendar materiales de poco peso, sanitarios y de bajo costo para quienes manejan
agua o líquidos de bebidas alimenticias en condiciones normales de temperatura y presión. Pero
estos mismos productos no se pueden aplicar a fluidos que se manejan a alta temperatura y alta
presión, o fluidos altamente corrosivos o reactivos.
La gran diversidad de fluidos y las características físicas de ellos, así como las múltiples
condiciones de proceso a las que están sujetas, han promovido la producción de una amplia
variedad de productos (tubos, válvulas, conexiones, bombas, etc.) de diversos materiales y de
características de diseño diferentes, para trabajar desde las condiciones normales hasta las
condiciones más extremas de manejo y transportación. Esto genera la necesidad de disponer de
un banco de información que abarque las características de estos productos y su aplicabilidad a
los fluidos; un documento técnico básico que oriente a técnicos e ingenieros para hacer una
óptima selección de los productos para el manejo de fluidos.
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La empresa Tuberías y Válvulas del Noroeste, S.A. de C.V. (TUVANOSA), con el apoyo del
Instituto Tecnológico de Culiacán (ITC), ha recopilado la mayor información posible sobre este
tema y la ha arreglado de forma objetiva y práctica para conformar el Manual para el Manejo,
Conducción y Control de Fluidos a través de Tuberías, Válvulas, Conexiones y Aparatos de
Control.
El Manual para el Manejo, Conducción y Control de Fluidos presenta una extensa variedad de
información práctica y datos técnicos que ayudarán a las empresas y usuarios en general a
manejar, transportar y controlar fluidos en pequeña y gran escala en una forma eficiente y un
mínimo costo. Estos datos fueron obtenidos del acumulado de experiencia de los ingenieros y
técnicos que trabajan en TUVANOSA, de los folletos de proveedores y de una gran variedad de
información bibliográfica que dispone y consiguió el ITC.
La necesidad de este Manual se deriva de los desarrollos tecnológicos de los últimos años que
han permitido la producción de productos modernos y de materiales cada vez mejores, muchas
veces desconocidos por los usuarios. Los tubos, válvulas, conexiones y demás accesorios para el
manejo y control de fluidos en la actualidad, han sido mejorados y adaptados a los requerimientos
de operación en una forma muy exacta. Por lo tanto, la selección de un producto apropiado a la
aplicación específica de cada fluido ha cobrado la más alta relevancia en la actualidad, tanto en la
industria (alimentos, petróleo, química, minera, etc.) como en otras actividades productivas, esto
es, el comercio (sistemas contra incendio), la agricultura, ganadería y la acuacultura.
El Manual contiene una primera parte sobre los elementos teóricos más relevantes de los fluidos,
sus propiedades, tipos y características y el comportamiento de sus flujos a través de tuberías,
válvulas, conexiones, bombas y elementos de control; sin embargo, el documento no profundiza
mucho en estos temas; su participación es sólo de carácter general y de introducción, por lo tanto,
se recomienda consultar los libros y demás publicaciones existentes para conseguir información
complementaria más amplia en cada uno de ellos.
En esta obra se trata de dar la mayor información y datos técnicos posibles sobre los elementos de
bombeo, conducción y control de los fluidos a través de tuberías; sin embargo, mucha
información sobre los tipos y usos específicos, marcas, presentaciones y formas de cada
producto, así como gráficos y datos técnicos específicos no se muestra aquí por razones prácticas
de consulta, y de presentación y edición. Por lo anterior, se recomienda consultar los folletos y
catálogos de los fabricantes de todos los productos señalados aquí.
El Manual para el Manejo, Conducción y Control de Fluidos es iniciativa de la empresa
TUVANOSA para la capacitación del personal de la misma, y para tal efecto fue elaborado por el
Instituto Tecnológico de Culiacán; esta obra resultará de gran utilidad a todo tipo de usuarios que
desean diseñar un sistema de transportación y manejo de fluidos, independientemente de su
tamaño, y sean sistemas abiertos o cerrados (refrigeración o de transmisión de calor), gases,
vapores, líquidos, de alta o baja presión, altas y bajas temperaturas, viscosos, corrosivos, etc. El
Manual también es un documento excelente para estudiantes de las carreras de ingeniería en
cualquiera de sus vertientes: mecánica, química, bioquímica, civil y agronomía, y para todas
aquellas personas que desean tener una mayor preparación práctica sobre el Manejo de Fluidos.
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CONTENIDO
INTRODUCCIÓN 7
PRINCIPIOS TEÓRICOS 11
1. Introducción a los Fluidos.
2. Sistemas de Unidades y Dimensiones
PROPIEDADES Y CONDICIONES DE LOS FLUIDOS 17
Densidad, Volumen específico y Peso específico
Viscosidad
Temperatura
Presión
Presión en sistemas cerrados
Columna o Carga hidrostática
Presión de Vapor
Acidez y Basicidad (indicador pH)
CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO DE FLUIDOS 28
Características del Flujo de Fluidos
Velocidad media de Flujo
Gasto o Flujo
Número de Reynolds
Ley de Conservación de la Energía
Eficiencia del Proceso
Teorema de Bernoulli
Fórmula de Darcy. Ecuación General del Flujo de Fluidos
CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS 41
Clasificación de los Fluidos
PRODUCTOS PARA EL MANEJO DE FLUIDOS 44
Cualidades de los Equipos y Accesorios para el Manejo de Fluidos
Elementos de Impulsión, Conducción y Control de Fluidos
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN DE LOS PRODUCTOS 49
Metales
Materiales Termoplásticos y Elastómeros
CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS PARA EL MANEJO DE FLUIDOS 58
5

TUBERÍA 61
VÁLVULAS 70
CONEXIONES 79
MEDICIÓN Y CONTROL 93
Manómetros
Termómetros
Controladores de Presión
Controladores de Temperatura
Reguladores de Presión
Solenoides
Switch de Nivel
Switch de Flujo
Válvulas de Seguridad y Alivio
BOMBAS 106
Clasificación de las Bombas
Bombas Centrífugas
Bombas Rotatorias
Bombas Reciprocantes
APLICACIONES Y MARCAS DE LOS PRODUCTOS PARA
EL MANEJO DE FLUIDOS 112
Amoníaco
Sistemas de Agua
Proceso y Manejo de Alimentos
Sistemas contra Incendio
Suministro de Agua e Irrigación
Sistema de Vapor y Calderas
Aire Comprimido
INFORMACIÓN TÉCNICA 124
Conversión de unidades
Resistencias de conexiones y válvulas
Tuberías Comerciales
BIBLIOGRAFÍA 137
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INTRODUCCION.
BREVE HISTORIA DE LA EMPRESA Y EL GRUPO.
TUVANOSA, inició operaciones en julio de 1974. Su apertura obedeció a la visión que tuvieron
los señores Kuroda con el entorno industrial de la época, así como también el crecimiento en el
ámbito de construcción, donde el mercado demandaba cada vez más y mejores productos así
como la oportunidad de adquirirlos en plaza.
Fue así el nacimiento de TUVANOSA, que pretendía ser el apoyo de la incipiente industria que
se generaba. El requerimiento era una empresa que se especializara en dar servicio, atención y
asesoría adecuada. Debido al esfuerzo realizado, desde su fundación, el crecimiento de la
empresa era inminente, cubriendo una zona territorial desde el sur de Sinaloa (Escuinapa y
Mazatlán) hasta el Sur de Sonora (Navojoa y Cd. Obregón) y ocasionalmente atendiendo centro y
norte de Sonora. A medida que se daba el crecimiento, se complicaba cada vez más poder atender
toda la zona, por su extensión territorial.
Cabe mencionar que se hizo un intento con una sucursal en Tijuana B.C. en 1985
aproximadamente, pero el desconocimiento de la región, de su mercado y además por ser zona
libre, se dificultó el desarrollo de la misma, optando por cerrarla, y dejar esa oportunidad para
otra ocasión.
Como se menciona al principio, la idea de prestar servicios a la industria, es mediante una
empresa especializada. Así que se procedió en julio de 1992 a abrir sucursales en Hermosillo y
Mexicali e inmediatamente en Agosto en Tijuana, comenzando una nueva era de expansión.
En febrero de 1994 la Dirección de la Empresa decide hacer mejoras en su estructura directiva,
administrativa y operativa, consolidando cada día su imagen, con un recurso humano con
potencial en cada área y una visión empresarial actualizada, analítica, dinámica y progresiva.
En marzo de 1995 se inicia operación en Monterrey N.L. con el nombre comercial KS-
INDUSTRIAL, con muy buenas perspectivas, dado el mercado potencial de esa entidad, donde se
espera que, en un mediano plazo, estemos consolidados y reconocidos.
TUVANOSA actualmente cuenta con cinco puntos de venta que son Tijuana y Mexicali, en Baja
California; Hermosillo, en Sonora; Monterrey, en Nuevo León y en Culiacán, Sinaloa. Esta
última es la oficina matriz del corporativo y con la mente de crecimiento o mejora viva, para
aceptar nuevos retos, en el momento oportuno, de acuerdo a la razón de ser de la empresa, de sus
directivos y empleados.
Resumimos la misión de la empresa de la siguiente manera: Proveer materiales y equipos para
el control de fluidos en la industria, respaldado con ingeniería, calidad, servicio, rapidez,
precios justos e inventarios adecuados, bajo normas y requerimientos que den soluciones a sus
necesidades, estando íntegramente comprometidos con nuestra sociedad.
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TUVANOSA pertenece al GRUPO KURODA, el cual es uno de los más fuertes en su giro en el
ámbito nacional, contando con empresas en:
ESTADOS CIUDADES
Baja California Tijuana
Mexicali
Baja California Sur La Paz
Sonora Hermosillo
Nogales
Sinaloa Los Mochis
Guamúchil
Culiacán
Mazatlán
Jalisco Guadalajara
Aguascalientes Aguascalientes
San Luis Potosí San Luis Potosí
Nuevo Leon Monterrey
Arizona, E.U.A. Nogales
El Grupo KURODA fue tomado en cuenta por una revista de Estados Unidos en 1993, haciendo
el comentario de que era un grupo que iba a la vanguardia en su ramo y esto representa un
compromiso con nuestros clientes, un reto para continuar haciendo esfuerzos por ser los mejores.
A continuación, se muestra un listado de las empresas que forman el Grupo Kuroda.
Tijuana B. C.
TUVANOSA DE C.V.
KURODA CALIFORNIA, S.A. DE C.V.
Mexicali B.C.
TUVANOSA DE C.V.
COMERCIAL KURODA, S.A. DE C.V.
La Paz, B.C.S.
KURODA SAN PLOMERIA
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Hermosillo, Son.
TUVANOSA DE C.V.
FERRETERA ANAHUAC DE HERMOSILLO, S.A. DE C.V. (FAHSA)
KS-MAYOREO, S.A. DE C.V.
PLOMELEC, S.A. DE C.V.
Nogales, Son.
FAHSA NOGALES
Nogales, Ar.
WPS INC. (WHOLE SALE PLUMBING SUPPLY, INC.)
Los Mochis, Sin.
EXPO - BAÑOS
KURODA, S.A. DE C.V.
Guamúchil, Sin.
HIDRAULICA Y NEUMATICA, S.A. DE C.V.
KURODA, S.A. DE C.V.
Culiacán, Sin.
TUVANOSA DE C.V. (MATRIZ)
HIDRAULICA Y NEUMATICA (MATRIZ)
KURODA S.A. DE C.V. (MATRIZ)
CASA KURODA
AGUA-LUZ
KURODA - CALZADA
KURODA - SANALONA
KS MAYOREO S.A. DE C.V.
INTERCERAMIC
INDUSTRIAS KUSAN S.A. DE C.V.
CONSTRUCTORA KUSAN, S.A. DE C.V.
KURODA - DIV. BOMBAS
VINAGRES DE SINALOA S.A. DE C.V.
ALIMENTO S ARVI, S.A. DE C.V.
RAISA DE C.V.
RECUBRIMIENTOS FESTER
Mazatlán, Sin.
HIDRAULICA Y NEUMATICA S.A. DE C.V.
KURODA, PLOMERIA Y AZULEJOS SANITARIOS
AGUA - LUZ
Guadalajara, Jal.
ETISA DE GUADALAJARA, S.A. DE C.V.
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KS - TUBERIA, S.A. DE C.V.
Aguascalientes, Ags.
ETISA DE AGUASCALIENTES, S.A. DE C.V.
San Luis Potosí, S.L.P.
ETISA DE S.L.P., S.A. DE C.V.
Monterrey, N.L
KS - INDUSTRIAL (TUVANOSA DE C.V.)
WPS, S.A. DE C.V.
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MANUAL PARA EL MANEJO, CONDUCCIÓN Y CONTROL DE
FLUIDOS
PRINCIPIOS TEÓRICOS
11

