DISEÑO DE TUBERÍAS y ENERGÍA ESPECÍFICA

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GUÍA DE PRODUCTOS OBSERVABLES DE LAS
EXPERIENCIAS CURRICULARES EJE DEL MODELO
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ACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
INFORME
“DISEÑO DE TUBERÍAS y ENERGÍA ESPECÍFICA”
INTEGRANTES:
CARRASCO TINEO GALVANI
SULLON SANDOVAL MANUEL ALEXANDER
SEGURA VÁSQUEZ JOSÉ FRANK
TORO SUAREZ JOSÉ YORDY
OTERO FARFÁN MARCIO
NAVAL NICUDEMOS JOSE
FERNÁNDEZ CUBAS FELIPE
ASIGNATURA:
OBRAS HIDRÁULICAS
DOCENTE:
ING. JULIO CÉSAR FÉLIX TELLO
PIURA – PERU

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CONTENIDO
CONTENIDO .................................................................................................................................2
INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................................3
DISEÑO DE TUBERÍAS ..................................................................................................................4
NORMAS DE DISEÑO ...............................................................................................................5
EFECTOS DE LA EXPANSIÓN Y/O CONTRACCIÓN TÉRMICA ....................................................6
PRESIÓN DE DISEÑO ................................................................................................................7
TEMPERATURA DE DISEÑO......................................................................................................7
RESTRICCIONES........................................................................................................................7
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE TUBERÍAS ............................................................................8
ASPECTOS A TENER EN CUENTA..............................................................................................9
RED DE TUBERÍAS ......................................................................................................................13
MÉTODOS PARA LA APLICACIÓN DE TUBERIAS ....................................................................14
 FORMULA DE DARCY: ................................................................................................14
 FLUJO LAMINAR:........................................................................................................14
 FLUJO TURBULENTO: .................................................................................................15
 FORMULA DE HAZEN-WILLIAMS: ..............................................................................15
 MÉTODO DE HARDY CROSS:......................................................................................16
TUBERÍAS EN SERIE....................................................................................................................18
TUBERÍAS EN PARALELO............................................................................................................20
ENERGÍA ESPECÍFICA..................................................................................................................22
CONCLUSIONES..........................................................................................................................24
RECOMENDACIONES: ................................................................................................................24
BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................................25
ANEXOS......................................................................................................................................26
EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE DISEÑO DE TUBERÍAS......................................................30
EJERCICIO DE APLICACIÓN DE ENERGÍA ESPECÍFICA.........................................................33

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INTRODUCCIÓN
A los largo de la historia, en el campo de la hidráulica; el hombre ha ido descubriendo,
perfeccionando, creando, implementando, acondicionando e innovado cada vez más su entorno
para simplificar sus quehaceres y actividades diarias, logrando mejorar y perfeccionar las
técnicas de sus antecesores; dando paso a que su calidad de vida como la de los demás sea
óptima. En el proceso empezó a inventar herramientas de apoyo para facilitar su trabajo, y fue
así como empezaron a surgir nuevas y geniales ideas, como las pequeñas presas, canales y tubos,
que organizados en sistemas; fueron medios que les sirvieron para transportar grandes
cantidades de agua de distintos y lejanos lugares para usos primordiales como: Irrigación,
potabilización, etc.
Dado que el campo de la Ingeniería hidráulica es extenso y abarca bastantes ramas. El ingeniero,
especialista, técnico, y otros afines; deben contar con el conocimiento requerido en la materia,
criterio al momento de diseñar tuberías, la rama en el que se está trabajando, porque es
necesario trabajar y contar con los parámetros que se establecen en las normas, saber sobre el
tipo de material que emplearán (tubo, fluido, lugar), especificaciones técnicas, condiciones de
diseño, cálculo de esfuerzos y factores admisibles
Lo que buscamos con este trabajo es conocer, obtener nociones básicas y estudiar lo esencial
que compete al Sistema de Tuberías, para ello trabajaremos como objetivo general: “Determinar
los distintos sistemas de tuberías”. Y como objetivos específicos: “comprender la
funcionabilidad de las tuberías”, “conocer el las características que las componen”.
Las tuberías se encuentra se encuentran inmersas en distintos ámbitos de las construcciones
como, edificios, industrias, viviendas, etc.

