los fluidos y su comportamiento. Tipos de materiales

1. FISICA DE ONDAS, FLUIDOS Y TERMODINAMICA
TALLER DE FLUIDOS
DOCENTE
ANCIZAR BARRAGAN ALTURO
ESTUDIANTE
CARLOS ANDRES AVENDAÑO LOPEZ
UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA, SECCIONAL ALTO MAGDALENA
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL
SEMESTRE 2021-2
GIRARDOT, CUNDINAMARCA
2021

2. Taller de adaptación a la mecánica de fluidos.
Conceptosbásicosque nos permiten esclarecerlosprincipiosfundamentales de la
mecánicade fluidos.
1. Cómo funciona simultáneamente el sistema circulatorio y el sistema respiratorio en un ser
humano?
Para lograr entendercómofuncionaen simultáneo, el sistema circulatorio y el sistema respiratorio
en los humanos, debemos comprender los conceptos que se muestran a continuación:
Circulación pulmonar y circulación sistémica: Las vías y la función del flujo sanguíneo
Sistema circulatorio
El sistema circulatorio consta del corazón, y de las arterias y venas que transportan la sangre por
todo el cuerpo.
La sangre siempre debe circularparamantenerlavida.Transporta oxígenodel aire que respiramos a
lascélulasentodoel cuerpo.El bombeodel corazónmantiene enmovimientoesteflujo sanguíneo a
travésde las arterias,loscapilaresylasvenas.Un grupo de vasossanguíneoshace circularla sangre a
travésde los pulmones para el intercambio gaseoso. Los otros vasos alimentan el resto del cuerpo.
Hay dos tipos de circulación: Circulación pulmonar y circulación sistémica
La circulación pulmonar moviliza la sangre entre el corazón y los pulmones. Transporta sangre
desoxigenada a los pulmones para absorber oxígeno y liberar dióxido de carbono. La sangre
oxigenadaluegoregresa al corazón. La circulación sistémica moviliza la sangre entre el corazón y el
restodel cuerpo.Envía sangre oxigenadaalascélulasypermite el retornode lasangre desoxigenada
al corazón.
El corazón brinda el impulso para ambos tipos de circulación
El corazón bombea sangre oxigenada desde el ventrículo izquierdo a la aorta para iniciar la
circulaciónsistémica.Despuésde que lasangre hasuministradooxígenoynutrientes a las células de
todo el cuerpo, retorna desoxigenada a la aurícula derecha del corazón. La sangre desoxigenada
desciende de la aurícula derecha al ventrículo derecho. Luego el corazón la bombea desde el
ventrículo derecho hacia las arterias pulmonares para iniciar la circulación pulmonar. La sangre se
desplaza hacia los pulmones, intercambia dióxido de carbono por oxígeno y regresa a la aurícula
izquierda. La sangre oxigenada desciende de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo que se
encuentra más abajo, para comenzar nuevamente la circulación sistémica.
El sistema circulatorio funciona en conjunto con el sistema respiratorio
Los sistemas circulatorio y respiratorio trabajan en conjunto para aportar oxígeno al cuerpo y
eliminarel dióxidode carbono.Lacirculaciónpulmonarfacilita el proceso de respiración externa: La
sangre desoxigenadafluyehacia los pulmones. Absorbe oxígeno a partir de pequeños sacos de aire
(los alvéolos) y libera dióxido de carbono para que sea exhalado. La circulación sistémica facilita la
respiración interna: La sangre oxigenada fluye por los capilares en el resto del cuerpo. La sangre
difunde oxígeno hacia las células y absorbe dióxido de carbono.

3. Imagen No. 1. Sistema circulatorio y sistema respiratorio
Fuente: (Tintero, 2020)
El circuito pulmonar sólo transporta sangre entre el corazón y los pulmones
En el circuito pulmonar, la sangre desoxigenada sale del ventrículo derecho del corazón y pasa a
través del tronco de la arteria pulmonar. El tronco de la arteria pulmonar se divide en las arterias
pulmonaresderechae izquierda.Estasarterias transportan la sangre desoxigenada a las arteriolas y
lechos capilares en los pulmones. Allí, el dióxido de carbono es liberado y se absorbe oxígeno. La
sangre oxigenadaluegopasade los lechos capilares por las vénulas hacia las venas pulmonares. Las
venaspulmonareslatransportanala aurícula izquierda del corazón. Las arterias pulmonares son las
únicas arterias que transportan sangre desoxigenada, y las venas pulmonares son las únicas venas
que transportan sangre oxigenada. (Visible Body, 2021)
2. Que tipos de tuberías para fluidos existen, de que material están fabricadas, que medidas
tienen,cuáles sonsusdiámetros,suscalibres,cuál es su funcionamiento en ingeniería civil?
Definición de conceptos
Tubo
Es una piezahueca,generalmentecilíndricayabiertaporambosextremos,que se utiliza en distintas
aplicaciones.
Tubería
Las tuberías son un sistema formado por tubos, que pueden ser de diferentes materiales, que
cumplenlafunciónde permitirel transporte de líquidos,gasesosólidos en suspensión (mezclas) en
forma eficiente, siguiendo normas estandarizadas y cuya selección se realiza de acuerdo a las
necesidades de trabajo que se va a realizar.
Diferencia entre tubo y tubería