1. INTRODUCCIÓN A LOS FLUIDOS.
Definición de los fluidos.
Un Fluido es aquella sustancia que, debido a su baja cohesión intermolecular, carece de forma
propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene. Los fluidos son substancias cuyas
partículas que lo integran se mueven y cambian con más facilidad su posición relativa. En una
forma más técnica y específica se puede definir a un fluido como una sustancia que se deforma de
manera continua, esto es, que se mueve y fluye bajo la presión de un esfuerzo cortante no importa
qué tan pequeño pueda ser éste empuje. La rapidez de la deformación del fluido está relacionada
con el esfuerzo cortante aplicado por la viscosidad, una propiedad cuyo valor depende de cada
tipo de fluido.
Algunos fluidos tienen una alta viscosidad, como la miel, los aceites, el puré y la pasta de tomate,
los cuales fluyen muy lentamente al aplicarles un esfuerzo cortante. Un ejemplo de esto se puede
ver si uno vacía miel o puré de tomate sobre la parte alta de un plato plano inclinado; toma
algunos segundos para que estos fluidos puedan llegar al fondo, mientras que si vaciamos agua,
ésta llegará bajará en forma casi instantánea.
Desde el punto de vista de los expertos en mecánica de fluidos, la materia sólo puede existir en
dos estados: sólido y fluido. La explicación técnica de su diferencia radica en la reacción de
ambos a un esfuerzo tangencial o cortante. Mientras que un sólido puede resistir un esfuerzo
cortante con una deformación estática; un fluido no. Cualquier esfuerzo aplicado a un fluido, por
mínimo que sea, provocará el movimiento del fluido. Este se mueve y se deforma continuamente
mientras se siga aplicando el esfuerzo cortante.
Líquidos y Gases.
Los fluidos sólo pueden existir bajo dos formas: líquidos y gases.
Los líquidos, a una presión y temperatura determinadas, ocupan un volumen determinado. Si se
introduce el líquido en un recipiente, adoptará la forma de este, pero llenando sólo el volumen
que le corresponde. Al aplicar una presión constante sobre un líquido, por ejemplo la atmosférica,
éste adopta una superficie libre plana, como la superficie de un lago o la de una cubeta de agua.
Los gases por su parte, a una presión y temperatura determinada tienen también un volumen
determinado, pero si se les pone en libertad se expansionan hasta ocupar el volumen completo del
recipiente que los contiene y no presentan superficie libre.
En resumen: los sólidos ofrecen gran resistencia al cambio de forma y volumen; los líquidos
ofrecen gran resistencia al cambio de volumen, pero no de forma; y los gases ofrecen poca
resistencia al cambio de forma y de volumen. Por lo tanto, el comportamiento de líquidos y gases
es análogo en conductos cerrados (tuberías); pero no en conductos abiertos (canales), porque sólo
12

los líquidos son capaces de crear una superficie libre. Los gases sólo se pueden manejar,
transportar y controlar en recipientes y conductos cerrados. Figura 1.
En general, los sólidos y los líquidos son poco compresibles y los gases muy compresibles; pero
se puede afirmar que ningún cuerpo (sólido, líquido o gaseoso) es estrictamente incompresible.
Gas
Deflexión estática Superficie libre
Sólido
Líquido
Figura 1.
Importancia de los Fluidos.
Existe una gran variedad de fluidos, líquidos y gaseosos, que se utilizan en la actualidad en la
industria, el comercio, los servicios, la agricultura, ganadería, minería y pesca, y por supuesto
también en nuestros hogares. Cuando compramos una botella de refresco, un galón de leche, un
garrafón de agua, está implícito que estos productos, antes de ser envasados, fueron bombeados,
conducidos y controlados de algún modo en las empresas productoras, además, que éstas utilizan
otros fluidos (vapor, gas combustible, CO2
, amoníaco, etc.) en su proceso de elaboración.
Es compleja la red de fluidos que están operando en la mayoría de las actividades del hombre
moderno. Al abrir una llave de agua en nuestra casa, estamos activando una extensa y compleja
red de tuberías, bombas, válvulas, conexiones, etc. Cuando nos bañamos con agua calentada
están actuando dos fluidos bien conocidos, el agua y el gas combustible. En los automóviles y
camiones existen pequeños sistemas hidráulicos y neumáticos, para el manejo de agua, aire,
aceite hidráulico, la gasolina o el gas combustible; contamos con la seguridad que los sistemas de
frenos utilizan un líquido especial y los camiones utilizan aire comprimido para frenar las
unidades.
Alguna de la ropa que usamos necesita un proceso de limpieza en la tintorería, en el cual se
utilizan el agua, vapor de agua, líquidos limpiadores, y el combustible para la caldera (gas o
líquido); también muchos de los productos agrícolas son irrigados con sofisticados sistemas de
riego por aspersión o de goteo.
Para hacer llegar los fluidos a los puntos de consumo señalados, cualquiera que estos sean y
durante el proceso de transformación cualquiera, se requieren complejas redes de proceso y de
distribución, que presentan múltiples problemas en cuanto a la selección de los equipos y
accesorios para el manejo, transportación y control de estos fluidos, y que los ingenieros y
técnicos expertos en el campo del flujo de fluidos tienen que resolver.
13

2. SISTEMAS DE UNIDADES. DIMENSIONES
Los fluidos, como todos los materiales, tienen características propias que los distinguen unos de
otros, como la densidad, la viscosidad, etc.; además, por las condiciones del proceso en el que se
encuentran durante su manejo, transportación y control, los fluidos deben presentar condiciones
específicas de temperatura, presión, velocidad o flujo, turbulencia, etc., dentro de la red de
tubería que los contiene. Estas condiciones en las que se manejan los fluidos en un momento
dado deben ser medidas y expresadas en magnitudes físicas para conocer su dimensión. La
medida o dimensión es un número expresado en un sistema de unidades.
Dimensión es la medida por la cual una variable física se expresa en forma cuantitativa. Unidad
es una forma particular de asignar un número a la dimensión cuantitativa.
La longitud es una medida comúnmente conocida y está asociada a distancia, altura, ancho, largo,
desplazamiento y deflexión; por su parte, los metros, kilómetros, centímetros, pulgadas y micras
son unidades numéricas para expresar estos conceptos de la longitud.
Hay sistemas de unidades diferentes entre los países y hasta la fecha no se han podido
uniformizar las unidades de medición, aún después de haber acuerdos internacionales que datan
de 1875 cuando 17 países firmaron el Tratado de la Convención del Metro en el que se adoptó el
Système International d´Unités en Francia, conocido en español como el Sistema Internacional de
Unidades (SI). Actualmente 48 naciones han firmado este tratado, incluyendo todos los países
mayormente industrializados. Estados Unidos de América es un miembro fundador de este club
del metro, teniendo firmado el tratado original desde 1875, sin embargo los ingenieros
norteamericanos persisten en utilizar el sistema británico de unidades.
El Sistema Internacional de Unidades (SI) está basado sobre siete (7) unidades fundamentales en
cada una de las siete diferentes magnitudes, las cuales se muestra en la siguiente tabla:
TABLA 1
MAGNITUDES Y UNIDADES FUNDAMENTALES DEL SI
Magnitud fundamental Unidad fundamental
Nombre abreviatura
Masa kilogramo kg
Longitud metro m
Tiempo segundo s
Corriente eléctrica Amperio A
Temperatura Kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad Luminosa candela cd
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Normalmente los sistemas de unidades escogen tres magnitudes básicas o fundamentales y se le
asigna una unidad a cada magnitud; las restantes magnitudes se denominan magnitudes
derivadas porque se pueden expresar en función de las tres magnitudes fundamentales. Por
ejemplo, el litro es una magnitud derivada de la magnitud fundamental longitud, expresada en
metros.
El otro sistema de unidades más conocido es el sistema del viejo imperio británico (ahora UK,
United Kindom), el cual fue originalmente definido por sus tres medidas estándar – la yarda, la
libra y el galón. Estas medidas tienen su referencia en el SI, el metro, el kilogramo y el litro.
UK SI US
1 yarda = 0.9144 metros - el mismo en EUA
1 libra = 0.453 592 kg - el mismo en EUA
1 galón = 4.546 09 litros - 3.785 litros en EUA
UK = Sistema Británico
SI = Sistema Internacional de Unidades
US = Sistema de Estados Unidos de América
El SI tiene una ventaja notable sobre el sistema británico, porque su base es el número 10, y ésta
es la base del sistema numérico aprendido desde la infancia en todas partes.
Actualmente nos encontramos en un período de transición hacia el SI, pero esto probablemente
dure algunos años más; por lo pronto la ASME (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos)
desde el 1 de julio de 1974 se obliga a usar el SI en todos sus trabajos publicados. En el presente
manual se usarán ambas unidades, del Sistema Internacional y del sistema inglés.
En el flujo de fluidos hay cuatro dimensiones primarias o básicas, de las cuales se derivan las
demás. Estas dimensiones son: masa (M), longitud (L), tiempo (t) y temperatura (T), las cuales se
presentan junto con sus unidades y equivalencias en la Tabla 2.
TABLA 2
DIMENSIONES BÁSICAS DEL FLUJO DE FLUIDOS.
SISTEMA INTERNACIONAL Y SISTEMA BRITÁNICO.
Dimensión Unidad Unidad Factor de
Primaria SI británica conversión
Masa kilogramo (kg) libra (lb) 1 lb = 0.453 592 kg
Longitud metro (m) pie (ft) 1 pie = 0.3048 m
Tiempo segundo (s) segundo (s) 1 s = 1 s
Temperatura Kelvin (K) Rankine (R) 1 K = 1.8 R
15

Aunque los países industrializados hayan aceptado el SI, existe todavía mucha información en
artículos, gráficas y trabajos viejos que se siguen aplicando; en aparecen unidades obsoletas,
útiles sólo para alguna industria o país. Por esta razón los ingenieros de la actualidad deben hacer
conversiones de esos datos al SI o al sistema británico antes de usarlos. Para hacer estos cálculos
matemáticos, se deben aplicar los factores de conversión, esto es, se necesita sólo conocer el
valor equivalente de las unidades del nuevo sistema con relación al anterior.
La regla para el manejo de unidades es esencialmente simple: debemos considerar a las unidades
como símbolos algebraicos. Por ejemplo, no se puede sumar, restar, multiplicar o dividir
unidades diferentes entre sí, y tratar de anularlas en esta forma – esto sólo es posible cuando las
unidades son semejantes. En otras palabras, sólo es posible sumar libras con libras y calorías con
calorías – y también restarlas, multiplicarlas o dividirlas – pero no se puede dividir 10 lb (libras)
entre 5 cal (calorías) y obtener 2, como tampoco es posible cambiar 2 manzanas por dos plátanos.
Ejemplo 1. Dimensiones y unidades
Sumar lo siguiente:
(a) 1 pie + 3 seg
(b) 1 hp + 300 watts
Solución: La operación indicada en la forma: 1 pie + 3 seg no tiene significado puesto que las
dimensiones de los dos términos no son iguales. Un pie tiene la dimensión de longitud mientras
que para los 3 seg la dimensión es el tiempo.
En el caso de 1 hp + 300 watts
Se trata de unidades diferentes pero de las mismas dimensiones (energía por unidad de tiempo).
En consecuencia, las unidades se deben transformar para tener unidades semejantes, tales como
hp, watts o alguna otra, antes de hacer la suma. Si buscamos en la tabla de conversiones del
Apéndice A tenemos que 1 hp = 745.7 watts.
745.7 watts + 300 watts = 1,045.7 watts
16