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DISEÑO DE TUBERÍAS
Consideraciones generales y criterios de diseño
El diseño de un sistema de tuberías consiste en el diseño de sus tuberías, brida y su tortillería,
empacaduras, válvulas, accesorios, filtros, trampas de vapor juntas de expansión. También
incluye el diseño de los elementos de soporte, tales como zapatas, resortes y colgantes, pero no
incluye el de estructuras para fijar los soportes, tales como fundaciones, armaduras o pórticos
de acero.
USOS DE LAS TUBERÍAS
El oleoducto transporta el petróleo desde la selva norte (lotes 8 y 192 ex lote 1-AB) pasando por
la costa, sierra y selva del Perú, en un recorrido de más de 1,100 kilómetros: 854 en su sección
principal y 252 en su ramal norte. En el tramo selvático (tramo I) el cual recorre una densa selva,
constituida por pantanos y cubierta por agua durante la mayor parte del año, por lo que la
tubería está sumergida en agua dentro de un canal de flotación, con excepción de 35 Km que
se encuentra enterrada. Toda la zona es plana y la tubería cruza numerosos ríos, desde los más
caudalosos como el río Marañón, con más de 700 metros de ancho, hasta decenas de riachuelos.
Las únicas vías de comunicación son la fluvial y la aérea, está utilizando helicópteros, solo
cuando las condiciones climatológicas de la zona así lo permiten
El proyecto Gasoducto Sur Peruano (GSP) consiste en el diseño, financiamiento, construcción,
operación, mantenimiento y transferencia al Estado Peruano de un Sistema de Transporte de
Gas Natural con una longitud mayor a 1000 km en tres tramos, tal como se describe a
continuación.
Se estima que demandará una inversión de $3600 millones.

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Prevé sacar gas natural a Ilo para iniciar una industria petroquímica, de modo que convierta a la
ciudad moqueguana en un polo industrial.
También contempla construir una central térmica en Urcos (Cusco), partiendo de Las Malvinas
(Camisea).
NORMAS DE DISEÑO
Las normas más utilizadas en el análisis de sistemas de tuberías son las normas conjuntas del
ANSI/ASME B31.1, B31.3, etc. Algunas a saber:
- B31.1. (1989) Power Piping.
- B31.3 (1990) Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping.
- B31.4 (1989) Liquid Transportation System for Hydrocarbons, Petroleum Gas,
Andhydroys Anmonia and Alcohols.
- B31.5 (1987) Refrigeration Piping.
- B31.8 (1989) Gas Transmisión and Distribution Piping System.

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- B31.9 (1988) Building Services Piping.
- B31.11 (1986) Slurry Transportation Piping System.
 CARGAS DE DISEÑO PARA TUBERÍAS
Un sistema de tuberías constituye una estructura especial irregular y ciertos esfuerzos pueden
ser introducidos inicialmente durante la fase de construcción y montaje. También ocurren
esfuerzos debido a circunstancias operacionales. A continuación se resumen las posibles cargas
típicas que deben considerarse en el diseño de tuberías.
 CARGAS POR LA PRESIÓN DE DISEÑO
Es la carga debido a la presión en la condición más severa, interna o externa a la temperatura
coincidente con esa condición durante la operación normal.
 CARGAS POR PESO
a. Peso muerto incluyendo tubería, accesorios, aislamiento, etc.
b. Cargas vivas impuestas por el flujo de prueba o de proceso
c. Efectos locales debido a las reacciones en los soportes
 CARGAS DINÁMICAS
a. Cargas por efecto del viento, ejercidas sobre el sistema de tuberías expuesto al viento
b. Cargas sísmicas que deberán ser consideradas para aquellos sistemas ubicados en áreas
con probabilidad de movimientos sísmicos
c. Cargas por impacto u ondas de presión, tales como los efectos del golpe de ariete,
caídas bruscas de presión o descarga de fluidos
d. Vibraciones excesivas inducidas por pulsaciones de presión, por variaciones en las
características del fluido, por resonancia causada por excitaciones de maquinarias o del
viento.
EFECTOS DE LA EXPANSIÓN Y/O CONTRACCIÓN TÉRMICA
a. Cargas térmicas y de fricción inducidas por la restricción al movimiento de expansión
térmica de la tubería
b. Cargas inducidas por un gradiente térmico severo o diferencia en las características de
expansión (diferentes materiales)

