1) El documento presenta información sobre sistemas de tuberías equivalentes, incluyendo su definición, cálculo y factores que los afectan. 2) Explica el uso de la ecuación de Hazen-Williams para calcular pérdidas de carga en tuberías de agua. 3) Incluye un ejemplo de cálculo de un sistema de tubería equivalente para una infraestructura residencial.

1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LA SELVA
HIDRAULICA
 Antonio Lopez Santiz
 Rosemberg Jael Lopez Gomez
 Luis Felipe Díaz Perez
 Ramiro Antonio López López
 Edwin Uriel Santiz Gómez
 4to “D”  TSU CONSTRUCCIÓN

2. SISTEMAS DE TUBERÍAS

3. Sistema de tubería
equivalente

4. Definición de sistema de tubería
equivalente
Un sistema de tubería equivalente es una representación simplificada de un sistema de tuberías
complejo, que permite estudiar su comportamiento hidráulico de manera más sencilla.

5. Cálculo del sistema de tubería
equivalente
1 Recolección de datos
Obtén la información necesaria, como
las longitudes, diámetros y
rugosidades de las tuberías del
sistema.
2
Aplicación de fórmulas
Utiliza fórmulas y ecuaciones
específicas, como la ecuación de
Hazen-Williams, para calcular las
pérdidas de carga y otros parámetros.
3 Obtención del sistema
equivalente
Une las tuberías del sistema en serie
y/o paralelo usando las ecuaciones
correctas para obtener una única
tubería equivalente.

6. Ecuación de Hazen-Williams
La ecuación de Hazen-Williams es una fórmula utilizada para calcular la pérdida de carga en tuberías de
agua. Se utiliza comúnmente en ingeniería hidráulica para determinar la velocidad y la capacidad de
flujo en una tubería.

7. Factores que afectan el
sistema de tubería
equivalente
1 Diámetro y rugosidad
El diámetro y la rugosidad
de las tuberías influyen en
las pérdidas de carga y la
eficiencia del sistema.
2 Flujo y presión
El flujo y la presión del
fluido dentro del sistema
tienen un impacto directo
en el cálculo y
comportamiento del
sistema.
3 Conexiones y accesorios
Las conexiones y accesorios presentes en el sistema también
afectan el flujo y las pérdidas de carga.

8. Ejemplo de cálculo del sistema de
tubería equivalente
Infraestructura
residencial
Aplicaremos el concepto de
sistema de tubería equivalente
en un sistema de distribución
de agua potable residencial,
considerando diferentes
diámetros y longitudes de
tuberías.
Mediciones de caudal
Realizaremos mediciones de
caudal en puntos clave del
sistema para validar la
precisión de los cálculos del
sistema de tubería
equivalente.
Comparación de
presiones
Compararemos las presiones
calculadas en el sistema de
tubería equivalente con las
mediciones de presión
realizadas en campo.

9. Ventajas y desventajas del uso de un
sistema de tubería equivalente
Ventajas
Permite simplificar los cálculos hidráulicos,
ahorrar tiempo y facilitar la comprensión del
comportamiento del sistema.
Desventajas
No captura todas las características
complejas del sistema, por lo que pueden
existir discrepancias con el comportamiento
real.

10. Sistema de Tubería en
Paralelo
El sistema de tubería en paralelo es una configuración de tubos que
permite el flujo simultáneo de fluidos o gases a través de múltiples
conductos conectados en paralelo. Descubre cómo funciona y cómo se
aplica en diversas situaciones.

11. Sistemas de Tubería en
Paralelo: Definición
Un sistema de tubería en paralelo consiste en una red de tubos
conectados en paralelo, permitiendo el flujo simultáneo de fluidos o
gases a través de múltiples conductos sin afectar la presión o el flujo en
los demás. Es ampliamente utilizado en diversas industrias para
gestionar el transporte eficiente de líquidos o gases.

12. Fórmulas Matemáticas para
el Cálculo del Sistema de
Tubería en Paralelo
El cálculo del sistema de tubería en paralelo se basa en fórmulas
matemáticas que permiten determinar el caudal, la presión y la pérdida
de carga en cada tubo. Algunas de las fórmulas más comunes incluyen la
Ley de Hagen-Poiseuille y la Ley de Darcy-Weisbach. Estas ecuaciones
son fundamentales para el diseño y la optimización del sistema.