FLUIDOS
PROPIEDADES Y CONDICIONES
DE LOS FLUIDOS
17

3. PROPIEDADES Y CONDICIONES DE LOS FLUIDOS
El diseño de sistemas de redes de tuberías para el manejo, transportación y control de fluidos
requiere en primer término conocer las propiedades físicas del fluido que estamos tratando
(densidad, viscosidad, acidez, etc.) y las condiciones en las que se encuentra el fluido como la
presión y la temperatura.
Densidad, volumen específico y peso específico.
Estas tres dimensiones están relacionadas con la masa del componente que se trate. La densidad
de un fluido es la masa por unidad de volumen y se expresa en unidades de kg/m3
, kg/lt en el SI y
lb/ft3
en el sistema americano. La densidad del agua a 10° C es de 1,000 kg/m3
y la densidad del
aire a 20° C y a presión estándar es de 1.2 Kg/m3
. La densidad es función de la temperatura y de
la presión, es decir su valor varía al cambiar estas variables. La variación de la densidad de los
líquidos es muy pequeña, salvo a muy altas presiones. Por lo general, para cálculos de flujo de
fluidos esta variación se considera despreciable. La densidad se define con la fórmula algebraica
m
d =
V donde m = masa en kg o lb; V = volumen en m3
o ft3
La densidad de algunos fluidos cambia más fácil que otros. Por ejemplo, puede comprimirse y
con ello cambiar su densidad, mientras que se necesita una gran presión para lograr un cambio
pequeño e imperceptible de la densidad del agua. Sin embargo las densidades de los gases y
vapores cambian grandemente con la presión.
El volumen específico (Ve) es el inverso de la densidad, es decir el volumen que ocupa una unidad
de masa. En el SI se expresa como m3
/kg y en el sistema inglés como ft3
/lb. El volumen
específico se utiliza con frecuencia en los cálculos de flujo de vapor de agua.
El peso específico es la fuerza de gravedad por unidad de volumen de fluido o simplemente el
peso por unidad de volumen (#). El agua a 20° C tiene un peso específico de 9.79 kN/m3
. En
cambio el peso específico del aire a la misma temperatura y a la presión atmosférica normal es de
11.9 N/m3
.
(#) La unidad de fuerza se deriva de la segunda ley de Newton: la fuerza requerida para acelerar 1.0 kg a 1.0 m por
segundo se define como el Newton (N). La aceleración debida a la superficie de la tierra es de 9.81 m/s2
; de aquí que
el peso de 1 kg en la tierra es
F = M * g = (1) (9.81) kg * m/s2
= 9.81 N
A la relación del peso específico de un líquido dado al peso específico del agua a una temperatura
normalizada se le conoce como densidad relativa o peso específico relativo. La temperatura de
referencia para el agua a menudo se toma como 4° C, donde el peso específico del agua a presión
atmosférica es de 9,810 N/m3
. Al peso específico se define por la fórmula siguiente:
Densidad de cualquier líquido a cierta temperatura
18

S =
Densidad del agua a 15° C (60° F)
Viscosidad.
La viscosidad (u) es una de las propiedades físicas más importantes de los fluidos, que se refiere
a la facilidad que tienen estos para fluir cuando se les aplica un esfuerzo cortante o tangencial. La
viscosidad absoluta de un fluido, es una medida de su resistencia al deslizamiento o a sufrir
deformaciones internas. La miel es un fluido muy viscoso en relación con el agua; a su vez, los
gases son menos viscosos que el agua.
La viscosidad absoluta o dinámica en el sistema internacional (SI) tiene como unidad de
medición al pascal segundo (Pa-s) o bien al Newton segundo por metro cuadrado (N-s/m2
), o sea
kilogramo por metro segundo (kg/m s). Como ya se mencionó, a esta unidad se le conoce como
Poiseuille (Pl), pero es más comúnmente conocida la unidad poise (P), del sistema CGS de
unidades y como se vio en el ejemplo tiene dimensiones de dina segundo por m2
o de gramo por
centímetro segundo g/(cm s). El submúltiplo centipoise (cP), 10-2
poises, es la unidad que más se
utiliza para medir la viscosidad dinámica y todo parece que esta situación va a continuar por
algún tiempo.
La relación entre pascal segundo y centipoise es: 1 Pa s = 1 N s/m2
= 1 kg/(m s) = 103
cP
1 cP = 10-3
Pa- s
La viscosidad cinemática de un fluido es el cociente entre la viscosidad dinámica y la densidad.
En el sistema internacional (SI) la unidad de medida de la viscosidad cinemática es el metro
cuadrado por segundo (m2
/s). La unidad CGS correspondiente es el stoke (St), con dimensiones
de centímetro cuadrado por segundo y el centiestoke (cSt), 10-2
stokes, el es más utilizado.
1 m2
/s = 106
cSt
1 cSt = 10-6
m2
/s
Ejemplo 2. Sistemas de Unidades. Una antigua unidad de viscosidad en el sistema cgs (ahora
SI) es el poise, g/(cm* s), nombre tomado de J. L. Poiseuille, médico francés pionero en
experimentos de flujo de agua en conductos. La viscosidad del agua (dulce o salada) a 293.16 K
= 20° C es alrededor de 0.01 poises. Expresar este valor en (a) el SI y (b) el sistema americano.
Solución (a) 0.01 g 1 kg 100 cm 1 kg
= 0.001 kg/(m * s)
cm * s 1,000 g 1 m 1,000 m * s
Solución (b) 0.001 Kg 1 lb 0.3048 m 0.0003048 lb
= 0.0006719 lb/(ft * s)
m * s 0.45359 Kg 1 ft 0 .45359 ft * s
19

Temperatura.
El concepto de temperatura probablemente se originó del sentido físico de calor o de frío. Los
numerosos intentos para ser más específico dieron lugar a la idea de la escala de temperatura y al
termómetro – un dispositivo para determinar qué tan caliente o fría se encuentra algún material,
sólido, líquido o gaseoso. La selección de la tubería, conexiones y accesorios de las redes para el
manejo, transportación y control de los fluidos, considera a la temperatura como una de las
dimensiones más importantes.
Han sido cinco las escalas principales de la temperatura ideadas por el hombre de ciencia en la
historia, cada una fue nombrada con el nombre de quien la inventó:
G. D. FAHRENHEIT (1686 – 1736) un físico alemán que alrededor del año 1714 propuso la
primera escala práctica. Fahrenheit determinó el punto de congelación en 32 grados (para evitar
temperaturas negativas) y el punto de ebullición a 212 grados.
R. A. F. De REAUMUR (1673 – 1757) un entomologuita francés propuso una escala similar en
1730 pero arregló el punto de congelación en 0 grados y el punto de ebullición en 80 grados. Esto
fue usado muy poco tiempo y ahora está obsoleto.
ANDERS CELSIUS (1701 – 1744) un astrónomo suizo, propuso la escala de 100 grados ( de 0 a
100) en 1742. Esto fue ampliamente adoptado como la escala centígrada. También el SI le da
preferencia para el nombramiento de unidades hasta donde sea posible.
William Thomson, 1er. Lord KELVIN (1824 – 1907) un matemático y físico de Escocia, trabajó
con J. P. Joule – alrededor de 1862 – para producir una escala absoluta de temperaturas basada en
leyes del calor más bien que en los puntos de congelación y ebullición del agua. Este trabajo
produjo la idea del “cero absoluto” una temperatura más allá de la cual no es posible ir. Este valor
es –273.15 grados en la escala Celsius.
William J. M. RANKIN (1820 – 1872) un ingeniero y científico escocés, promovió la escala
Kelvin en su forma Fahrenheit, cuando el equivalente del cero absoluto es –459.67° F.
Hoy en día, mientras los científicos usan la escala KELVIN, la escala CELSIUS es la escala
preferida en nuestra vida diaria. Sin embargo, la escala Fahrenheit es todavía ampliamente usada
y frecuentemente existe la necesidad de cambiarla de una a otra.
Para cambiar la temperatura dada en Fahrenheit (° F) a Celsius (° C)
Empiece con ° F; réstele 32; multiplíquela por 5; divídela por 9; el resultado es ° C
Para cambiar la temperatura dada en Celsius (° C) a Fahrenheit (°F)
Empiece con ° C; multiplíquela por 9; divídela por 5; súmele 32; el resultado es ° F
20

Presión.
La Presión (P) es la medida de la fuerza que ejerce un fluido sobre una unidad de superficie de la
pared del recipiente que lo contiene. La presión de un fluido se mide con un manómetro y se
expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (kg/m2
) y en libras por pulgada cuadrada (lbf/in2
)
comúnmente conocida como (psi) de sus siglas en inglés. La unidad de medida SI de la presión es
el Pascal (Pa). El concepto de presión se traduce con la fórmula
P = W/A donde W es la fuerza expresada en kgf o lbf y A es el área de contacto en cm2
o in2
Ejemplo 3. Un cubo de agua contenido en un tanque (Fig. 2) con un área 1 pie2
y cuyos lados
miden 1 pie, tiene una densidad de 62.4 lbm/pie3
ejerce una presión en el fondo del tanque de:
62.4 lbm g pies 1 pie3
F = = 62.4 lbf
1 pie3
seg2
(pie)(lbm)
gc
(seg2
)(lbf)
Nótese que el valor numérico de g/gc = 1.0. La presión ejercida en los lados del tanque varía
según la profundidad del agua en el tanque. La presión en el fondo del tanque es:
P = W/A = 62.4 lbf / 1 pie2
= 62.4 lbf / ft2
1 pie
1 pie
Figura 2. 1 pie
La presión, al igual que la temperatura, puede expresarse tanto en la escala relativa como en la
absoluta. Los manómetros miden la presión relativa, es decir, la presión arriba de la presión
atmosférica. Para obtener la presión absoluta se debe sumar a la lectura del manómetro la presión
atmosférica, en el lugar del experimento, la cual se mide con un barómetro. Las presiones
absolutas se miden con relación al 0 absoluto (vacío total ó 100% de vacío) y las presiones
relativas con relación a la atmósfera. Figura 3.
Para hallar la presión absoluta con exactitud se necesita sumar a la presión medida en el
manómetro, la presión atmosférica local que es medida exactamente con un barómetro; la presión
atmosférica normalizada es 1.01325 bar (14.696 libras/pulg2
) ó 760 mm de mercurio. En la
21

mayoría de los casos no es necesaria tal precisión y en forma práctica se le suma a la lectura del
manómetro (presión relativa) la atmósfera técnica, que es igual a un bar.
De lo anterior resulta la ecuación fundamental siguiente:
Pabs = pe + pamb o bien aproximada esta ecuación: pabs = pe + 1
Donde pabs - presión absoluta, Pa, SI
Pe - presión relativa, Pa, SI (medida con manómetro)
Pamb - presión atmosférica, Pa, SI (medida con barómetro)
Figura 3. Relación entre los diferentes términos de presión que se usan
Presión en sistemas cerrados.
La presión se puede transmitir de un punto a otro en un sistema cerrado, usando para ello a un
fluido. Este principio se le conoce como la ley de Pascal según Blaise Pascal, científico francés
que lo descubrió y formuló en el año 1653. Este descubrimiento de la transmisión de presión ha
permitido el desarrollo de sistemas hidráulicos que tienen una increíble variedad de aplicaciones
de operación, como el control de movimiento de superficies en los aviones; en maquinaria pesada
para mover materiales; en máquinas prensa; herramientas hidráulicas o neumáticas, etc. La ley de
Pascal dice: La presión aplicada a un fluido confinado se transmite sin disminución de fuerza en
todas direcciones y actúa con fuerza igual y en áreas iguales en los ángulos correspondientes.
La figura 4 muestra la aplicación de este principio de la transmisión de la presión en la forma de
un montacargas estacionario, conocida en los talleres de servicios de automóviles y camiones
como “rampa”. Aquí la presión del aire de un compresor establece la presión en el sistema de
aceite, el cual a su vez actúa contra el pistón del montacargas.
Ejemplo 4. En un taller de servicio de mantenimiento de vehículos automotores (Fig. 4) puede
verse que si se tiene una presión de 600 kN/m2
, que actúa sobre un pistón de 25 cm de diámetro
(0.049 m2
), entonces una fuerza igual a p*A = 600 kN/m2
x (.252
x3.1416/4)m2
= 29.45 kN
22
Cualquier presión por encima de la atmosférica
Presión
manométrica
Presión absoluta =
Presión manométrica
+
Presión barométrica
Presión
barométrica
Presión cero absoluto o vacío perfecto
Presión atmosférica
Vacío Cualquier presión debajo de
la atmosférica