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PRESIÓN DE DISEÑO
La presión de diseño no será menor que la presión a las condiciones más severas de presión y
temperatura coincidentes, externa o internamente, que se espere en operación normal.
La condición más severa de presión y temperatura coincidente, es aquella condición que resulte
en el mayor espesor requerido y en la clasificación ("rating") más alta de los componentes del
sistema de tuberías. Se debe excluir la pérdida involuntaria de presión, externa o interna, que
cause máxima diferencia de presión.
TEMPERATURA DE DISEÑO
La temperatura de diseño es la temperatura del metal que representa la condición más severa
de presión y temperatura coincidentes. Los requisitos para determinar la temperatura del metal
de diseño para tuberías son como sigue:
- Para componentes de tubería con aislamiento externo, la temperatura del metal para
diseño será la máxima temperatura de diseño del fluido contenido.
- Para componentes de tubería sin aislamiento externo y sin revestimiento interno, con
fluidos a temperaturas de 32 ºF (0 ºC) y mayores, la temperatura del metal para diseño
será la máxima temperatura de diseño del fluido reducida, según los porcentajes de la
tabla 4.
RESTRICCIONES
Para restringir o limitar el movimiento de sistemas de tuberías debido a expansión térmica.
Las restricciones se clasifican en:
a. Anclajes: Para fijar completamente la tubería en ciertos puntos.
b. Topes: Para prevenir el movimiento longitudinal de la tubería permitiéndole rotar.
c. Guías: Para permitir desplazamientos en una dirección específica.
d. Amortiguadores: Para limitar el movimiento de la tubería debido a fuerzas diferentes al
peso y a la expansión térmica.
e. Clasificación de los Amortiguadores o Snubbers.
f. Controladores de vibraciones: Para prevenir o disminuir vibraciones.
g. Amortiguadores hidráulicos o mecánicos: Para suprimir el movimiento debido
a terremotos, golpes de ariete, sin restringir la expansión térmica.

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PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE TUBERÍAS
La lista siguiente muestra los pasos que deben completarse en el diseño mecánico de cualquier
sistema de tuberías:
a. Establecimiento de las condiciones de diseño incluyendo presión, temperaturas y otras
condiciones, tales como la velocidad del viento, movimientos sísmicos, choques de
fluido, gradientes térmicos y número de ciclos de varias cargas.
b. Determinación del diámetro de la tubería, el cual depende fundamentalmente de las
condiciones del proceso, es decir, del caudal, la velocidad y la presión del fluido.
c. Selección de los materiales de la tubería con base en corrosión, fragilización y
resistencia.
d. Selección de las clases de "rating" de bridas y válvulas.
e. Cálculo del espesor mínimo de pared (Schedule) para las temperaturas y presiones de
diseño, de manera que la tubería sea capaz de soportar los esfuerzos tangenciales
producidos por la presión del fluido.
f. Establecimiento de una configuración aceptable de soportes para el sistema de tuberías.
g. Análisis de esfuerzos por flexibilidad para verificar que los esfuerzos producidos en la
tubería por los distintos tipos de carga estén dentro de los valores admisibles, a objeto
de comprobar que las cargas sobre los equipos no sobrepasen los valores límites,
satisfaciendo así los criterios del código a emplear.
e. Si el sistema no posee suficiente flexibilidad y/o no es capaz de resistir las cargas
sometidas (efectos de la gravedad) o las cargas ocasionales (sismos y vientos), se
dispone de los siguientes recursos:
 Reubicación de soportes
 Modificación del tipo de soporte en puntos específicos c. Utilización de soportes
flexibles
 Modificación parcial del recorrido de la línea en zonas específicas e. Utilización de
lazos de expansión
f. Presentado en frío: El análisis de flexibilidad tiene por objeto verificar que los esfuerzos
en la tubería, los esfuerzos en componentes locales del sistema y las fuerzas y
momentos en los puntos terminales, estén dentro de límites aceptables, en todas las
fases de operación normal y anormal, durante toda la vida de la planta.