13. Ejemplos de Sistemas de
Tubería en Paralelo
Existen numerosos ejemplos de aplicaciones de sistemas de tubería en
paralelo en diferentes industrias, como la distribución de agua en una
ciudad, la gestión de líquidos en una planta química o el suministro de
gas en un complejo industrial. Estos ejemplos demuestran la versatilidad
y eficiencia de este tipo de configuración de tuberías.

14. Consideraciones y Aplicaciones Prácticas
del Sistema de Tubería en Paralelo
Al diseñar un sistema de tubería en paralelo, es importante considerar factores como el diámetro y
material de los tubos, la longitud total del sistema y las características del fluido o gas transportado.
Estas consideraciones influirán en la selección adecuada de los componentes y en la eficiencia del
sistema en general. Además, esta configuración encuentra aplicaciones en diversas industrias,
incluyendo agua potable, petróleo y gas, química, y muchas más.

15. Ventajas y Desventajas del
Sistema de Tubería en
Paralelo
El sistema de tubería en paralelo ofrece varias ventajas, como la
capacidad de realizar el mantenimiento en un tubo sin afectar los demás,
la tolerancia a fallos individuales y la capacidad de adaptarse a diferentes
flujos de demanda. Sin embargo, también tiene algunas desventajas,
como la mayor complejidad de diseño y la necesidad de un mayor uso de
materiales y espacio. Es fundamental evaluar cuidadosamente las
ventajas y desventajas antes de decidir implementar este tipo de sistema
en una aplicación específica.

16. Factores a Considerar para
el Diseño de un Sistema de
Tubería en Paralelo
Cuando se diseña un sistema de tubería en paralelo, es esencial tener en
cuenta diversos factores, como el caudal requerido, la presión máxima
permitida, la longitud total de la red de tuberías y la resistencia al flujo en
cada tubo. Además, se deben considerar los materiales de construcción
adecuados para garantizar la durabilidad y los costos de instalación y
mantenimiento. Un diseño óptimo asegurará un funcionamiento eficiente
y confiable del sistema.

17. El caudal total será igual a la suma de los caudales de cada rama:
FORMULAS PARA SU CALCULO
Formula de perdidas para tuberias en paralelo:
SISTEMAS DE TUBERIAS EN PARALELO

18. Sistemas de tuberías en
serie
En esta presentación, exploraremos los sistemas de tuberías en serie,
comprendiendo su definición, componentes y funcionamiento. Además,
analizaremos las ventajas, desafíos y consideraciones en su
implementación. Finalmente, veremos ejemplos de aplicaciones y
concluiremos con los puntos clave de este tema.

19. Definición de sistemas de tuberías en
serie
Secuencialidad
Los sistemas de tuberías
en serie se caracterizan
por el flujo secuencial de
fluidos a través de
múltiples segmentos de
tuberías interconectadas,
donde la salida de una
tubería alimenta
directamente la siguiente.
Presión y caudal
El caudal se mantiene
constante a lo largo de
todo el sistema, mientras
que la presión disminuye
gradualmente a medida
que los fluidos avanzan
desde la entrada hasta la
salida.
Equilibrar el flujo
La distribución adecuada
del flujo y la presión entre
las tuberías es
fundamental para
mantener un
funcionamiento eficiente y
óptimo.

20. Componentes y funcionamiento de los
sistemas de tuberías en serie
Medidores de flujo
Los medidores de flujo son
dispositivos clave para
monitorear y regular el caudal
en cada segmento de tubería,
permitiendo un control preciso
del sistema.
Válvulas
Las válvulas se utilizan para
regular y controlar el flujo en
las distintas secciones de la
tubería, permitiendo el ajuste y
desviación del flujo cuando es
necesario.
Tuberías
interconectadas
Las tuberías, fabricadas con
materiales resistentes y
duraderos, permiten el
transporte eficiente de los
fluidos entre los distintos
componentes del sistema.

21. Ventajas de los sistemas de tuberías en
serie
Optimización del
espacio
Los sistemas en serie
permiten minimizar el
espacio utilizado mediante
una configuración lineal y
secuencial de las tuberías,
maximizando la eficiencia en
el área disponible.
Mayor control del
flujo
Al regular y ajustar el flujo en
cada segmento, los sistemas
en serie brindan un control
detallado del proceso, lo que
resulta en una mayor
precisión y rendimiento.
Flexibilidad y
modularidad
La capacidad de combinar y
reconfigurar los componentes
del sistema permite
adaptarse a diferentes
necesidades y facilita la
ampliación o modificación en
el futuro.