(aproximadamente 3.0 toneladas) se ejercerá sobre el pistón. Para manejar cargas mayores o
menores es necesario tan sólo aumentar o disminuir la presión.
Figura 4.
Columna o Carga Hidrostática.
Una columna de agua o cualquier otro líquido en un tubo vertical desarrolla una cierta presión
sobre la superficie horizontal en el fondo del tubo. Esta presión puede expresarse en unidades de
presión (kg/m2
o lb/ft2
) o bien como el número de metros de líquido que ejerce una presión igual
sobre la misma superficie. La altura de la columna del líquido que produce la presión en cuestión
se conoce como columna sobre la superficie. Es de notarse que el peso del líquido que actúa
sobre la superficie es lo que produce la presión.
Como ejemplo tomemos una columna vertical de agua fría (0° a 27° C) aproximadamente, con
una altura de 10 metros. Un medidor de presión conectada en la parte inferior de la columna,
mostrará una presión de 1 kg/cm2
. Pero una columna de gasolina, cuya densidad es de 0.75, se
necesitan 10 m/0.75 = 13.30 metros de altura para producir la misma presión de 1 kg/cm2
en la
base. Figura 5.
De esta forma, columna y presión son términos intercambiables, siempre y cuando se expresen
en sus unidades correctas. Para hacer la conversión de una a la otra, podemos usar la fórmula
siguiente:
P
Columna líquida X = donde P = presión expresada en kg/ m2
o lb/pie2
d d = densidad del líquido en kg/m3
o lb/pie3
Aunque en muchos problemas de transportación de fluidos es más común trabajar en función de
presiones de columna, hay algunos casos en los que el empleo de presiones absolutas ofrece un
mejor concepto de las condiciones existentes y simplifica los cálculos requeridos. La decisión en
23
Compresor de
aire 25 cm diámetro
Aire
Aceite
Válvula
Aceite

cuanto a cuáles unidades se usen, generalmente es cuestión de preferencia personal, y depende de
la experiencia y preferencias del diseñador.
Altura (h)
m
Figura 5.
Columna Estática. En los diseños de redes para el manejo, transportación y control de fluidos,
específicamente en las aplicaciones de bombas, a la altura de la columna del líquido que actúa
sobre la succión o a la descarga de la bomba se le conoce como Columna Estática en la entrada o
salida y se expresa como un cierto número de metros o pies del líquido. La columna estática es la
diferencia de elevación y puede calcularse para una variedad de condiciones que se encuentren en
una instalación de bombeo de uno o varios fluidos.
(a) (b) (c)
Figura 6. Términos usados en bombeo para las columnas.
24
5.0
10.0
15.0
1 kg/cm2
1 kg/cm2
0
13.33 m
10.0 m
COLUMNA DE
AGUA
COLUMNA DE
GASOLINA
Columna
estática de
descarga
Columna
estática total
Elevación
estática de
succión
Eje central
bomba
Columna
estática de
descarga
Columna
estática total
Columna
estática de
succión
Columna
estática de
descarga
Elevación de
succión estática
Columna
estática total

Elevación Estática de Succión. Es la distancia vertical, en metros o pies, del nivel de suministro
de un líquido al eje central de la bomba, encontrándose la bomba arriba del nivel de suministro
(Fig. 6a). Nota: Las distancias horizontales no se consideran como parte de la elevación de
succión estática, por lo que respecta a la elevación.
Columna Estática de Succión. Cuando la bomba se encuentra más abajo del nivel de suministro
de líquido (Fig. 6b) se dice que existe una columna de succión estática. Al expresarla en forma
numérica, es la distancia vertical, en metros o pies, entre el nivel de suministro del líquido y el eje
central de la bomba.
Columna Estática de Descarga. Se le conoce con este término a la distancia vertical entre el eje
central de la bomba y al punto de entrega libre del líquido (Fig. 6c) y también se expresa en
metros o en pies. Se debe tomar en cuenta el punto de entrega libre de líquido porque en algunos
esquemas puede resultar difícil determinar el punto exacto.
Columna Estática Total. Como se muestra en la Figura 6, la columna estática total de una
bomba es la distancia vertical, en metros o pies, entre el nivel de suministro y el nivel de descarga
del líquido que se maneja.
Presión de Vapor
En la superficie libre de un líquido a cualquier temperatura hay un constante movimiento de
moléculas que escapan de dicha superficie, es decir, el líquido se evapora. Si el líquido se
encuentre en un recipiente cerrado, y sobre su superficie queda un espacio libre, este espacio se
llega a saturar de vapor y en este punto ya no se evapora más el líquido. Si aumenta la
temperatura, aumenta la presión de saturación y se evapora más líquido. Todo líquido tiene, para
cada temperatura una presión (ps) llamada presión de saturación del vapor a esa temperatura.
Hay gráficas y tablas de las presiones de algunos de los fluidos más utilizados.
La presión de vapor de los fluidos es una de las características que se deben prever en el cálculo
de las redes de manejo de fluidos, especialmente aquellos que tienen presión de vapor baja. La
gasolina, el alcohol, el nafta, los líquidos refrigerantes y similares se clasifican generalmente
como fluidos volátiles porque vaporizan fácilmente a temperaturas y presiones atmosféricas
normales. Sin embargo, cualquier líquido que se maneje a (o cerca de) su temperatura de
ebullición se encuentra en un estado volátil y puede considerarse como tal, por lo que respecta a
su efecto sobre un equipo para transportarlo (bomba).
La presión de vapor es un factor importante en las condiciones de succión de las bombas que
manejan líquidos de todos tipos. En cualquier sistema de bombeo, la presión en cualquier punto
del sistema nunca debe reducirse más allá de la presión de vapor correspondiente a la temperatura
del líquido, porque el líquido formará vapor que puede, en cierto momento, parcial o totalmente
hacer que cese el flujo del líquido en la bomba.
25

Acidez y Basicidad (indicador pH).
Ácido y Básico son dos extremos que describen la química de los materiales, así como el calor y
el frío son dos extremos que describen la temperatura. La mezcla de ácidos y bases puede
neutralizar sus efectos extremos, muy semejante al mezclar agua caliente y fría se puede atenuar
el efecto de la temperatura del agua. Una sustancia que no es ácida ni es alcalina, es neutral.
La escala pH mide cuánto de ácido o básico es una sustancia (Fig. 7). Su rango es de 0 a 14. Un
pH de 7 es neutral. Un pH menor que 7 es ácido, y un pH mayor que 7 es básico. Cada valor
completo o unidad de pH debajo de 7 es diez veces más ácido que el siguiente valor más alto. Por
ejemplo, n pH de 4 es diez veces más ácido que un pH de 5 y 100 veces (10 veces 10) más ácido
que un pH de 6. Lo mismo se aplica para valores pH arriba de 7, cada uno de los cuales es diez
veces más alcalino (el otro modo de decir básico) que el siguiente inferior valor completo. Por
ejemplo, un pH de 10 es diez veces más alcalino que un pH de 9.
El agua pura es neutral, con un pH de 7.0. Cuando los productos químicos son mezclados con
agua, la mezcla puede venir a ser ácida o básica. El vinagre y el jugo de limón son sustancias
ácidas, mientras que los detergentes de lavandería y el amoníaco son básicos.
Los productos químicos que son altamente básicos o muy ácidos son llamados “reactivos”. Estos
químicos, como este nombre lo indica, son muy inestables y muy reactivos y pueden causar
severas quemaduras en la piel. El ácido de baterías de automóviles (ácido sulfúrico) y el ácido
muriático (ácido clorhídrico) son químicos ácidos reactivos. Asimismo, los limpiadores de
drenajes contienen sosa cáustica o lejía, que es un alcalino que se le considera un poderoso
reactivo.
Figura 7.
26
LA ESCALA pH
AMONÍACO
6.4 – 7.6
0 14
11.0 – 12.0
7
2.9 – 3.3
2.2 – 3.0
MÁS ÁCIDO MÁS BÁSICONEUTRAL

MANUAL PARA EL MANEJO, CONDUCCIÓN Y CONTROL DE FLUIDOS
Valores típicos de pH para varios alimentos
Productos químicos pH Alimentos pH
ÁCIDOS
Ácido acético N 2.4 Cerveza 4.0 – 5.0
Ácido arsenioso (saturado) 5.0 Sidra 2.9 – 3.3
Ácido Cítrico, 0.1 N 2.2 Bebidas suaves 2.0 – 4.0
Ácido Fórmico, 0.1 N 2.3 Huevos, clara fresca 7.6 – 8.0
Ácido Clorhídrico 0.1 Toronja 3.0 – 3.3
Ácido Cianhídrico 0.1 N 5.1 Uvas 3.5 – 4.5
Ácido Láctico 0.1 N 2.4 Limones 2.2 – 2.4
Ácido Sulfúrico, N 0.3 Jarabe de maple 6.5 – 7.0
Leche de vaca 6.3 – 6.6
Naranjas 3.0 – 4.0
BASES Camarones 6.8 – 7.0
Tomates 4.0 – 4.4
Amoníaco, N 11.6 Nabos 5.2 – 5.6
Plasma sanguíneo humano 7.3 – 7.5 Vinagre 2.4 – 3.2
Carbonato de Calcio 9.4 Agua Potable 6.5 – 8.0
Cal (saturada) 12.4 Vinos de Uva 2.8 – 3.2
Hidróxido de Potasio 14.0
Carbonato de Sodio, 0.1 N 11.6
Hidróxido de Sodio, N 14.0
27

FLUIDOS
CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO DE FLUIDOS
4. CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO DE FLUIDOS
28

Para transportar los fluidos se utilizan dos clases de medios o conductos:
 Conductos cerrados o tuberías en las cuales el fluido se encuentra bajo presión o
depresión.
 Conductos abiertos o canales (acueductos, canaletas, canales de riego, ríos, arroyos, etc.)
En el presente Manual sólo se tratarán los sistemas de conducción de fluidos en tuberías. El
cálculo de las pérdidas de carga en las tuberías para el manejo, transportación y control de los
fluidos corresponde a la práctica diaria de los proyectistas e ingenieros instaladores de estos
sistemas.
Cuando un fluido pasa a través de un tubo, el flujo de este fluido se comporta de dos formas con
características bien diferenciadas que dependen del diámetro del tubo, la velocidad, la
viscosidad y la densidad del fluido. Para un fluido y un tubo dados, estos cuatro factores están
expresados en función de un número dimensional, conocido como el número de Reynolds, y
representado por R. Esto viene del experimento clásico efectuado en 1883 por Osborne Reynolds
(1842-1912).
Es un experimento simple que muestra que hay dos tipos diferentes de flujo de fluidos en
tuberías; consiste en inyectar pequeñas cantidades de fluido coloreado dentro de un líquido
(puede ser agua) que circula por una tubería de cristal y observar el comportamiento de los
filamentos coloreados en diferentes zonas, después de los puntos de inyección.
Figura 8. Experimento de Reynolds
Cuando la descarga o la velocidad media del fluido es pequeña, el trazo del líquido coloreado se
desplaza en línea recta. Colocando varios de estos chorros en diferentes puntos de la sección recta
del tubo, se puede observar que en ninguna parte del tubo existe mezcla del líquido coloreado con
el fluido en estudio, y que fluido coloreado se desplaza en láminas paralelas rectas (Fig. 8-a). A
esta característica del flujo se le conoce como flujo laminar del fluido. A este tipo de flujo
también se le conoce como de régimen viscoso.
29
COLORANTE
FLUIDO EN ESTUDIO
Flujo del fluido
Línea del colorante
indicando flujo laminar