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ASPECTOS A TENER EN CUENTA
1. PRESIONES
Presión de prueba en fábrica o presión de fábrica (PF): es aquella presión sobre la que se timbran
y clasifican los tubos comerciales, que habrán de superar en fábrica sin romperse ni acusar falta
de estanqueidad.
Presión nominal (PN): Aquélla por la que se conoce comercialmente y que sirve para tipificar,
clasificar y timbrar los tubos. Es un número convencional que coincide con la presión
de trabajo a 20º C en tuberías de plástico (PVC y PE).
Presión de rotura (PR): Aquélla a la cual se rompe la tubería.
Presión de trabajo (PT): Máxima presión a la que se recomienda que trabaje el tubo, ya que es
la máxima presión interna a la que puede estar sometido un tubo en servicio a la temperatura
de utilización. Constituida por la presión de servicio más las sobrepresiones accidentales que
pudieran producirse, como por ejemplo las debidas al golpe de ariete.
Presión de servicio (PS): Presión a la que efectivamente se hace trabajar la tubería. Siempre debe
ser menor o igual que la presión de trabajo.
Consideramos una sección de tubería, que estará sometida a la presión hidráulica reinante en
su interior, como representa la figura.
Deberá existir equilibrio entre las fuerzas de tracción y el empuje estático total que actúa sobre
la mitad del tubo en dirección normal al plano diametral.
Igualando ambos esfuerzos:

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Según la presión que pueden soportar (PR), los tubos se clasifican en:
2. CORROSIÓN
En lo particular, la corrosión es probablemente el problema más grande para el mantenimiento
de las redes de tubería. , es causada generalmente por el oxígeno atmosférico disuelto en el
agua y el proceso corrosivo se detiene solamente cuando el oxígeno es eliminado del agua, o si
se consume por el proceso oxidante al ser atacado el metal. Entre los materiales anticorrosivos
más viejos, quedan comprendidos los tubos de asbesto-cemento, acero inoxidable, hierro
vaciado y la tubería revestida.
En los circuitos de vapor y agua en las plantas de fuerza, penetra aire disuelto (oxígeno) con el
agua tratada y a través de fugas, hasta las secciones que trabajan bajo vacío en el sistema. Una
de las soluciones aceptadas generalmente para retardar la corrosión, es reducir al mínimo todas
estas fugas, manteniendo en buen estado todas las uniones, juntas y empaquetaduras; y
enseguida, desairar el agua de alimentación en un calentador de diseño correcto. Uno de los
componentes químicos utilizado es el sulfito de sodio para eliminar los últimos residuos de
oxígeno. La corrosión de las líneas del condensado en los sistemas de calefacción es producida
frecuentemente por las infiltraciones de aire hacia adentro de la tubería (por los respiraderos,
válvulas de seguridad y por las juntas), en aquellas partes en donde el sistema trabaja al vacío.
Así como existen corrosiones internas, también se deben tener en cuenta la corrosión externa.
Puede ser rápida en sitios en donde la tubería "suda" con frecuencia, es decir, en donde se forma
rocío u otra clase de humedad y particularmente si la superficie mojada queda expuesta en
forma repetida al contacto con gases sulfurosos o que contengan ácidos. Como medida de
prevención, debe evitarse, en primer lugar, la formación de rocío, o sellar la tubería si la
humedad proviene de goteo.
La tubería envuelta en cisco o enterrada se corroe con mucha frecuencia, especialmente si
el suelo es húmedo o ácido. Una protección práctica consiste en un recubrimiento impermeable,
por lo general de material asfáltico o algún impermeabilizante similar aplicado directamente a

