Relación Presión-Altura: Conceptos Básicos de Redes de Abastecimiento de Agua Potable

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Relación Presión-Altura: Conceptos Básicos de Redes de Abastecimiento de Agua Potable

1. Presión estática y dinámica: la presión estática es el valor de la presión de un líquida tomada cuando éste se encuentra en reposo. La presión dinámica es el valor de la presión del mismo líquido cuando se encuentra en movimiento; por acción del roce contra las paredes de la tubería, etc., este pierde progresivamente la energía que llevaba originalmente a medida que se desplaza.

2. Altura piezométrica: si a una tubería por donde circula un fluido le agregamos una serie de derivaciones verticales, el agua que circula llenará estas tuberías verticales hasta una altura determinada en cada caso, en función de la presión existente en cada uno de los puntos de la conducción principal. Uniendo el nivel de agua en cada una de estas derivaciones, obtenemos la llamada línea piezométrica.

De esta forma, de la ecuación de Bernoulli extraemos que la altura piezométrica, H, es la suma de presión y cota:

Donde,

H_i : Altura piezométrica [mca]

P_i : Presión en la tubería (N/m²

γ : Preso específico (γ = ρ·g) (N/m<sup<3

Z_i : Cota (m)

3. Altura cinética: la altura cinética es la altura existente entre el nivel máximo del agua que ha subido por la derivación vertical hasta el final de dicha derivación. Depende de la velocidad y aceleración que adquiera el agua desde la conducción principal. Este término cinético es generalmente insignificante en cuanto a problemas de redes de abastecimiento, porqué las velocidades del agua a través de las tuberías son de la orden comprendida entre 0,5 y 2,5 m/s.

Donde,

V : Velocidad del fluido (m/s)

g : Aceleración de la gravedad (m/s₂)

4. Altura geométrica: la altura geométrica, Z, es la altura en metros del punto considerado del agua medida desde una cota de referencia.

5. Ecuación de Bernoulli: la resolución de un problema de cálculo de una red implica el cumplimiento del balance de energía entre dos puntos (1,2) cualquiera, según:

Donde,

P : Presión [mca]

γ : Peso específico (γ = ρ·g) (N/m<sup<3

Z_i : Cota (m)

V²/2g : Altura cinética [mca]

h_b : Altura manométrica que proporciona la bomba [mca]

h_ƒ : Pérdidas de carga por fricción de las tuberías [mca]

h_m : Pérdidas localizadas (accesorios) [mca]

Teorema de Bernoulli para fluidos perfectos (sin roce)

Como los líquidos no son perfectos, la presión o la carga en un punto determinado no se mantiene constante, si no que una parte se consume en vencer las resistencias que se oponen al movimiento del líquido (roce). Hablamos, entonces, del concepto de pérdida de carga incluso en la igualdad anterior.