A medida que se aumenta el caudal o velocidad del fluido, estas láminas continúan moviéndose
en líneas rectas hasta que a una velocidad determinada, las láminas se rompen, formando
ondulaciones en forma brusca y sin orden. Esto ocurre en la zona crítica (Fig. 8-b).
A velocidades mayores que la crítica, los filamentos comienzan a dispersarse sin orden alguno y
el chorro coloreado empieza a desaparecer y a colorear a toda la masa del fluido; en otros
términos, las partículas individuales del fluido, en lugar de moverse en forma de ordenada y
paralelas al eje longitudinal del tubo, lo hacen de una forma errática mezclándose completamente.
A este tipo de flujo se le conoce como régimen turbulento.
(a) (b) (c)
Figura 8. Tipos de flujo de los fluidos.
Velocidad media de flujo.
Cuando se habla de “velocidad” en los fluidos que se transportan por tuberías se hace referencia a
la velocidad media o promedio de una sección transversal dada del tubo, que se expresa en
metros/seg o pies/seg., y que se puede calcular con la fórmula siguiente para flujo estacionario:
v = q/A = w/(Ad) = wVe/A donde q = caudal en metros cúbicos por segundo en las condiciones
de flujo (pies3
/seg).
A = área de la sección transversal de tubería (m2
ó ft2
)
w = caudal en kilogramos/seg (libras/seg).
d = densidad del fluido en kg/m3
(ib/ft3
)
Ve = volumen específico del fluido en m3
/kg (ft3
/lb)
Gasto o Flujo
Una dimensión compuesta muy comúnmente utilizada en el diseño de redes para el manejo,
transportación y control de fluidos es el gasto o flujo (q) = (w / d), o sea, la cantidad de volumen
del fluido que se desplaza en un tiempo determinado, aquí se unen volumen y tiempo y
30
Flujo Laminar
El dibujo muestra cómo los filamentos
coloreados pasan a lo largo rectos y
uniformes por la corriente de agua.
Flujo en la zona crítica, entre las
zonas laminar y de transición
A la velocidad crítica los filamentos
comienzan a romperse, indicando que
el flujo comienza a ser turbulento.
Flujo Turbulento
Aquí se muestra cómo la turbulencia en
la corriente dispersa completamente los
filamentos coloreados a poca distancia
del punto de introducción.

lógicamente estos están dados en los dos sistemas, Inglés y SI. Tenemos metros cúbicos por
segundo, minuto u hora o en su defecto, galones por minuto o por hora, siendo los más usuales
los galones por minuto (GPM) y los litros por segundo (LPS). Estos son muy utilizados cuando
nos referimos a las bombas.
Número de Reynolds.
Como ya se explicó anteriormente, el tipo de flujo de un fluido (laminar o turbulento) depende de
cuatro variables, diámetro del tubo, velocidad, viscosidad y densidad del fluido, y el valor
numérico de la combinación de estas cuatro variables se le conoce como número de Reynolds y
se expresa con la ecuación siguiente:
Dvd
Re = el valor resultante es adimensional
u
D = diámetro exterior del tubo en metros o pies
v = velocidad media en metros/seg o ft/seg
d = densidad en kg/m3
o lb/ft3
u = viscosidad en kg/( m s ) o lb/( ft s )
Para estudios técnicos, el régimen de flujo en tuberías se considera como laminar si el número de
Reynolds es menor que 2000 y es un flujo turbulento cuando el número de Reynolds alcanza
valores superiores a 4000. Entre estos dos valores está la zona “crítica” donde el régimen de flujo
no se puede predecir, donde puede ser laminar o turbulento, o en simple transición, depende esto
de muchas condiciones con posibilidad de variación.
Ley de la Conservación de la Energía.
La ley de conservación de la energía, expresa el mismo hecho con respecto a la energía que entra
y sale en un proceso, que la ley de conservación de la masa respecto a los materiales. La energía
no se puede crear ni destruir, sólo se transforma de un tipo a otro, se puede presentar en forma de
calor, energía mecánica, energía eléctrica, radiante, química, o cualquier otra.
Por otra parte, sabemos que los sistemas siempre están experimentando cambios de manera
espontánea, y lo hacen en una dirección determinada; por ejemplo, un material caliente transmite
la energía calorífica a todo material frío (sólido, líquido o gaseoso) que esté en contacto con él.
La energía se transmite siempre desde el punto A de mayor energía hasta el punto B de menor
energía. Si se les deja solos, los sistemas tienden a alcanzar un estado tal en el que aparentemente
no exista ninguna acción posterior; a esta situación se le conoce como estado de equilibrio.
Por ejemplo, una sal sólida colocada en un recipiente con agua, se disuelve hasta que la
concentración de la sal en la solución alcanza un valor determinado, esto sucede si la temperatura
permanece constante y siempre exista sal en exceso. Cuando un recipiente con 100 litros agua es
conectado a otro recipiente del mismo tamaño al mismo nivel de altura, el agua fluirá del primer
recipiente al segundo hasta que ambos recipientes alcancen el equilibrio con 50 litros cada uno.
31

Estos dos ejemplos son universales y las condiciones de equilibrio representan los puntos finales
de los procesos incidentales, que no pueden cambiarse sin efectuar algún cambio en las
condiciones que rigen al sistema.
Eficiencia del proceso.
Los ingenieros y técnicos en general, se interesan no tanto en las condiciones de equilibrio sino
en la velocidad a la que se realizan los procesos para alcanzar estas condiciones; en necesario
llevar a cabo un proceso en un tiempo razonable con un equipo, máquinas o accesorios también
razonables y por supuesto a un costo razonable. Si se quiere calentar agua a 100°C por medio de
vapor de agua a 1 atmósfera de presión, teóricamente se necesitaría un aparato de una extensión
infinita para alcanzar el equilibrio que se desea; pero si se mantiene el proceso lejos de la
temperatura de equilibrio, es decir, si disponemos de agua a 121°C en lugar de la de 100°C, el
proceso puede efectuarse en un equipo de tamaño razonable en un tiempo también razonable.
La velocidad a la cual el sistema se aproxima al equilibrio puede expresarse como el resultado de
dos efectos combinados: 1) el factor potencial, que proporciona la fuerza de impulsión necesaria
para hacer que el proceso se realice, y 2) el factor resistente, que controla la velocidad a la que se
realiza con un potencial dado.
Un ejemplo de factor potencial puede ser la diferencia de presiones entre los dos extremos de una
tubería horizontal por la que circula agua: el agua tiende a moverse desde el área de alta presión
al área de baja presión y se alcanza el equilibrio cuando las presiones son iguales; el factor
resistente o resistencia en este caso, es la fricción que existe entre el líquido y las paredes de la
tubería. De esta forma, muchos procesos pueden separarse en dos factores, un factor que tiende a
que el proceso se efectúe y el factor negativo que tiende a impedírselo.
Lo importante aquí es que, el conocer las condiciones de equilibrio, les permite a ingenieros y
técnicos en el diseño de redes de manejo de fluidos definir el factor potencial, puesto que éste se
hace nulo en el equilibrio. Sin embargo, el conocimiento del equilibrio, aunque permita la
definición del factor potencial, no dice nada sobre el factor de resistencia, que puede ser mucho
más o igual importante
Teorema de Bernoulli.
Se ha establecido que una de las más poderosas herramientas teóricas que se puede utilizar para
la resolución de problemas cuantitativos, es el principio de Conservación de la Energía. Cuando
aplicamos este principio al flujo de fluidos, la ecuación matemática que resulta se le llama
teorema de Bernoulli. Se puede pensar que el teorema de Bernoulli es una ecuación complicada
ya que en los fluidos en movimiento teóricamente es posible que cualquier clase de energía esté
implicada en el sistema; sin embargo, en la mayor parte de los casos se presenta como una
ecuación relativamente sencilla.
El teorema de Bernoulli es una expresión de la ley de conservación de la energía aplicada al flujo
de fluidos en las tuberías. La energía total, expresada como altura o columna (H) en un punto
32

cualquiera del tubo por encima de un plano horizontal arbitrario fijado como referencia, es igual a
la suma de la altura geométrica X, la altura debido a la presión (P) y la altura debido a la
velocidad (v), es decir:
P v2
H = X + + en el sistema métrico.
dgc 2gc
144 P v2
H = X + + en el sistema inglés.
d 2gc
Si no se toman en cuenta las pérdidas por rozamiento y no se cuenta con ninguna aportación ni se
toma energía del sistema de tuberías (bombas o turbinas), la altura total H en la ecuación
permanece constante para cualquier punto del fluido. Sin embargo, en la práctica existen pérdidas
o adiciones de energía que deberán incluirse en la ecuación de Bernoulli.
Consideremos el sistema presentado en la Figura 9 y supongamos que la temperatura es
constante a lo largo del sistema. La figura representa un tramo de tubo que transporta un líquido
desde el punto A al punto B. Una bomba proporciona la energía necesaria para originar el
movimiento. Supongamos que un kilogramo de líquido entra por A y consideremos que la
presión en A es PA kgf/m2
, la velocidad del líquido sea vA en m/seg, y la densidad del líquido es d
en kg/m3
.
Figura 9.
El punto A está situado XA m por arriba de un plano horizontal arbitrario tomado como referencia
de origen de alturas, representado por la línea M-N. El kilogramo de líquido en A tiene energía
potencial medida por encima del plano M-N, igual a XA kg-m. Como el líquido se está moviendo
a una velocidad vA m/seg, el kilogramo de líquido tendrá una energía cinética igual a (vA
2
/2gc) kg-
m.
33
Bomba
XA
A
B
XB
M N

Además, como el líquido que entra en la tubería lo hace venciendo una presión de PA kgf/m2, en
consecuencia cada kilogramo de líquido efectúa un trabajo igual a PA/d kg-m, que se suma a la
energía almacenada. La suma de estos términos representa la energía de un kilogramo de líquido
que entra en la sección.
PA vA
2
HA = XA + + en el sistema métrico.
dgc 2gc
Una vez que el sistema ha alcanzado el estado de régimen permanente, siempre que en la tubería
entra 1 kg de líquido, éste es desplazado hasta el punto B, de acuerdo con el principio de
conservación de la materia. Este kilogramo que sale por B tiene un contenido de energía igual a:
PB vB
2
HB = XB + + en el sistema métrico.
dgc 2gc
Si no existiese ni pérdida ni ganancia de energía en los puntos A y B, el contenido de energía de
un kilogramo de líquido que entra por A sería exactamente igual al kilogramo de líquido que sale
por B, como consecuencia del principio de conservación de la energía.
Por otra parte, se postuló que se añade energía por medio de una bomba. Esta energía se expresa
como hW (kg-m/ kg de líquido). Además, alguna parte de la energía se convierte en calor debido a
la fricción, pero se ha supuesto que el sistema permanece a temperatura constante, por lo que se
supone que este calor se pierde por radiación. Vamos a suponer que la pérdida por fricción sea hF
(kg-m/ kg de líquido).
La ecuación completa (de Bernoulli) que representa el balance de energía a través del sistema
entre los puntos A y B es:
PA vA
2
PB vB
2
XA + + - hF + hW = XB + +
dgc 2gc dgc 2gc
Como la ecuación anterior es la suma de varios términos, para que sus valores se puedan sumar
todos se deben expresar en las mismas unidades, metros (pies). Los términos X se miden en
metros directamente. Los demás términos en la ecuación deben medirse en kgf-m/ kgm, lo que es
numéricamente igual a metro. Si examinamos los términos uno por uno se puede ver que
satisfacen este requerimiento.
Por ejemplo, las velocidades se miden en m/seg, y gc se mide en kgm-m/kgf-seg2
, por lo que las
dimensiones del término v2
/2gc son kgf-m/kgm, que también numéricamente igual a metro. Los
términos P/dgc se miden en kg/m2
/kg/m3
que también es numéricamente igual a metro. Todos los
términos de la ecuación pueden expresarse en unidades similares (metros o pies); asimismo, se
vio que una presión se puede medir por la altura de una columna de líquido de densidad
34