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la tubería, o bien sobre una envoltura en espiral de tejido fuerte. Habitualmente se cambia de
inmediato cualquier tramo de tubo que presente picaduras o rajaduras ocasionadas por la
corrosión, o por cualesquier otras causas. En caso de que esto no sea posible a consecuencia del
trabajo, se pueden aplicar parches de emergencia, como los que se ilustran en la figura siguiente,
para evitar un paro imprevisto. Este método se puede aplicar a tuberías de hierro vaciado o de
acero.
Reparaciones de emergencia de desperfectos en tuberías.
1. Para sellar una rajadura en la tubería: Se aplica cemento férrico y se tapa con una lámina
de metal sujetándola fuertemente.
2. Abrazaderas para un casquillo en media-caña: entresacado de tubo del diámetro mayor
próximo, con sello de cemento o junta de material blando.
3. Para una unión de tubería: en caso de emergencia, se introduce la tubería en un casquillo
de tubo de mayor diámetro, retacando el hueco entre tubo y casquillo con cemento
férrico.
4. Doblado y formación: La tubería puede doblarse en cualquier radio para el cual la
superficie del arco de la curvatura esté libre de grietas y pandeos. Está permitido
el empleo de dobleces estriados o corrugados. El doblado puede efectuarse mediante
cualquier método en frío o caliente, siempre que se cumplan las características del
material que se está doblando y el radio de la tubería doblada esté dentro.
Algunos materiales requieren un tratamiento térmico una vez que ya se han doblado, lo
que dependerá de la severidad del doblado. En el código se explican detalladamente los
requisitos que deben cumplirse para este tratamiento. Los componentes de la tubería se
pueden formar por cualquier método de prensado en frío o caliente, rolado, forjado,
formado con martillo, estirado, fileteado o cualquier otro. El espesor después del formado
no será menor que el estipulado en el diseño. Existen reglas especiales para la verificación
del formado y presión de diseño de los traslapes ensanchados en forma de campana. El

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doblado y formado en caliente se realizará dentro del intervalo de temperaturas
congruentes con las características del material, el empleo final de la tubería y el
tratamiento térmico posterior a estos procesos. El desarrollo de los medios de fabricación
para tubería doblada con radio coincidente con los codos largos de radio comercial
soldados a tope y las solapas metálicas ensanchadas en forma de campana (Van Stone),
son técnicas muy importantes para reducir los costos de la tubería soldada. Estas técnicas
evitan tanto el costo de los extremos de punta redonda o en forma de L como el de la
operación de soldado requerida para unir el accesorio a la tubería.
5. Costos de sistemas de tuberías: La tubería de una planta de proceso químico puede llegar
a representar hasta el 25% del costo de la instalación. El costo de instalación de sistemas
de tubería varía ampliamente, dependiendo del material de construcción y de la
complejidad del sistema. Un estudio de costos de tubería muestra que la selección del
material más barato para una tubería recta simple no será más económica que una
instalación compleja donde existe gran cantidad de tramos cortos, accesorios y válvulas.
La economía depende también, en gran parte, del tamaño de la tubería y de la técnica
utilizada en su manufactura. Los métodos de fabricación, como el doblado a dimensiones
estándar de codos de radio largo y maquinado de juntas de solapa, influyen mucho en el
costo de fabricación de la tubería a partir de materiales dúctiles, adecuados a esa técnica.
Es posible alcanzar reducciones en costos hasta de un 35% utilizando técnicas avanzadas
en la manufactura e instalación de tuberías.

