Aspectos fundamentales

Es pertinente relacionar las principales variables físicas que inciden en estos: Volumen, Caudal y Presión. Estas 3 son los parámetros principales que definen el diseño de un sistema hidroneumático y las especificaciones requeridas de sus componentes. Claramente existen otras variables que se desprenden de estas 3 y que hay que tener en cuenta a la hora del diseño.

·         Volumen: El volumen de agua no es mas que el espacio que ocupa esta. Simplemente es el producto de las longitudes espaciales del espacio coordenado (largo, ancho, alto)

Hidráulicamente existen diferentes medidas del volumen, siendo los más comunes con sus respectivos múltiplos y submúltiplos:

-          Metro cubico (m³)

-          Pie cubico (ft³)

-          Litro (lt)

-          Galón (gal)

-          Onza (Oz)

·         Presión: López, A. (1997, p. 29) define la presión P como “la fuerza normal F que actúa por unidad de superficie S”. Debido a la presión atmosférica y su variación con la altura, según el teorema de Bernoulli, la presión de cualquier fluido variara con relación a la altura donde se toma la medición. López, A. (1997, p.29-30) explica que hay diferentes tipos de presiones según su referencia de medición:

-          Presión absoluta

-          Presión diferencial

-          Presión manométrica

-          Presión atmosférica o barométrica

Se puede terminar matemáticamente como

                                                            P = F / S

Y se puede medir, según Monge Redondo (2017), a nivel de fluidos, en

-          Atmosfera (atm)

-          Bar (bar)

-          Kilogramo fuerza sobre metro cuadrado (kgf/m²)

-          Pascal (Pa)

-          Libra por pulgada cuadrada (psi)

-          Metro columna de agua (mca), siendo esta de gran importancia para la medición de tuberías equivalentes y su relación con respecto a la presión

·         Caudal: Monge Redondo (2017) define el caudal Q como el “volumen de agua V que atraviesa una superficie en un tiempo determinado t” definido matemáticamente como

Fig.9. Caudal
Fuente: Monge Redondo (2017)

Sin embargo, como muestra López, A. (1997, p.82-83) el caudal poder ser calculado de a partir de la velocidad del fluido y la superficie que atraviesa

Fig.10. Caudal vectorial
Fuente: López, A. (1997)

El caudal se mide en unidad de volumen por tiempo. Así, el caudal no es mas que el flujo (movimiento del fluido) que fluye en una determinada cantidad de tiempo que atraviesa una sección a lo largo de una longitud

Así, a partir de estas variables se pueden determinar otros parámetros matemáticos del sistema, como los que se relacionan a continuación:

Tipos y dimensiones de las pérdidas de carga

Existen 2 tipos de perdidas hidráulicas:

• Las producidas por la fricción del fluido con las tuberías longitudinales (conductores)
• Las producidas por los accesorios y elementos del sistema (codos, curvas, derivaciones, tomas, coladores, válvulas de retención, otros).

Teorema de Bernoulli Generalizado

Presión en términos de altura

Presión mínima de trabajo

Pérdidas por longitudes equivalentes

Potencia de la Bomba en CV

Tuberías equivalentes

Es la longitud equivalente de un accesorio o elemento del sistema, es decir, cada uno de estos puede expresarse matemáticamente y en diseño como una tubería recta de x longitud, donde dicho accesorio y su tubería equivalente generan la misma perdida de carga hidráulica (Fernández Figueroa, F. J. (2012))