conocida, y tal altura se denomina carga hidrostática o columna de presión. Como los términos
de la ecuación de Bernoulli son todos lineales, son equivalentes a presiones, y varios de estos
términos se denominan cargas hidrostáticas. Los términos X se denominan cargas hidrostáticas
potenciales; los v2
/2gc, se les llama cargas hidrostáticas de velocidad; y los P/dgc, cargas
hidrostáticas debidas a la presión. El término hF se denomina carga hidrostática debido a la
fricción y el término hW es la carga hidrostática que introduce en el sistema la bomba.
Si observamos la ecuación de conservación de la energía se pueden obtener dos conclusiones: 1)
las unidades en que se mide la presión dependen de las unidades elegidas para X y d. Es mucho
más conveniente medir X en m (ft) y d en kg/m3
(lb/ft3
), con lo que para P se tienen como
unidades kgf/m2
(lbf/ft2
); 2) la segunda conclusión es que el término “carga hidrostática” no tiene
significado mientras no sea conocida la densidad (d) del líquido.
Columna de Fricción. La pérdida por fricción de un fluido que se mueve a lo largo de una
tubería, es un caso especial de la ley general de la resistencia entre un sólido y un fluido en
movimiento relativo. La columna de fricción es una medida en metros de líquido y es la columna
equivalente necesaria para vencer la resistencia de las tuberías, válvulas y demás aditamentos del
sistema de circulación y de bombeo del fluido. Esta columna existe en el extremo de succión
como en el de descarga de una bomba y varía con la velocidad del líquido, diámetro del tubo,
condición interior del tubo, tipo de tubo y naturaleza del fluido que se maneja.
La resistencia de los aditamentos de la red de tubería generalmente se expresa en función de la
longitud equivalente de tubo recto de la misma dimensión del accesorio. La tabla 5 muestra la
longitud de tubo equivalente para algunos accesorios comunes que se usan en los sistemas de
manejo de fluidos.
Columna de Velocidad. Se consideró anteriormente en la ley de Bernoulli, que un líquido que se
mueve en un tubo a cualquier velocidad, posee una energía cinética debido a su movimiento. Por
lo tanto, se debe considerar una columna de velocidad la cual es la distancia de caída necesaria
para que un líquido adquiera una velocidad dada; esta columna se expresa con la fórmula hv =
v2
/2g, en donde hv es igual a la columna de velocidad, en m (ft) de líquido; v = velocidad del
líquido, en m/seg (ft/seg); g = aceleración debido a la gravedad = 9.8 m/seg2
.
Dependiendo de la naturaleza del sistema de bombeo, la columna de velocidad puede o no ser un
factor importante en la columna total para el cálculo de la bomba.
Pérdidas de admisión y salida. Igual que un líquido que influye en un tubo, existe una pérdida
de fricción cuando un líquido entra al tubo de una fuente libre o sumergida, o descarga a una
región similar. Las pérdidas que ocurren en la entrada del tubo se les llama pérdidas de admisión,
mientras que las de salida se conocen como pérdidas de salida; en ambos casos, las pérdidas
reducen la columna de velocidad en el punto que se considera.
Es por esta razón que para disminuir las pérdidas de admisión, generalmente se usa un accesorio
de succión acampanado, esto es, en el extremo del tubo se conecta una conexión de mayor
diámetro que el resto de la tubería en la entrada. Por su parte para reducir las pérdidas de salida,
se puede usar un ahusamiento alargado en la salida del tubo.
35

De la misma forma se presenta una pérdida de fricción cuando el líquido que fluye en un tubo
pasa a un tubo de succión mayor o menor en forma abrupta. Las pérdidas en estos puntos de la
red de tubería así como las de admisión y salida de la misma, pueden expresarse como el
producto de un coeficiente (cuyo valor depende del accesorio y su disposición) y la columna de
velocidad del accesorio, h = kv2/2g metros de fluido.
Elevación de Succión. Esta es la suma de la elevación estática de succión, la columna de fricción
de succión y las pérdidas de admisión en el tubo de succión. Hay que notar que la columna de
fricción en succión, incluye la fricción en el tubo y todos los accesorios en la línea de succión.
Columna de Succión. Aún cuando la elevación de succión es una columna de succión negativa,
es una práctica común usar el término elevación para una columna de succión negativa cuando la
bomba toma su succión de un tanque abierto cuya superficie está expuesta a la presión
atmosférica.
La columna de succión es entonces, la columna de succión estática menos la columna de fricción
de succión y las pérdidas de admisión de la tubería de succión, más cualquier presión que se
encuentre en la línea de succión. Se debe hacer notar que el vacío en la línea de succión, así como
la del pozo caliente de un condensador, es una presión negativa y se suma algebraicamente a la
columna de succión estática del sistema.
Columna de Descarga. Es la suma de la columna de descarga estática, la columna de fricción de
descarga y la columna de velocidad de descarga.
Columna Total. Es la suma de las columnas de elevación, de succión y de descarga. Cuando hay
una columna de succión, la columna total de la bomba es la diferencia entre las columnas de
descarga y de succión.
Algunos ingenieros y técnicos de sistemas de manejo y transportación de fluidos usan elevación
dinámica de succión, columna dinámica de descarga y columna dinámica total en lugar de los
términos dados antes; pero aún cuando la palabra dinámica nos da la idea de movimiento, es
decir, la columna cuando hay flujo de líquido, los términos más simples que se han dado antes se
consideran más adecuados.
Ejemplo 5. Una bomba aspira una solución de una densidad relativa de 1.84 de un depósito de
almacenamiento de gran sección recta, por medio de una tubería de 75 mm de diámetro interior
(Fig. 10). La velocidad en la succión es de 1.0 m/seg. La bomba descarga por medio de una
tubería de 50 mm en un depósito elevado; el final de la tubería de descarga está situado 50 metros
por encima del nivel de la solución en el depósito de almacenamiento. Las pérdidas por fricción
en la totalidad del sistema son equivalentes a una altura de 3 m de solución. ¿Qué presión debe
desarrollar la bomba, expresada en kg/m2
? ¿Cuál es la potencia teórica de la bomba expresada en
C.V.?
36

Figura 10. Bomba para transportar una solución.
Solución de ejemplo 5. Para aplicar la ecuación del teorema de Bernoulli se toma el punto A de
la superficie del líquido en el depósito de alimentación de la bomba y el punto B en el final de la
tubería de descarga. Tomando como plano de referencia para las alturas el punto A, se tiene:
XA = 0 XB = 50 m
Es de notarse que, de acuerdo a la ley de conservación de la energía, un cambio en el diámetro de
la tubería desde la succión a la descarga provoca un cambio en la velocidad del fluido y ésta tiene
relación directa con su área AA/AB o sus diámetros DA
2
/DB
2
, donde A = área en m2
(pies2
) de la
sección transversal del tubo, y D = diámetro del tubo en m ó mm (pies o pulg); esto quiere decir
que si el diámetro del tubo disminuye entre la succión y la descarga, la velocidad del fluido se
aumenta, y viceversa.
(75 mm)2
vA = 0 vB = (1 m/seg) = 2.25 m/seg
(50 mm)2
hF = 3 m PA = PB = (las dos a la presión atmosférica)
dA = dB = (1,000) (1.84) = 1.84 kg/m3
Sustituyendo en la ecuación de conservación de la energía los términos anteriores, se tiene:
(2.25)2
-3 + hW = 50 +
(2)(9.8)
hW = 50 + 3 + 0.258 = 53.258 m
de la solución (fluido) de 1.84 de densidad relativa.
Según la ecuación que estamos aplicando, la presión correspondiente a hW puede determinarse en
kg/m2
. La presión en kg/m2
es:
37

Presión = (53.258 m)(1,840 kg/m3
) = 97,995 kg/m2
= 9.799 kg/cm2
Como se muestra en la siguiente transformación de unidades:
Kg m3
kg-m
x =
m2
seg seg
para obtener la potencia consumida bastará multiplicar la presión en kg/m2
por el volumen
bombeado por segundo. El área interior de la tubería de 75 mm es 4,417 mm2
= 0.004417 m2
. A
una velocidad de 1.0 m/seg, el volumen bombeado será:
(0.004417 m2
) (1.0 m/seg) = 0.004417 m3
/seg.
Un CV es igual a 75 Kgf- m/seg, entonces la potencia necesaria de la bomba es:
Potencia = W = (97,995 kgf/m2
) 0.004415 = 5.77 C.V.
75
donde las unidades se transforman de la siguiente forma:
97,995 kgf 0.004417 m3
seg 1.0 C.V.
= 5.77 C.V.
m2
75 kgf-m
seg
Fórmula de Darcy. Ecuación general del flujo de fluidos.
En la ecuación de Bernoulli se ha incluido un término que representa la pérdida de energía debido
a la fricción en el sistema. Esta pérdida por fricción puede ser de muchas clases. Un problema
fundamental en el diseño de redes de tubería para el manejo de fluidos (principalmente líquidos)
es el de calcular estas pérdidas, no solamente para el agua sino también para cualquier líquido, a
partir de sus condiciones de flujo y sus propiedades físicas.
La pérdida energía por fricción se refleja en una pérdida de presión en el sentido del flujo. Si se
conectan dos manómetros de Bourdon a una tubería por la que pasa un fluido, (Figura 11) el
manómetro P1 indicaría una presión estática mayor que la del manómetro P2.
38

Figura 11.
La ecuación general de la pérdida de presión, conocida como la fórmula de Darcy y que se
expresa en metros de fluido, es: hL = f Lv2
/ D 2gc. Esta ecuación también puede escribirse para
obtener la pérdida de presión en newtons por m2
(pascals) sustituyendo las unidades
correspondientes de la manera siguiente:
d f L v2
P = (ya que P = hL x d x gc) en el SI
2 D
La ecuación de Darcy es válida tanto para flujo laminar como turbulento de cualquier líquido en
una tubería. Sin embargo, puede suceder que debido a velocidades extremas, la presión corriente
abajo disminuya de tal manera que llegue a igualar la presión de vapor del líquido, apareciendo el
fenómeno conocido como cavitación y los caudales obtenidos por cálculo serán inexactos.
Con la ecuación anterior se obtiene la pérdida de presión que se debe al rozamiento y se aplica a
tubería de diámetro constante por la que pasa un fluido cuya densidad permanece razonablemente
constante, a través de una tubería recta, vertical o inclinada. NOTA: Para tuberías verticales,
inclinadas o de diámetro variable, el cambio de presión debido a cambios de elevación, velocidad
o densidad del fluido debe de hacerse de acuerdo con el teorema de Bernoulli cuya ecuación se
vio páginas atrás.
Factor de fricción: la fórmula de Darcy puede deducirse por análisis dimensional con la
excepción del factor de fricción f, que debe ser determinado experimentalmente. El factor de
fricción para condiciones de flujo laminar (Re < 2000) es función sólo del número de Reynolds;
mientras que para el flujo turbulento (Re > 4000) es también función del tipo de pared de la
tubería.
Si el flujo es laminar, el factor de fricción puede determinarse a partir de la ecuación:
64 64 u´
f = =
Re D v d
u´ = viscosidad absoluta en newton-seg/ m2;
D = Diámetro interior del tubo en m
v = velocidad del fluido en m/seg
39
L
P1 P2

d = densidad del fluido en kg/m3
Si esta ecuación se sustituye en la ecuación arriba señalada de Darcy, la pérdida de presión en
newtons por m2
es:
u L v
P = 32,000
D2
Que es la ley de Poiseuille para flujo laminar.
Cuando el flujo es turbulento (Re > 4000) el factor de fricción depende no sólo del número de
Reynolds, sino también de la rugosidad relativa de las paredes de la tubería, e/D, es decir, la
rugosidad de las paredes de la tubería (e) comparada con el diámetro de la tubería (D). Para
tuberías muy lisas, como las de latón extruido, acero inoxidable, vidrio, etc., el factor de fricción
disminuye más rápidamente con el aumento del número de Reynolds, que para tuberías con
paredes más rugosas.
Como el tipo de superficie interna de la tubería comercial es prácticamente independiente del
diámetro, la rugosidad de las paredes tiene mayor efecto en el factor de fricción para diámetros
pequeños. En consecuencia, las tuberías de pequeño diámetro se acercan a la condición de gran
rugosidad y en general tienen mayores factores de fricción que tuberías del mismo material pero
de mayores diámetros.
Hoy en día el factor de fricción se calcula con gráficos experimentales ya bien conocidos que son
usados por la mayoría de los ingenieros y técnicos en el cálculo de redes de tubería y bombas.
FLUIDOS
40

CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS
5. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS.
41