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RED DE TUBERÍAS
Se habla de redes de tuberías cuando el fluido se lleva de un punto hacia diversos puntos a través
de varios caminos. Este tipo de configuración es común en sistemas de acueductos, en donde
se forman ramificaciones complicadas formando mallas. Esta configuración posee la virtud de
permitir realizar reparaciones a algún sector del sistema sin tener que interrumpir el suministro.
CONDICIONES QUE DEBEN SATISFACER EN UNA RED:
1. La suma algebraica de las pérdidas de carga encada circuito debe ser cero.
2. En cada nudo debe verificarse la ecuación de continuidad
3. En cada ramal debe verificarse una ecuación de la forma

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En donde los valores K y de X dependen de la ecuación particular que se utilice.
MÉTODOS PARA LA APLICACIÓN DE TUBERIAS
 FORMULA DE DARCY:
Alrededor de 1850, Darcy, Weisbach y otros dedujeron una fórmula para determinar la
pérdida de carga por rozamiento en conducciones a partir de los resultados de
experimentos efectuados con diversas tuberías.
DONDE:
 hf= perdida de carga en metros.
 F= coeficiente de fricción.
 L= longitud.
 D= diámetro.

𝑉2
2𝑔
= altura de velocidad.
 FLUJO LAMINAR:
Por lo tanto, para régimen laminar en todas las tuberías y para cualquier fluido, el valor de f
viene dado:

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 FLUJO TURBULENTO:
La ecuación de Darcy marca las perdidas por fricción, HL, tanto en régimen laminar como
turbulento.
 FORMULA DE HAZEN-WILLIAMS:
La fórmula de Hazen-Williams, también denominada ecuación de Hazen-Williams, se
utiliza particularmente para determinar la velocidad del agua en tuberías circulares
llenas, o conductos cerrados, es decir, que trabajan a presión.
DONDE:
 V= velocidad en metros por segundo
 R= radio hidráulico en metros
 C= coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams
 S= perdida de carga por unidad de longitud del conducto.

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DIAGRAMA B-1
 MÉTODO DE HARDY CROSS:
1. se supone una serie de caudales iniciales, procediendo circuito por circuito. de igual
manera se supone un giro, hay que poner cuidado en los caudales que llegan a cada
nudo sean iguales en valor a la suma de los caudales de salientes del mismo (principio
de continuidad).

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2. para cada lazo se calcula la perdida de carga en cada una de las tuberías del circuito
(analíticamente o por el diagrama).
3. se suman las pérdidas de carga en cada circuito en el sentido de las agujas del reloj,
teniendo en cuenta la colocación correcta de los signos (si las sumas de las pérdidas
de carga fuera nula, los caudales Q1 supuestos serían los correctos).
4. se suman los valores de LH/Q1, calculando a continuación el termino
∆= −
∑(𝐿𝐻)
𝑛∑(
𝐿𝐻
𝑄 ∘
)
De corrección de los caudales en cada lazo.
DONDE:
 ∆= corrección del caudal de uno de los lazos.
 ∑(𝐿𝐻)= suma algebraica de las pérdidas de carga para cada uno de los tramos de
la tubería que forman el lazo.
 𝑛= valor de un coeficiente que depende de la fórmula utilizada para calcular los
caudales (n= 1,85 para la formula Hazen-Williams).
 ∑(
𝐿𝐻
𝑄∘
)= suma de cada una de las pérdidas de carga dividida por el caudal para
cada tramo de tubería del lazo.
5. se corrige el caudal en cada de las tuberías en ∆, con lo que se aumenta o disminuye
en esa cantidad cada caudal supuesto. Para los casos en que una tubería pertenece a
dos circuitos, debe aplicarse como corrección al caudal supuesto en esta tubería la
diferencia entre los ∆.
6. se continua de forma análoga hasta que los valores de los ∆ sean despreciables.