4.  Es de gran importanciaaclararla diferenciaque existe entre los términos “tubería” y “tubo”,
pues comúnmente son confundidos.
 Las Tuberías corresponde al conjuntoconformadoportubosnormalizados,losaccesorios,las
válvulas, etc ; encargados de transportar los gases o líquidos que así lo necesitan.
 Mientrasque Tubo esaquel productotubularde seccióntransversal constante y de material
de uso común.
Figura No. 1. Características de las tuberías
Las tuberías se pueden identificar por su color y nos permiten conocer que tipo de fluido
corresponde a cada uno.
Figura No. 2. Identificación de tuberías
Fuente: (Riva, 2021)

5. Presión nominal
La presiónde diseñonoserámenorque lapresión a las condiciones más severas de presión, que se
espere en operación normal.
Presión de trabajo
Es el Valor de la presión interna máxima a la que en servicio puede estar sometido un tubo de
acuerdo al diseño de fábrica.
Espesor nominal
 Es el grosor de la pared del tubo.
 El mínimoespesorde paredparacualquiertubosometidoapresióninternaoexterna es una
función de:
- El esfuerzo permisible para el material del tubo
- Presión de diseño
- Diámetro de diseño del tubo
Diámetro nominal
Diámetro exterior del tubo. Es la medida de un accesorio mediante el cual se identifica al mismo y
depende de las especificaciones técnicas exigidas.
Materiales de las tuberías
Tuberías metálicas
 Tuberías de hierro fundido.
 Tuberías de hierro dúctil
 Tuberías de acero.
 Tuberías de cobre.
 Tuberías de bronce.
Tuberías de hierro fundido
 Se utilizageneralmenteenel serviciode agua y desagüe, sobre todo cuando la tubería debe
estar en contacto directo con la tierra.
 Las tuberías de hierro fundido son largamente utilizadas para aguas residuales.
En colectores de alcantarillado, este tipo de tubería se recomienda emplear:
 Cuando la tubería sea instalada en un lugar de paso de vehículos y con un recubrimiento
mínimo (tapada).
 Cuandola tuberíasea instaladaagrandesprofundidadespor sobre los límites de resistencia
de otros materiales.
 Cuando la tubería sea instalada en forma colgada o aparente, donde pueden producirse
deformaciones importantes.
 Cuando existe la necesidad de atravesar o pasar sobre ríos.

6.  Cuando existe la necesidad de pasar sobre vanos de puentes donde la vibración afectaría a
otro tipo de materiales.
 Cuando la pendiente del colector es superior a 15 %.
 La principal desventaja que se puede mencionar de los tubos de hierro fundido es la
abrasión, principalmente en tuberías de impulsión.
 Para la utilización en redes de alcantarillado, los tubos, deben ser protegidos contra la
corrosión interna y externa mediante por lo menos, un revestimiento de cemento.
Modernamente,talesrevestimientossonejecutadosempleandomaterialesvinílicos, resinas
epóxicas y ceras micro cristalizadas.
Tuberías de hierro dúctil
El hierrodúctil se produce mediante el tratamientode hierro fundido de base de bajo contenido en
azufre con magnesio bajo control estricto de condiciones. El cambio sorprendente en el metal se
caracterizapor el grafitolibre enhierrodúctil que se depositaenformaesferoidalo nodular en lugar
de forma comoescamas enel hierro gris. Con el grafito libre en forma nodular, la continuidad de la
matriz de metal está al máximo, lo cual representa la formación de un material dúctil mucho más
fuerte, más resistente, superior al hierro gris en resistencia, en ductilidad, y en características de
impacto por amplios márgenes.
Tuberías de acero
 Su uso común es en el transporte de agua, vapores, aceites, combustibles y gases.
 Se utiliza para altas temperaturas y presiones.
 Las tuberíascon mayor capacidadcondujeronal desarrollode aceros con un mayor límite de
fluencia.
Características
 El transporte de gas, petróleo y ácidos requiere de un acero resistente a la corrosión.
 Se unen por uniones roscadas, soldadas y con brida.
Tuberías de cobre
 La mayoría de las instalaciones modernas se hacen con tuberías de cobre, ya que es un
material ligero, fácil de manipular y que suelda con facilidad.
 Además, sirve para las conducciones tanto de agua fría como de agua caliente.
Existen básicamente dos tipos de tuberías de cobre:
 Tubos de cobre rígido: se presentan en forma de barras rectas de 5 metros.
 Tubos de cobre blando o recocido: se venden en rollos de 50 metros. Es un material mucho
más moldeable.
Características
Las tuberíasde cobre se puedendoblarycurvar,y si se hace correctamente se puede inclusoevitarla
instalación de codos. La tubería se introduce en el interior de un muelle y con una simple presión
sobre él, el tubo de cobre se curvará sin deformarse ni aplastarse.