El tipo de fluido que se quiere manejar en una red de tubería afecta de manera directa a 1) las
cargas hidrostáticas y las capacidades de la red, 2) el tipo y la capacidad de las bombas requeridas
para ser transportadas y 3) los materiales de construcción que deben usarse para asegurar una
vida satisfactoria de toda la tubería, los equipos, aparatos y accesorios para el manejo,
transportación y control del fluido que se trate.
En el diseño de redes de tuberías para el manejo de fluidos se pueden distinguir siete (7) tipos de
fluidos como los más comúnmente conocidos hoy en día en las industrias y otro tipo de sistemas
de trabajo de producción y de servicios. Los fluidos pueden ser:
1) VISCOSOS
2) QUÍMICOS o REACTIVOS
3) VOLÁTILES
4) COMPRESIBLES
5) CON SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN
6) CONDUCTORES DE ENERGÍA
7) AGUA
Fluidos Viscosos. Tenemos entre estos a la miel de abeja, miel de caña o melaza, aceites y
mantecas vegetales y animales, aceites minerales, jabones líquidos (shampoo), petroquímicos
como los glicoles de propileno y de di-etileno, jarabes, mermeladas, dulces con base en leche
como la cajeta y la leche concentrada; también están entre los viscosos el asfalto, el combustible
pesado (combustóleo), los pegamentos y muchos otros más. Estos fluidos afectan el flujo, la
capacidad y eficiencia de las bombas y muchos de ellos afectan los materiales de la tubería y
artefactos para su conducción y control.
Químicos o Reactivos. Estos fluidos se caracterizan por ser fuertemente reactivos y afectan
(corroen) a algunos materiales de las tuberías, válvulas, bombas y accesorios; reduciendo su vida
útil a menos que se tomen precauciones especiales en la selección de todas las unidades que
componen un sistema o red para su manejo y conducción. Podemos mencionar entre ellos a todos
los ácidos y álcalis con indicadores pH extremos, como el ácido clorhídrico (muriático), el ácido
sulfúrico, el ácido nítrico, el fosfórico, el ácido acético o el vinagre concentrado, el hidróxido de
sodio (sosa cáustica) en solución, las soluciones de detergentes, los químicos blanqueadores, el
amoníaco, las soluciones de cal, carbonato de calcio, hidróxido de potasio, la salmuera (NaCl) y
el agua de mar, las salsas picantes y soluciones de especias, la cerveza y los vinos de mesa, los
aceites esenciales de limón, pimienta, etc.
Líquidos Volátiles. La gasolina, turbosina, el thinner, acetona, aguarrás, alcohol, hexano, los
líquidos refrigerantes, los ésteres y muchos otros derivados del petróleo y de la petroquímica se
clasifican como volátiles porque vaporizan fácilmente a temperaturas y presiones atmosféricas
normales. Sin embargo, cualquier líquido que se encuentre a o cerca de su temperatura de
ebullición se encuentra en un estado volátil y puede considerase como tal. Estos fluidos afectan
las bombas, los aparatos de medición y las tuberías por la vaporización de estos líquidos.
Compresibles. Entre estos tenemos a todos los productos que a las condiciones normales de
temperatura y presión son gaseosos, pero para facilitar y economizar su manejo se les mantiene
en fase líquida, como el gas butano-propano, el gas natural, el acetileno, el oxígeno, nitrógeno,
42

hidrógeno, neón, refrigerantes, el amoníaco, gas carbónico CO2
, y otros más usados en las
industrias, talleres, los servicios, hospitales, etc.
Líquidos con sólidos en suspensión. Considerados como unos de los más difíciles de manejar en
forma satisfactoria en los sistemas de fluidos. Estos líquidos pueden contener aguas negras, pulpa
de papel, lodos, arena, o pueden ser alimentos de varios tipos, los cuales pueden causar
problemas para diseñar el tipo y capacidad de los equipos e instalaciones. Sin embargo, hoy en
día se ofrecen numerosas opciones de productos (tubos, válvulas, bombas, etc.) que se adaptan y
trabajan plenamente en estas condiciones de fluidos, con la seguridad de dar satisfactoriamente
los rendimientos y las columnas deseadas y una larga vida de las redes de conducción, bombeo y
control. La velocidad de este tipo de líquidos es muy importante y debe asegurarse que el flujo
sea tal que los sólidos viajen en o cerca del centro del tubo para evitar que éstos se depositen en
el fondo de la tubería y así provocar problemas posteriores de conducción del fluido.
Conductores de Energía. Estos fluidos son considerados como transportadores de energía
porque son los medios para llevar energía calorífica y mecánica. Se caracterizan por trabajar a
altas presiones o a altas temperaturas o ambas. El caso más usual es el vapor saturado seco, que
es producido por una caldera a alta presión, muy superior a la atmosférica (3 a 10 kg/cm2
) y
temperaturas superiores a 100°C. Es altamente usado en una amplia variedad de industrias, en
los servicios (tintorerías) y en hoteles. También se utiliza para procesos de calentamiento algunos
aceites minerales que se calientan a temperaturas de 150 a 300°C en calderas especiales son muy
usados en algunas industrias.
Los conductores de energía mecánica se utilizan en sistemas cerrados de alta presión, como son
los sistemas hidráulicos ampliamente utilizados en el movimiento de objetos pesados de
máquinas y equipos. Los fluidos utilizados en estos sistemas son aceites minerales especiales
neutros. El aire comprimido a alta presión es uno de los fluidos más comúnmente usados para
transportar energía mecánica en equipos y accesorios neumáticos de máquinas y equipos en las
industrias, en talleres mecánicos y de reparación e instalación de llantas, en equipos para pintar,
en sistemas de manejo de agua a alta presión (hidroneumáticos), y en muchas otras aplicaciones.
Las altas presiones y altas temperaturas de estos fluidos deben tomarse en cuenta cuidadosamente
para hacer una selección apropiada de los materiales requeridos para su manejo, transportación y
control.
Agua. El agua es el fluido más importante de todos, por su amplia extensión de uso, el más
utilizado por la humanidad siempre, usado en todas partes, sea como insumo en los productos,
como insumo en sistemas de vapor, como medio de limpieza, como elemento fundamental en los
sistemas de riego en la agricultura; en sistemas fijos contra incendio en edificios, industrias,
hoteles, hospitales, etc. Las redes de agua potable merecen especial atención por la importancia y
consumo de este vital líquido en todas las poblaciones del mundo.
FLUIDOS
43

PRODUCTOS PARA EL MANEJO DE FLUIDOS
6. CUALIDADES DE LOS EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA EL MANEJO DE
FLUIDOS.
44

Los equipos, máquinas y aparatos usados en los sistemas de producción y en almacenes trabajan
en las condiciones más diversas y adversas: altas y bajas presiones y temperaturas, medios
nocivos y corrosivos, cargas mecánicas considerables, etc. Por consiguiente, para la instalación
de redes de tubería, aparatos y accesorios para el manejo de fluidos, es necesario elegir aquellos
que están hechos o recubiertos de materiales que aseguren su función en forma eficiente y
duradera, especialmente tomando en cuenta las condiciones específicas en las que se llevan a
cabo los procesos de transportación de los fluidos.
El material debe ser, ante todo, químicamente resistente para que:
1) los fluidos que se manejan no dañen las tuberías y accesorios de las redes de
conducción y así evitar posibles e inesperadas fugas y costosas reparaciones;
2) los materiales con los que están hechos los tubos y demás accesorios no
contaminen o alteren las propiedades de los fluidos que se están manejando
(líquidos y gases).
La corrosión es la forma más común de daño en los materiales de las redes de tubería de
conducción de fluidos. La corrosión es el principal medio por el cual se deterioran los metales y
aleaciones. La mayoría de los metales se corroen al estar en contacto con agua (y humedad en el
aire), ácidos, bases, sales, aceites, pulimentos metálicos, y otros compuestos químicos sólidos y
líquidos. También los metales se corroen cuando están expuestos a compuestos gaseosos como
vapores ácidos, gas formaldehído, gas amoníaco y gases conteniendo azufre.
Al interactuar estos químicos sobre las paredes de los tubos y conexiones metálicas a altas
temperaturas, el metal se corroe y pierde resistencia. La corrosión específicamente se refiere a
cualquier proceso que implique la deterioración o degradación de los componentes del metal. El
caso mejor conocido es el acero. Los procesos de corrosión normalmente son electroquímicos en
el medio ambiente natural, teniendo las características esenciales de una batería. Cuando los
átomos son expuestos a un medio ambiente conteniendo moléculas de agua, ellos pueden ceder
electrones, transformándose por sí mismo en iones cargados positivamente, proporcionando un
circuito eléctrico para ser completado. Este efecto puede ser concentrado en una picadura, a veces
una grieta, o puede extenderse a lo largo de una gran área para producir un daño general.
Bajo la acción de ácidos, álcalis, sales y otros compuestos líquidos, una serie de metales y
aleaciones pueden experimentar una considerable corrosión. Todos los metales exhiben una
tendencia a ser oxidados, algunos más fácilmente que otros. Cuando elegimos el tipo de material
que requerimos en los tubos y accesorios para el manejo y conducción de fluidos, debemos antes
usar toda la información disponible sobre ellos, como es una escala de corrosión, para saber la
resistencia de los metales y de las aleaciones en distintos medios químicos. En la Tabla 3 se
muestra la resistencia de los metales en función de la pérdida de peso por unidad de superficie.
De acuerdo con esta escala, todos los metales y aleaciones se dividen en cinco (5) clases de
resistencia.
45
H+
H+
Fe2+
El proceso de corrosión (reacción anódica) de un metal,
disolviéndose como iones, genera algunos electrones,
como se muestra aquí, los cuales son consumidos por
procesos secundarios (reacción catódica). Estos dos
procesos balancean sus cargas.
Los lados donde se alojan estos dos procesos pueden
localizarse cerca uno de otro en la superficie del metal, o
tan lejos, dependiendo de las circunstancias.

Figura 10.
En la Figura 10 se muestra que los electrones (e-) producidos por la reacción de la corrosión
necesitarán ser consumidos por una reacción catódica en proximidad cercana a la reacción de
corrosión misma.
Tabla 3. Escala de corrosión
Clase de resistencia 1 2 3 4 5
Pérdida de peso en 1.0
m2
de superficie de
metal, durante una
una hora, g 0.1 0.1 – 1.0 1.0 – 3.0 3.0 – 10.0 más de 10
Característica del Muy Resistente Relativa- Poco No resistente
Metal o aleación Resistente mente resistente
Resistente
Es sorprendente el avance de la tecnología en el diseño y fabricación de productos que incluyen
diferentes materiales para los tubos, conexiones, bombas, accesorios y aparatos de control para el
manejo y transportación de fluidos; materiales que se adaptan mejor a las características del
fluido, como la presión, temperatura, pH, flujo, viscosidad, etc.
El diseñador de sistemas o redes para el manejo de fluidos debe tener cuidado de analizar
ampliamente las alternativas disponibles, que se adapten correctamente al tipo de fluido y a las
condiciones de operación del mismo.
7. ELEMENTOS DE IMPULSIÓN, CONDUCCIÓN Y CONTROL DE LOS FLUIDOS.
El transporte de materiales en forma fluida es el medio más generalizado y económicamente
conveniente hoy en día, mucho más que los materiales sólidos. Por esta razón, siempre que sea
46
2e-

posible, los materiales se moverán en forma líquida, en soluciones y cuando sea conveniente en
forma gaseosa, como el aire comprimido y el gas combustible. Ya se vio también, que la forma
más común para transportar fluidos de un punto a otro es impulsándolos a través de sistemas o
redes de tuberías y conexiones, que cuenten además con los elementos de control para facilitar
estas operaciones y hacer que los materiales lleguen al punto de destino en forma
económicamente óptima.
Por lo anterior, los sistemas para el manejo de fluidos necesitan tres elementos fundamentales de
operación, que son:
1) el elemento impulsor (bomba o compresor),
2) todos los elementos de conducción: tuberías, conexiones y accesorios, que se
encuentran entre el elemento impulsor y el receptor (tanque o depósito)
3) todos los aparatos y arreglos en la red, especialmente diseñados para el control o
rectificación del flujo de fluidos (Válvulas) y aquellos para hacer mediciones de las
condiciones en las se transportan los fluidos (medidores de presión, temperatura, flujo,
etc.).
Los productos disponibles en el mercado en la actualidad, y sus características de materiales y
aplicaciones, constituyen la parte medular del presente Manual para el Manejo, Transportación y
Control de Fluidos. Por orden de diversidad de tipos, presentaciones y aplicaciones se abordarán
primero a los elementos de Conducción y de Control, y finalmente se tratará el tema de los
elementos de Impulsión, principalmente las bombas.
Elementos de Conducción.
TUBERÍA: es un conjunto de tubos adecuadamente ordenados para conducir un fluido; un tubo
se puede definir como un dispositivo cilíndrico hueco que sirve para conducir fluidos de un
lugar a otro. También es utilizado en estructuras de construcción de andamios, barandales,
pilares, etc., y para protección de cableado eléctrico (conduit) pero estos son de otras
características especiales y que no se utilizan para conducir los fluidos.
La tubería es fabricada de varios materiales, entre los más usuales tenemos: tubo de acero, tubo
de acero inoxidable, tubos termoplásticos (pvc, cpvc, pudf, p.p.), tubería de cobre, de aluminio,
de vidrio, entre otros, cada uno para aplicaciones específicas. Asimismo sus tamaños son desde
1/8" hasta medidas de 48" de diámetro y en ocasiones más grandes. Como antes se mencionó, su
selección va de acuerdo al uso, aplicación, tipo de fluido, presión y temperatura.
VÁLVULAS: su definición técnica es: dispositivos de cierre para controlar el paso (flujo) de los
fluidos, a través de la red de tuberías (este control puede ser: Cierre, Apertura, Regulación o No
Retorno)
CONEXIONES: Son dispositivos que Enlazan, Conectan o Comunican una línea de
conducción de fluidos con otra(s) o con equipos de proceso.
47