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TUBERÍAS EN SERIE
Al hablar de tuberías en serie a una conducción en línea compuesta de varios diámetros como
se muestra en la figura. En ellas se cumplen las siguientes leyes:
Q1 = Q2 = Q3 = ... = Q
hr = hr 1 + hr 2 + hr 3
Las tuberías en serie si están conectadas extremo con extremo de forma que el fluido circula
en forma continua sin ningún ramal. El caudal a través de un sistema de tuberías en serie se
mantiene constante a lo largo de todo el sistema. Las tuberías pueden o no tener diferentes
secciones transversales.
En la resolución de problemas de n tuberías en serie se aplican importantes principios los
cuales pueden ser:
1. El caudal es el mismo en todas las tuberías (ecuación de continuidad)
321 Q=Q=QQ 
2. La pérdida de carga total en todo el sistema es igual a la suma de las pérdidas en cada
una de las tuberías:
321B→A LLLL h+h+h=h
3. Donde 21 LL hyh son las pérdidas primarias y secundarias en cada una de las tuberías
del sistema.
4. Se entiende por perdida de carga primaria, a la perdida de carga producida en la
tubería.
5. Se entiende por perdida de carga secundaria (perdida de carga local), a la perdida de
carga producida en algún accesorio que interrumpe la tubería. Los accesorios pueden
ser coplas, codos, llaves o válvulas, "T", ampliaciones (gradual o brusca), reducciones

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(gradual o brusca), uniones, etc. Debido al valor de esta magnitud, se recomienda
que esta pérdida sea considerada en el cálculo de la perdida de carga de la tubería.
SISTEMA DE TUBERÍAS EN PARALELO
Si un sistema de línea de tuberías provoca que el fluido se ramifique en dos o más líneas, se
llama sistema paralelo.
Para un sistema general de n tuberías en paralelo se verifica que:
 El caudal total del sistema, es la suma de los caudales individuales de cada una de
las tuberías (ecuación de continuidad)
 La pérdida de carga total del sistema es igual a la pérdida de carga de cada una de
las tuberías:
Varias tuberías están conectadas en paralelo si el flujo original se ramifica en dos o más
tuberías que vuelven a unirse de nuevo a aguas abajo.

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TUBERÍAS EN PARALELO
Se trata de una conducción que en un punto concreto se divide en dos o más ramales que
después vuelven a unirse en otro punto aguas abajo, las que cumplen las siguientes leyes:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + .. + Qn
hr = hr 1 = hr 2 = hr 3 = ... = hr n
Planteemos las siguientes cuestiones:
a) Conocidos hr, Li, Di, Ki, υ, determinar el caudal Q.
Es un problema simple de cálculo de tuberías. Se determina el caudal en cada tramo (Q1,
Q2, Q3,..., Qn) y luego se suman.
b) Dada una conducción en paralelo con distintas longitudes, diámetros y/o rugosidades,
se calcula el diámetro D de una única tubería equivalente (iguales caudal Q y pérdida
hr), correspondiente a una longitud L
Figura: Conducción
compuesta por
tuberías en paralelo

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La pérdida de carga que se producirá en cada tubería será:
Igualando las pérdidas de carga obtenemos:
Suponemos por lo menos en principio, que los coeficientes de fricción varían poco en un caso
concreto ( f1 = f2 = f3 = ....=f), la ecuación anterior adoptaría la forma:
c) Conocido Li, Di, Ki, υ, de la tuberías en paralelo y el caudal total Q, calcular el reparto de
caudales y la pérdida de carga.
Una forma simple de resolver el problema consiste en fijar una conducción equivalente con un
diámetro D igual o algo superior al del ramal de mayor diámetro, y mediante la ecuación anterior
calcular la longitud L correspondiente. Con estos valores equivalentes, D y L calculamos la
pérdida de carga (aproximada):
Con la hr hallada, se determina los caudales Qi (mediante la fórmula de Colebrook) que serán
muy próximos y hacemos un reparto del caudal total Q, con lo que se obtienen los Qi definitivos.