7. El cobre es un metal blando y por lo tanto fácil de cortar. Se puede usar una sierra para metales,
aunque,paraevitardeformarlatubería y que el corte sea recto y limpio, es preferible usar un corta
tubos. Esta herramienta posee unas ruedecillas que, una vez adaptadas al diámetro del tubo,
permiten cortarlo sin esfuerzo y sin temor a hundirlo por la presión.
Tuberías de bronce
 Son apropiadas para el suministro de agua.
 Se debe unir con accesorios de cobre para evitar corrosión galvánica.
 Su costo es elevado comparado con los demás.
Tuberías no metálicas
 Tuberías cerámicas
 Tuberías de hormigón y de hormigón armado
 Tuberías de poliéster
 Tuberías de PVC
 Tuberías de polietileno (PE) y de polipropileno (PP)
 Tuberías de HDPE (High Density Polyethylene)
En la siguiente tabla se puede observar las características y diferentes usos en los que se puede
emplear esta tubería sanitaria PVC.
Tabla No. 1. Tubería sanitaria
Fuente: (Boke, 2021)
Qué es PVC
PVC son las siglas de “Polyvinyl chloride” en español significa “policloruro de vinilo”, el cual es
un plástico que surge a partir del cloruro de vinilo. El PVC también es conocido como vinil.
El PVCesobtenidoporlacombinaciónde etilenoycloro.El PVCpuede producirse en estado rígido o
plastificado,asimismo,esunmaterial que posee diversidad de usos debido a su compatibilidad con
otras sustancias que puedan mezclarse para producir productos con características determinantes.
El PVCse describe porserflexible,tenaz,resistente,estable, inerte, rentable, alto valor energético.
Asimismo, es un producto termoplástico ya que al ser sometido al calor se convierte blando

8. pudiendomoldearse confacilidadyal enfriarse recuperasusolidez sin perder la nueva apariencia y,
es un producto reciclable por distintos métodos. (Significados, 2016)
Tuberías cerámicas
 Los tubos cerámicos son químicamente inertes logrando resistir los ataques químicos
corrosivos de las aguas domésticas e industriales.
 Poseen una buena resistencia a la abrasión.
 Son lisas,conbajoscoeficientes de fricción, impermeables y poco atacables por ácidos; son
sin embargo las que más se deben controlar y comprobar debido a su fragilidad,
permeabilidad por fisuras y por la dificultad de ejecución de sus juntas.
Tuberías de PVC
 Este tipo de tuberías, gracias al gran desarrollo tecnológico de la industria de plásticos y la
facilidadde manipulaciónde todoslosproductosfabricadosconéste material, hacen que en
la actualidad tengan gran aceptación para redes de alcantarillado, solamente en diámetros
pequeñosde 6" y 8" ya que para diámetros mayores el costo es muy alto. Son de poco peso
(Peso específico 1.4 g/cm3). Son inertes a la corrosión por aguas y suelos agresivos.
 La superficie interior de los tubos puede considerarse "hidráulicamente lisa".
 Baja probabilidad de obstrucciones.
 No favorecen el desarrollo de algas ni hongos.
Tuberías de hormigón
 Los tubos de hormigón, se fabrican en moldes metálicos, empleando hormigones ricos en
dosificación de cemento.
 Los tubos pueden ser de hormigón simple o de hormigón armado.
 Este tipo de pueden alcanzar un tamaño de diámetro inmenso.
 Las tuberíasde hormigónarmadodebenllevar armaduras de refuerzo solamente cuando se
trata de grandes diámetros.
Tuberías de poliéster
 Se fabrican con resinas de poliéster, refuerzos de fibra de vidrio y cargas inertes (arenas,
carbonato cálcico, etc.) con secciones de 400 a 1500mm.
Características
 Tienen una gran solidez y son muy flexibles.
 Son muy resistentes a la corrosión (ideales para el transporte de salmuera).
 Tienen una gran capacidad hidráulica.
 Se fabrican con 6 metros de longitud.
 Resistentes a la corrosión electrolítica.
 No requieren protección catódica o de otro tipo.
 Tienen un coeficiente de dilatación térmica lineal muy bajo.