ACCESORIOS: Son todos aquellos artículos o productos que son inherentes a una línea de un
sistema, un recipiente, etc. que coadyuvan en el proceso de conducción de fluidos de forma
directa o indirecta.
Elementos de Control.
EQUIPOS O APARATOS DE MEDICIÓN Y CONTROL: Equipos que nos permiten medir
variables de los fluidos y disponer de su control, según la conveniencia del sistema, facilitando
así la posibilidad de Automatización de Procesos
Elementos de Impulsión.
BOMBAS: Son dispositivos que nos permiten desplazar un fluido de un punto a otro, del
sistema; un equipo de bombeo es un aparato conectado a un motor para impulsar un fluido para
cambiarlo de posición. La bomba recibe energía mecánica procedente del motor eléctrico o de
combustión interna, y convierte esta energía en energía del fluido, que puede ser en forma de
presión, posición (elevación) o de velocidad.
Para efectos prácticos de estudio del presente Manual, los productos utilizados para el manejo y
control de los fluidos se dividen en 5 importantes grupos:
 TUBERIAS
 VALVULAS
 CONEXIONES
 BOMBAS
 MEDICION Y CONTROL.
FLUIDOS
48

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN DE LOS
PRODUCTOS PARA EL MANEJO DE FLUIDOS.
En el mundo moderno se fabrican y comercializan una gran variedad de productos y equipos
(tuberías, conexiones, válvulas, bombas, equipos y/o productos de medición y control, etc.), de
49

los cuales trataremos en particular más adelante. Es importante primero conocer los tipos de
materiales más usuales utilizados en fabricar los diferentes productos para el manejo de fluidos.
8. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN DE LOS PRODUCTOS PARA EL MANEJO DE
FLUIDOS
Las tuberías, válvulas, conexiones y elementos de control para el manejo, transportación y
control de fluidos están construidos con materiales que se ajustan a los tipos de fluidos con los
cuales estarán en contacto directo, y de acuerdo a las condiciones de temperatura y presión y de
flujo que se requiera manejar en ellos. Los materiales usados para la construcción de estos
productos se clasifican en tres categorías o familias:
1) Metales,
2) Elastómeros y
3) Termoplásticos,
Estos materiales pueden presentarse de uno solo, o una combinación de ellos, según sea el
requerimiento de aplicación y uso (condiciones de operación).
Veamos a continuación cada una de estas familias con detalle para conocer las características y
propiedades de cada uno de ellos.
METALES:
HIERRO GRIS (vaciado, colado o fundido)
Es una fundición de hierro, duro pero frágil, debido a la configuración de sus moléculas que
presentan intersticios grafitados. Es una aleación de hierro, carbón y silicio; fácilmente
moldeable, buena resistencia a la tensión y de fácil maquinado. Es resistente a la corrosión, en
algunos casos mejor que el acero. Es un material estándar para cuerpos y bonetes de válvulas de
clase 125 y 250 psi. (ANSI), así como algunos tipos de conexiones de fundición. Especificación
ASTM-A 126 clase B.
HIERRO DUCTIL (modular)
Es el producto de la adición de magnesio o cerio al hierro fundido; esto hace que el grafito forme
pequeños módulos (menos intersticios) dando como resultado un hierro dúctil y modular, con
mayor resistencia mecánica. Es similar al hierro gris; con algunos tratamientos especiales mejora
sus propiedades mecánicas; con tratamiento térmico mejora su ductibilidad haciéndolo tener
propiedades similares al acero. Utilizado en conexiones, cuerpos y bonetes de válvulas, otros
equipos como filtros, medidores, etc. Tiene Especificación ASTM-A 395(tratamiento térmico) y
ASTM-A 536(fundido)
ACERO (acero al carbón)
50

Resultado de una aleación maleable de hierro y carbono con cierta cantidad de manganeso. Debe
sus propiedades principalmente al carbono que contiene. Esta aleación (acero) tiene magníficas
propiedades mecánicas. Presenta buena resistencia a los esfuerzos por corrosión y sulfuros
(sulfitos) y también a la alta y baja temperatura y a la fatiga. Se utiliza principalmente en válvulas
(compuerta, globo, check y bola), en aplicaciones donde la temperatura es determinante (vapor)
850º F (455º C) y en conexiones y tubería. Especificación ASTM-A 216 WCB y A 352 lCB
(fundido) ASTM-A 105 (forjado)
ACERO AL CARBON FORJADO.
Este es un acero al carbón, con tratamiento mecánico (en caliente), dándole un mejoramiento
considerable en propiedades mecánicas. Se hace más dúctil (se destruye la estructura
arborescente dendrítica). Por su mayor resistencia mecánica es utilizado en válvulas y conexiones
de alta presión (hasta 10000 psi) y de altas temperaturas.
HIERRO NIQUEL 3%
Mejor resistencia a la corrosión que el hierro gris y dúctil resistencia a la corrosión por alta
temperatura y mejores propiedades mecánicas. Muy resistente a la oxidación atmosférica
(ambiental). Especificación ASTM-A 126 modificado.
HIERRO DUCTIL RECUBIERTO DE NIQUEL (NIKEL-PLATED)
Tiene una amplia aceptación, en procesos químicos, estos recubrimientos tienen muy alta
resistencia a la tensión, hasta cierto punto la dureza de un material indica su resistencia a la
abrasión y característica de uso, el recubrimiento de Níquel es ampliamente especificado como
recubrimiento de discos en válvulas mariposas. Especificación ASTM- B 320.
ACERO INOXIDABLE.
Son aceros resistentes a la corrosión y a la temperatura (calor). Se forma aleando hierro, carbón
con cromo y en pequeñas cantidades níquel, molibdeno, silicio, tungsteno y cobre. Existen tres
tipos de inoxidables:
A) AUSTENITICOS. Estos tienen cromo - níquel (18-8) (T304, T316). Son los de mayor uso en
nuestros productos ya que el destino es precisamente industrial, donde la temperatura y
agresividad de los fluidos son comunes.
B) MARTENSITICOS. Aleaciones para templar, hasta con un 18 % de cromo. Enfriados por
inmersión. Son duros y frágiles.
C) FERRÍTICOS. Estos tienen bajo carbono, no templados y tienen hasta un 27 % de cromo.
51

ACERO INOXIDABLE SERIE 400 (Ferrítico)
Aleación de hierro, carbón y cromo, es normalmente magnético debido a su estructura y a su
contenido de hierro; la serie 400 es resistente a la oxidación por alta temperatura y mejora las
propiedades físicas y mecánicas del acero al carbón. La mayoría de los Inoxidables serie 400
tienen tratamiento térmico, sus aplicaciones más comunes en válvulas son: vástagos de
mariposas, bujes de asiento y cuñas en válvulas de acero fundido. Especificación ASTM- B582
tipo 416 (wrot), ASTM- A 217 grado CA-15 y ASTM- A 276 tipo 410.
ACERO INOXIDABLE SERIE 300
Aleación de hierro, carbón, níquel y cromo no magnético, con más ductilidad que el Inoxidable
serie 400, con estructura austenítica, muy buena resistencia a la corrosión a un extenso rango de
medios, no es susceptible a ceder a la corrosión por tensión y no es afectado por tratamiento con
calor. Usos más comunes son cuerpos, esferas y vástagos de válvulas. Especificación ASTM- A
276 y ASTM- A 351 grado CF-8M.
ACERO INOXIDABLE 17-4 PH
Es una precipitación Martensítica del acero inoxidable endurecido por el tiempo. Ofrece una alta
resistencia y dureza, resiste los ataques corrosivos mejor que cualquier inoxidable de la serie 400
y en muchas condiciones se acerca a la resistencia de los inoxidables de la serie 300. Es utilizado
principalmente en válvulas como vástago. Especificación ASTM- A 564 tipo 630.
ALLOY 20 Cb-3
Esta aleación tiene altos contenidos de Níquel y Cromo, como Serie 300 de Ac. Inoxidable y con
la adición del Columbio, esta aleación retrasa el ceder por corrosión a la tensión, y tiene una
mejorada resistencia al ácido sulfúrico; El Alloy 20 encuentra un extenso uso en todas las fases
de los procesos químicos y es comúnmente utilizado como interior de válvulas. Especificaciones
ASTM- A351 grado CN-7M, ASTM- B473 20Cb-3
STELLITE
Aleación a base de Cobalto, una de las mejores de usos generales de cara dura, muy resistente al
calor, abrasión, corrosión, impacto, oxidación, erosión y choques térmicos, tiene un alto
pulimento y es usada en asientos de válvulas de acero, normalmente aplicado con arco de
transferencia de plasma, su dureza no es afectada por tratamientos térmicos.
Especificación AWS 5. 13 hard face.
MONEL
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Es una aleación de níquel (67 %), cobre (30 %) y otros, utilizado mucho en interiores (de
válvulas Bola y de Mariposa). Uno de los materiales más específicos para resistir a la corrosión
del agua de mar y salmueras. También muy resistente a soluciones cáusticas fuertes.
HASTELIOY. C
Aleación de níquel-cromo con trazas de molibdeno y manganeso (Ni de 45 a 50 %; Cr de 17 a
20%) la cuál tiene una resistencia excelente a una extensa variedad de entornos de procesos
químicos incluyendo fuertes oxidantes como el Cloro húmedo y el Cloro gas, Cloruro Férrico. Es
también resistente a los ácidos Nítrico, Clorhídrico y Sulfúrico a temperaturas moderadas.
Especificación ASTM- B574 y ASTM- B494 grado CW-12-MW.
INCONEL
Aleación de níquel, cromo y hierro. Usos especiales de corrosión en ácidos y álcalis.
ALUMINIO
Metal No-Ferroso, de peso muy ligero, aproximadamente 1/3 del Acero. Ofrece excelente
resistencia a la corrosión ambiental, pero puede ser muy reactivo con otros metales. En válvulas
es utilizado principalmente en cuerpos, Trims exteriores como volantes, o placas de
identificación. Cumple Especificación ASTM-B 85.
COBRE
Entre las propiedades más importantes de los materiales de cobre, son su Conductividad térmica
y eléctrica, su resistencia al desgaste y a la corrosión, y su ductilidad; el cobre trabaja bien en
aplicaciones de alta temperatura y es fácilmente unido por soldadura, el cobre es utilizado
exclusivamente para conexiones, su especificación ASTM-B75 (wrot) y ASTM-B88. Las
tuberías y conexiones de cobre son ampliamente utilizadas en el manejo de agua potable y gas
combustible en casas y edificios.
BRONCE
Una de las primeras aleaciones desarrolladas, generalmente aceptada en la industria como
estándar en válvulas y conexiones de presión. Tiene una resistencia más alta que el cobre puro,
fácil de moldear, mejor para maquinar y se puede unir por soldadura; muy resistente a la
corrosión por picaduras y generalmente es resistente a un mayor número de químicos que el
cobre puro. Estándar ASTM-B61 y B62, de aleación ASTM-B584-alloy 844.
BRONCE-SILICIO
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