22. Desafíos y consideraciones en la
implementación de sistemas de tuberías
en serie
1 Presión y caudal
Equilibrar
adecuadamente la
presión y el caudal en
cada etapa es crucial
para mantener una
distribución uniforme del
flujo y optimizar el
rendimiento del sistema.
2 Mantenimiento
El mantenimiento
regular y la inspección
de las tuberías, válvulas
y medidores de flujo son
esenciales para prevenir
fugas, obstrucciones y
otros problemas que
puedan afectar el
funcionamiento del
sistema.
3 Consideraciones
de materiales
La elección de
materiales resistentes y
compatibles con los
fluidos transportados es
fundamental para
garantizar la durabilidad
y la integridad del
sistema a largo plazo.

23. Ejemplos de aplicaciones de sistemas de
tuberías en serie
Industria manufacturera
Los sistemas en serie son
ampliamente utilizados en
plantas de fabricación y
procesamiento para el
transporte eficiente de líquidos
y gases en diversas etapas del
proceso de producción.
Distribución de agua
Los sistemas de tuberías en
serie se utilizan en sistemas
de suministro de agua para
garantizar la entrega continua
y equitativa a áreas
residenciales, comerciales e
industriales.
Refinerías de petróleo
La industria del petróleo y el
gas emplea sistemas en serie
para transportar y procesar
crudo, productos derivados y
químicos en instalaciones de
refinación.

24. FORMULAS PARA SU CALCULO
Los caudales son los mismos para cada uno de los tramos de tubería:
se pueden resolver diversos tipos de problemas, los más comunes son el cálculo del caudal en un sistema de
tuberías dado, el cálculo del tamaño requerido de tubería para manejar un caudal dado y el cálculo de la potencia
necesaria de una bomba o altura piezométrica requerida para manejar un caudal dado en una tubería dada. Estos
tres tipos de problemas se representan en la tabla siguiente:

25. “RAMIFICADAS”
 Se habla de tuberías ramificadas cuando el fluido se lleva de un punto a varios puntos
diferentes, y que no vuelven a juntarse.
 el sistema de tuberías se subdivide en ramas o tramos, que parten de un nodo hasta el nodo
siguiente.
 Los nodos se producen en todos los puntos donde la
tubería se subdivide en dos o más, pudiéndose añadir nodos
adicionales en los cambios de sección para facilitar el
cálculo.

26. Materiales de Instalación
Tuberías
Las tuberías de son los
elementos pricipales, ya que sin
estos no se podrian realizar las
instalaciones.
Válvulas de Control
Las válvulas de control se
utilizan para regular el flujo de
agua en las tuberías principales
y de ramificación.
Adhesivos para PVC
Los adhesivos para PVC se
utilizan para unir las tuberías y
las conexiones.

27. Mantenimiento y Reparación
1 Inspección Regular
Inspeccione las tuberías
ramificadas regularmente
para detectar cualquier
problema inmediatamente.
2 Limpieza
Limpie las tuberías
regularmente para
asegurarse de que estén
libres de obstrucciones o
bloqueos.
3 Reparación
Si se produce una fuga, repárela de inmediato para evitar
mayores daños.

28. “RAMIFICADAS - Calculo”
 Entre cada nodo se cumple la ecuación de la continuidad:
 y en cada tramo, entre dos nodos, se cumple la ecuación de Bernoulli generalizada:

29. SISTEMAS SENCILLOS

30. Sistemas sencillos
Concepto
 Están compuestos por un conducto único alimentado en el extremo de aguas
arriba por un depósito o por una bomba y descargan a otro depósito o a la
atmósfera. El conducto tiene una longitud determinada y accesorios que
producen pérdidas de energía. Las ecuaciones básicas son la de la energía y la
de continuidad para una vena líquida.

31. Ecuación de energía de sistema sencillos
Z1
𝑃1
𝑦
+
𝑉12
2𝑔
= Z2
𝑃2
𝑦
+
𝑉22
2𝑔
Σ hp (1-2)
Formula de continuidad para sistemas sencillos
𝑄 = 𝑉𝐴 = 𝑉1 𝐴1 = 𝑉2 𝐴2 … 𝑉3 𝐴3