¿Qué es la pérdida de carga de Darcy-Weisbach?
La ecuación de Darcy-Weisbach es la relación de ingeniería de referencia para predecir la pérdida de presión que provoca la fricción cuando un fluido circula por una tubería. Es válida para cualquier fluido newtoniano incompresible (agua, aceite o aire a baja velocidad) y funciona en cualquier sistema de unidades coherente. Si trabajas en unidades del SI (metros, kg/m³, m/s), el resultado se obtiene directamente en pascales.
Cómo usar esta calculadora
Introduce el factor de fricción de Darcy (f), la longitud de la tubería (L) y su diámetro interior (D) en metros, la densidad del fluido (ρ) en kg/m³ y la velocidad media del flujo (v) en m/s. La calculadora te devuelve la pérdida de carga en pascales, kilopascales y bar.
El propio factor de fricción depende del número de Reynolds y de la rugosidad de la tubería. En régimen laminar vale \(64/Re\); en régimen turbulento conviene obtener \(f\) primero con el diagrama de Moody o la ecuación de Colebrook.
La fórmula explicada
$$\Delta P = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{\rho \cdot v^{2}}{2}$$ El término \(\rho v^{2}/2\) es la presión dinámica del flujo. Al multiplicarlo por \(L/D\) se escala según cuántos diámetros mide la tubería, y el factor de fricción \(f\) recoge la rugosidad y el grado de turbulencia del flujo.
Ejemplo resuelto
Para agua (\(\rho = 1000\) kg/m³) que circula a 2 m/s por una tubería de 100 m de longitud y 0,1 m de diámetro con \(f = 0{,}02\): $$\Delta P = 0{,}02 \times \frac{100}{0{,}1} \times \frac{1000 \times 2^{2}}{2} = 0{,}02 \times 1000 \times 2000 = 40\,000 \text{ Pa} = 40 \text{ kPa} = 0{,}4 \text{ bar}$$
Preguntas frecuentes
¿De dónde saco el factor de fricción? Del diagrama de Moody o de la ecuación de Colebrook/Swamee-Jain, en función del número de Reynolds y la rugosidad relativa.
¿Puedo usar el caudal en lugar de la velocidad? Convierte el caudal volumétrico Q en velocidad con \(v = Q / A\), donde \(A = \pi D^{2}/4\) es la sección transversal de la tubería.
¿Sirve para el flujo de gases compresibles? Funciona con gases a números de Mach bajos, donde la densidad se mantiene prácticamente constante; para flujos a alta velocidad o conducciones largas de gas conviene emplear una formulación compresible.
