Qué hace esta calculadora
Esta herramienta calcula la velocidad media del agua dentro de una tubería circular a partir del caudal volumétrico en galones por minuto (GPM) y el diámetro interior de la tubería en pulgadas. La velocidad se expresa en pies por segundo (ft/s), la unidad habitual en el dimensionamiento de tuberías para fontanería, riego y climatización (HVAC). Ten en cuenta que GPM, pulgadas y ft/s son unidades del sistema anglosajón muy usadas en EE. UU.; si trabajas con el sistema métrico (litros por minuto, milímetros, m/s), tendrás que convertir los valores antes y después.
Cómo usarla
Introduce el caudal en GPM y el diámetro interior (no el nominal) de la tubería en pulgadas, y obtendrás la velocidad resultante. Usa siempre el diámetro interno real, ya que el espesor de la pared reduce el área de paso. Un criterio de diseño habitual es mantener la velocidad por debajo de unos 5-8 ft/s para limitar el ruido, la erosión y el golpe de ariete.
La fórmula explicada
La relación parte de \(v = Q / A\). El área de paso de un círculo es \(A = \pi D^{2}/4\). Al convertir los GPM a pies cúbicos por segundo y las pulgadas a pies, las constantes se agrupan en un único coeficiente:
$$v \ (\text{ft/s}) = 0{,}4085 \times \frac{\text{GPM}}{D^{2}}$$ donde \(D\) es el diámetro interior en pulgadas. Como el área crece con el cuadrado del diámetro, duplicar el diámetro reduce la velocidad a una cuarta parte para el mismo caudal.
Ejemplo práctico
Supongamos que haces circular 10 GPM por una tubería con un diámetro interior de 1 pulgada. Entonces $$v = 0{,}4085 \times \frac{10}{1^{2}} = 4{,}085 \ \text{ft/s}.$$ Si el diámetro fuera de 2 pulgadas, $$v = 0{,}4085 \times \frac{10}{4} = 1{,}02 \ \text{ft/s}.$$
Preguntas frecuentes
¿Debo usar el diámetro nominal o el real? Usa el diámetro interior real. Los tamaños nominales de tubería (por ejemplo, "1 pulgada") suelen diferir del diámetro interno real según el material y el schedule (clase de espesor).
¿Qué velocidad es demasiado alta? Muchas normativas recomiendan mantener la velocidad del agua por debajo de 5-8 ft/s en agua fría, y aún más baja en agua caliente, para reducir la erosión y el ruido.
¿Tiene en cuenta las pérdidas por fricción? No. Solo calcula la velocidad; las pérdidas de carga por fricción requieren las ecuaciones de Hazen-Williams o de Darcy-Weisbach.