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ENERGÍA ESPECÍFICA
PRINCIPIO DE ENERGÍA
La energía total de cualquier línea de corriente que pasa a través de una sección se define como
la suma de las energías de posición, más la de presión y más la de velocidad, es decir: Energía
total = Energía de posición + Energía de presión + Energía de velocidad
Se entiende por energía específica en la sección de un canal como la energía por peso o unidad
de masa, con respecto al fondo del mismo.
Bernoulli nos indica la siguiente formula:
Dónde:
Z: es la altura del elemento fluido, y representa la energía potencial que posee el mismo
y: es la altura de presión del fluido, representa la capacidad que posee el fluido en movimiento
de producir trabajo
V: velocidad del fluido en la sección considerada.
g: aceleración gravitatoria.
Para canales de pendiente suave la energía específica resulta:
Despreciando los efectos de no-uniformidad (coef. de Coriolis α = 1):

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DE INVESTIGACIÓN
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Una expresión de la energía específica en función del caudal (Q) se escribe de la siguiente
manera:
Para caudal constante, la energía específica es función únicamente de la profundidad de flujo y
su variación se muestra en la siguiente figura:
Según la figura anterior se presenta un valor mínimo de la energía específica para una única
profundidad, llamada profundidad crítica Yc. Para valores de energía específica mayores que la
mínima, el flujo se puede realizar con dos profundidades diferentes Y1 Ycó Y2 Yc. Teniendo en
cuenta que para caudal constante la velocidad varía inversamente con la profundidad, las
velocidades correspondientes a profundidades menores que Yc son mayores que las
correspondientes a profundidades mayores que Yc.

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DE INVESTIGACIÓN
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CONCLUSIONES
- Existen diferentes tipos de sistemas de tuberías como sistemas de tuberías en serie,
paralelo, ramificados, continuos, los que funcionan de manera diferente.
- En el campo de la hidráulica, es importante estudiar la pérdida de carga por rozamiento
de tuberías, y nos podemos ayudar en el estudio de los diferentes sistemas de tuberías,
los cuales nos ayudas a comprender mejor acerca de ello, y así formular nuevas
soluciones y técnicas en este campo.
- En el proceso, hemos estudiado y aprendido acerca de los diferentes sistemas de
tuberías, su funcionabilidad, utilidad y comportamiento de los fluidos que son
conducidos por medio de estas.
RECOMENDACIONES:
- Se recomienda emplear métodos prácticos y empíricos para obtener datos más certeros
y puntales al momento de trabajar con las tuberías.
- Elaborar nuevas técnicas de investigación para lograr un estudio más veras, obteniendo
datos comparables con los métodos tradicionales.

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: 05
BIBLIOGRAFÍA.
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 https://es.slideshare.net/EnriqueUnan9/tuberas-en-serie-paralelo-y-equivalentes-por-
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ANEXOS

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EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE DISEÑO DE TUBERÍAS
EJERCICIO 1:
En el sistema de tuberías en paralelo de la figura 9.7 la altura de la presión en A es de 36m
de agua, y la altura de presión en E de 22m de agua. suponiendo que las tuberías están en
un plano horizontal, ¿Qué caudal circula por cada una de las ramas en paralelo?
SOLUCIÓN:
La caída de la línea de las alturas piezometricas entre A y E es (36-22) = 14
S30= 14/3600= 3.90m /1000m Q30= 58 l/s (42, 0%)
S20= 14/1200= 11.70m /1000m Q20= 35 l/s (25, 4%)
S20= 14/2400= 5.85m /1000m Q20= 45 l/s (32.6%)
Q total = 138 l/s (100.0%)

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EJERCICIO 2:
El agua fluye a través del sistema mostrado en la siguiente figura 8.12, en el que se conocen
ciertos caudales, como se indica en la figura. Determinar: a) los caudales a través de la red
de tuberías, (utilizar C=100).

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SOLUCIÓN:
ULTIMA ITERACIÓN:

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EJERCICIO DE APLICACIÓN DE ENERGÍA ESPECÍFICA
En un canal rectangular, se tiene un tirante critico de 0.7103. ¿Cuál es su energía
especifica que produce dos tirantes alternos con un numero de froude de 0.4738 y
1.9027, respectivamente?
datos:
Yc: 0.7103m
F1: 0.4738
F2: 1.9027
G:9.81m/s
E1=?
E2=?
SOLUCIÓN:

DISEÑO DE TUBERÍAS y ENERGÍA ESPECÍFICA

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