9.  Se pueden cortar con facilidad en cualquier posición.
 Son muy impermeables debido a que se trata de un material muy compacto.
 Permite conducir aguas con una amplia gamas de pH.
 Los tubos manifiestan una gran resistencia a la abrasión (ensayos con lodos abrasivos).
 Garantizados hasta temperaturas de 35º C para pH entre 1 y 10.
 Resistente a los ataques químicos.
 Se pueden almacenar al aire libre sin problemas.
 Son muy caros.
Tuberías de polietileno (pe) y de polipropileno (pp)
 Este tipo de tuberías,se fabricanenforma análoga al P.V.C., es decir, por extrusión, aunque
la configuraciónmolecularde ambasesbastante diferente. El polietileno puede ser de baja
densidad (< 0,93 g/cm3) o de alta densidad (> 0,94 g/cm3). Durante la instalación, en los
tendidos de las tuberías, deben tenerse en cuenta los esfuerzos que se producen por
dilataciones y retracciones.
Su utilizaciónesrecomendadaen especial para lanzamientos submarinos ya que resisten el ataque
de microorganismos que pueden producir perforaciones en la tubería.
Tuberías de HDPE
 Están diseñadaspara conducir fluidos a presión. Fabricadas desde 32mm hasta 2,000mm de
diámetro, en normas ISO 4427:2008. Y ASTMF714: 2012.
 El polietileno de alta densidad resiste prácticamente todos los elementos corrosivos de la
industriamineraylastuberías se aplican en rangos de temperatura que van desde los -40°C
a 60°C y presiones de hasta 25 bares.
Normatividad
Es responsabilidaddel diseñadorespecificarla tubería para una aplicación en particular, ya que esto
tiene una influencia significativa en el costo, duración, seguridad y rendimiento del sistema.
NTP-ISO 2531 2015
 Título: Tuberías, conexiones, accesorios y sus juntas de hierro dúctil para conducciones de
agua.
 Publicado: 2015/04/23
 Resumen:Lapresente Normaestablece los requisitos y los métodos de ensayo aplicables a
los tubos, conexiones, accesorios y juntas de hierro dúctil, destinados a la instalación de
líneas de tuberías
 Reemplaza a: NTP-ISO 2531:2001
NTP-ISO 4427 2008
 Título: Sistemas de tuberías plásticas. Tubos de polietileno (PE) y para conexiones de
abastecimiento de agua.
 Publicado: 2009/01/11

10.  Resumen:EstaNorma Técnica Peruana establece las propiedades requeridas para tubos de
polietileno (PE) destinados a la conducción de agua para el consumo humano y propósitos
generales.
 Reemplaza a: NTP ISO 4427:2000
NTP-ISO 21138 2010
 Título: Sistema de tuberías plásticas para drenaje y alcantarillado subterráneo sin presión.
Tubosy conexionesde paredestructuradade poli (cloruro de vinilo) (PVC-U), polipropileno
(PP) y polietileno (PE).
 Publicado: 2011/01/29
 Resumen:Especificanlasdefinicionesyrequisitosparalostubosyconexiones con superficie
exteriorlisa(TipoA) de Poli (clorurode vinilo) (PVC-U), Polipropileno (PP) y Polietileno (PE)
para sistemas de drenaje y alcantarillado.
 Reemplaza a: NTP 399.163:2000
NORMATIVIDAD INTERNACIONAL
 American Water Works Association (AWWA)
 American Fire Sprinkler Association (AFSA)
 National Fire Protection Association (NFPA)
 ASTM International (ASTM) (nació como American SocietyforTesting and Materials)
 NSF International (NSF) (nació como National Sanitation Foundation)
 International Association of Plumbing and Mechanical Officials (IAPMO)
 International Organization for Standardization (ISO) (Rimachi, 2017)
Bibliografía
Boke.(2021). Tejas Maxtech.Obtenidode https://www.tejasmaxtech.com/perfil-alto-37/tuberia-
sanitaria-pvc/
Rimachi,N.I. (2017). Slideshare.Obtenidode
https://es.slideshare.net/NICOLASISRAELESTRADA/diferentes-clases-de-tuberas-tipos-usos-
y-su-normativa?from_action=save
Riva,C. L. (agostode 2021). Ingenieríainfinita. Pinterest.
Significados.(2016). Significados.Obtenidode https://www.significados.com/pcv/
Tintero.(2020). Obtenidode https://tintero.com.ar/index.php/site/article?slug=los-sistemas-del-
cuerpo-humano-un-universo-conectado&category=para-el-cole-lectura
VisibleBody.(2021). visiblebody.Obtenidode
https://www.visiblebody.com/es/learn/circulatory/circulatory-pulmonary-systemic-
circulation