Componentes y Presiones Clave en Sistemas de Tuberías Hidráulicas

Línea Piezométrica

La línea piezométrica es una línea imaginaria en la que cualquier régimen de agua en una tubería tendrá una cierta presión (H_i). Representa la presión en metros de columna de agua (m.c.a.) a lo largo de la tubería.

Tipos de Válvulas en Sistemas Hidráulicos

Válvulas de Seccionamiento

Son dispositivos hidromecánicos destinados a cerrar el paso del agua en una tubería mediante un obturador. Pueden ser:

• De compuerta
• De mariposa

Válvulas de Aireación (Ventosas)

Se instalan en todos los puntos altos de la conducción. Permiten la extracción y la incorporación de aire a la red, funcionando con doble propósito: dejan entrar y salir el aire.

Válvulas de Desagüe

Se colocan en los puntos bajos de la conducción para permitir su vaciado.

Válvulas de Regulación de Seguridad

Son válvulas diseñadas para regular la presión dentro del sistema.

Válvulas Reguladoras de Caudal

Son válvulas de seccionamiento que permiten regular el caudal. Poseen entradas y salidas de aire que no alteran el régimen del abastecimiento.

Válvula Antirretorno

Mantienen la tubería de impulsión completamente llena, evitando su vaciado. Se colocan en estaciones de bombeo para retener el agua.

Presiones en Sistemas de Tuberías

Presión Nominal o Normalizada (PN)

Es la presión con arreglo a la cual se clasifican y se dimensionan los tubos, accesorios, piezas especiales y elementos de la red. Generalmente, P_N = 2 * P_trabajo.

Presión de Rotura (P_rotura)

Es la presión hidráulica interior que produce una tracción circunferencial en el tubo igual a la tensión nominal de rotura del material. Se define como P_rotura = 2 * P_N, lo que equivale a P_rotura = 4 * P_trabajo.

Presión de Fisuración (P_fisuración)

En materiales homogéneos como el hormigón, la presión de rotura coincide con la presión de fisuración. Esta se produce cuando aparece la primera fisura de al menos 0.2 mm de longitud y 30 cm de largo. Es la presión máxima que produce la rotura en un elemento heterogéneo. Se estima como P_fisuración = 2.8 * P_trabajo.

Presión Máxima de Trabajo

Es la presión máxima que admite una tubería, incluyendo sobrepresiones y el golpe de ariete.

Conceptos Relacionados con la Escorrentía

Coeficiente de Escorrentía

Es el cociente entre el caudal que discurre por la superficie y el caudal total precipitado.

Tiempo de Escorrentía

Es el tiempo que tarda una gota de agua caída en la cuenca, en el punto más alejado, en llegar al alcantarillado. Este tiempo depende de:

• La distancia a recorrer.
• La pendiente del terreno.
• El grado de impermeabilización del terreno.

Tiempo de Concentración

En un punto determinado (X), es el tiempo empleado por una gota de agua caída en el lugar más alejado de dicho punto para llegar al punto considerado (X). Se calcula como: Tiempo de concentración = Tiempo de escorrentía + Tiempo de recorrido.

Periodo de Retorno

Se define como el número de años que se supera, como promedio, la intensidad media de un suceso (por ejemplo, la intensidad de un aguacero).

Intensidad de Lluvia

Es el caudal máximo de agua caído en una unidad de superficie y en un tiempo determinado, expresado en L/seg/ha.