¿Qué es la calculadora de pérdida de carga por 100 ft?
Esta herramienta estima la pérdida de carga por fricción en una tubería mediante la ecuación de Hazen-Williams, expresada en pies de agua por cada 100 pies de tubería. Es una fórmula muy utilizada en sistemas de protección contra incendios (según la norma estadounidense NFPA 13), fontanería y diseño de redes de distribución de agua, donde el agua circula a presión por tuberías completamente llenas y a temperaturas habituales. Ten en cuenta que trabaja en unidades del sistema estadounidense (galones por minuto y pulgadas), por lo que en países que usan el sistema métrico tendrás que convertir las unidades.
Cómo usarla
Introduce el caudal en galones estadounidenses por minuto (gpm), el diámetro interior de la tubería en pulgadas y el coeficiente de rugosidad C de Hazen-Williams (en torno a 150 para plástico/PVC nuevo, 130 para acero nuevo o con revestimiento de cemento, y 100 para acero o hierro más antiguos). El resultado es la pérdida por fricción por cada 100 pies de tubería recta. Multiplícalo por la longitud real dividida entre 100 para obtener la pérdida total.
La fórmula explicada
La forma de Hazen-Williams en unidades estadounidenses que se emplea aquí es $$h_f = 0{,}2083 \left(\frac{100}{\text{C}}\right)^{1{,}852} \frac{\text{gpm}^{1{,}852}}{d^{4{,}8655}}$$ que da la pérdida de carga en pies por cada 100 ft. Un valor de C más alto (tubería más lisa) reduce la pérdida, mientras que la pérdida aumenta bruscamente al disminuir el diámetro debido al término \(d^{4{,}8655}\).
Ejemplo resuelto
Para 50 gpm a través de una tubería de 2 pulgadas con C = 130: \((100/130)^{1{,}852} = 0{,}6149\); \(50^{1{,}852} = 1387{,}0\); \(2^{4{,}8655} = 29{,}16\). Entonces $$h_f = 0{,}2083 \times 0{,}6149 \times \frac{1387{,}0}{29{,}16} \approx 6{,}09 \text{ ft}$$ por cada 100 ft (los valores pueden variar ligeramente según el redondeo).
Preguntas frecuentes
¿Qué valor de C debo usar? Utiliza el valor de diseño correspondiente al material y la antigüedad de tu tubería; en protección contra incendios suele adoptarse un criterio conservador de C = 120 para el acero.
¿Influye la temperatura? Hazen-Williams parte de agua a temperatura habitual, cerca de 60 °F (unos 16 °C); no es válida para fluidos calientes ni para líquidos distintos del agua.
¿Sirve solo para tuberías llenas? Sí: la ecuación se aplica a tuberías a presión y completamente llenas, no al flujo por gravedad en tuberías parcialmente llenas.
