Este documento describe los pasos para diseñar una red cerrada de tuberías para distribuir agua satisfaciendo requisitos de presión y velocidad. Incluye información sobre nodos, tramos, diámetros disponibles y parámetros hidráulicos. El proceso implica asignar caudales preliminares, calcular pérdidas, corregir caudales en circuitos y verificar que se cumplan las condiciones de presión mínima y velocidad mínima, reasignando diámetros y caudales de ser necesario.

1. Análisis y diseño de una red cerrada de tuberías
La ilustración representa el flujo confinado dentro de una red de distribución de agua a 18 °C desde
un tanque.
Se conocen la información topográfica y de demanda y se requiere diseñar el sistema de manera que
se satisfaga:
20 mca < presión de servicio < 30 mca
Velocidad mínima en la red: 0,45 m/s
Información sobre los nudos
Nudo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cota 172 150 143 147 145 143 149 143 147 141 msnm
Demanda 4.0 5.0 5.5 3.5 4.5 6.0 6.5 9.0 12.0 l/s
Información sobre los tramos
Tubo 1-2 2-3 3-4 5-6 7-8 8-9 2-5 3-6 5-7 6-8 4-9 9-10
Longitud 230 200 250 190 180 260 120 130 140 143 300 120 m
KL 12 - 8 8 - 8 7 7 7 7 - 11
Tubería disponible para el diseño
Diámetro 50 75 100 150 200 250 300 350 400 mm
Rugosidad 0.15 0.15 0.15 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 mm
Con la ayuda de red_cerrada_cross.zip (8 kb) realice las siguientes actividades:
1. Asigne una dirección de flujo a cada tubo desde el tanque de distribución hasta los nudos
más distantes de la red.
2. Verifique que a cada nudo llegue agua por al menos un tubo de la red.
3. Empiece por los nudos más alejados de la red la aplicación del principio de continuidad de
los caudales. Cuando al nudo llega el flujo por dos o más tubos asigne a cada uno un caudal
de llegada proporcional a su longitud.

2. 4. Elija un sentido de análisis para los circuitos.
5. Escriba los tubos que componen cada circuito en el mismo sentido que eligió para el
análisis.
6. Indique cual es el circuito común a los tubos. Los tubos de la periferia no serán comunes
con otros circuitos.
7. Escriba el caudal que preliminarmente se asignó a cada tubo. En un circuito el caudal es
positivo si la dirección del flujo coincide con el sentido del análisis.
8. Verifique que el caudal en cada tubo compartido por dos circuitos tiene signo contrario en
cada ocurrencia.
9. Clasifique los tubos y asigne a cada uno los valores mínimo y máximo de velocidad
recomendada.
10.Calcule los diámetros máximo y mínimo recomendados.
11.Asigne a cada tubo el diámetro comercial comprendido entre los valores recomendados o el
que sea más próximo a uno de esos dos valores extremos.
12.Asigne a cada tubo la rugosidad absoluta y el coeficiente de pérdidas locales
correspondiente a los accesorios necesarios en la red.
13.Calcule el número de Reynolds para cada tubo y su correspondiente factor de fricción
14.Calcule las pérdidas locales, las pérdidas por fricción y las pérdidas totales en cada tramo.
Cada una de estas pérdidas tiene el mismo signo del caudal.
15.Calcule la relación pérdida total sobre caudal para cada tubo. Este valor siempre es positivo.
16.Calcule la corrección de caudal para los i tubos del circuito j. Obtendrá tantas correcciones
de caudal como circuitos. Esta correción estará acompañada de un signo.
17.Traslade las correcciones a los tubos comunes a dos circuitos, llevándolos con signo
contrario al calculado en el circuito vecino.
18.Obtenga los nuevos caudales para cada uno de los tubos a partir de la suma algebraica del
caudal anterior, la corrección debida al propio circuito y la corrección proveniente del
circuito vecino.
19.Reinicie los cálculos con los nuevos caudales, hasta que la suma de pérdidas totales en cada
circuito esté dentro de la tolerancia permitida para el cálculo.
20.Cuando ésto ocurra podrá calcular la velocidad corregida en cada tubo.
21.Compare la velocidad real de flujo con el valor mínimo permitido, que corresponde a la
velocidad mínima que evita la sedimentación dentro de las redes de distribución.
22.Si no se satisface este requisito se deberán modificar los diámetros de la red, redistribuir los
caudales con el procedimiento descrito hasta obtener satisfacción a esta condición de diseño.
23.Ahora identifique el nudo de mayor cota topográfica.
24.A ese nudo asigne la mínima presión de servicio permitida.
25.Calcule la cota piezométrica a ese nudo.
26.Calcule las cotas piezométricas de los demás nudos de la red cerrada. Para ello cuenta con
las pérdidas ya calculadas durante el último ciclo de distribución de caudales.
27.Calcule la presión de servicio en todos los nudos, que obtiene con la diferencia entre la cota
piezométrica y la cota topográfica.
28.Verifique que se satisfacen los requisitos de diseño dentro de las tolerancias permitidas.

3. 29.Identifique el nudo que muestra la menor presión de servicio.
30.Determine el suplemento requerido en la presión en ese nudo para llegar hasta la presión de
servicio. Ese es el valor en que se deben incrementar todas las presiones de servicio para
garantizar las condiciones establecidas. De esta manera se tiene la presión de servicio en el
nudo que recibe la conducción desde el tanque.
31.Si no se satisfacen las exigencias es necesario reasignar los diámetros y redistribuír los
caudales hasta cumplir las normas de diseño.
32.Con la cota piezométrica en los nudos periféricos se pueden diseñar los tramos de red
abierta.
33.Con la cota piezométrica en el nudo de alimentación se puede diseñar la conducción.