Abril de 2025
Los que estuvimos en lngeniería recordamos la clase de mecánica de fluidos. La recuerdo porque el maestro que nos impartió esa clase era muy bueno.
Esta clase nos enseño la ecuación de continuidad. Esa fórmula que nos dice que el flujo es constante. Si el área de la tubería disminuye, la velocidad aumenta para mantener la continuidad.
De donde A es el área y v es la velocidad. Pero esta fórmula se desprende de otra, la ecuación de flujo.
Lo que se calcula en los sistemas de rociadores y mangueras contra incendios es el diámetro del tubo el cual está presenten en la A. Las operaciones matemáticas son más complejas que estas fórmulas, sin embargo, la idea está presente en la explicación.
Los programas de cálculo arrojan como resultado flujos, caídas de presión y velocidad. El diámetro no. Este es presentado por el calculista y debe comprar y analizar las caídas de presión para establecer si los diámetros son los adecuados para el sistema de tuberías.
Por ejemplo, un sistema de rociadores con factor K 25.2 a una presión de 40 a 50 psi, aproximádamente, tendrán diámetros de 2 pulgadas a 2 pulgadas y media en los ramales y de 8 pulgadas y 6 pulgadas en los cabezales. No siempre es así, siempre se debe realizar el cálculo.
En sistemas de rociadores, el flujo está representado por la siguiente fórmula:
El dato del flujo se puede determinar como en la fórmula de arriba cuando contamos con el factor k y la presión. Recordemos que la presión de operación mínima por NFPA 13 es de 7 psi. Ejemplos:
En la imagen anterior podemos notar claramente que, mientras mayor es el factor K, mayor es el galonaje requerido. Esto tiene un impacto directo en el diámetro de las tuberías. Al final, lo que buscamos con los cálculos hidráulicos es determinar el diámetro adecuado para que el agua llegue al punto de uso con la menor caída de presión posible.
El flujo tambien puede obtenerse del area de cobertura del rociador y la densidad que se requiere en la zona a calcular. Por ejemplo 0.30 gpm/ft2 se calcula así:
Si comparamos las dos imágenes anteriores tenemos que para 0.10 podemos usar un k 5.6 mientras que para el 0.20 sería un k 11.2. En el caso de 39 gpm con 0.30 si podemos utilizar el k 11.2 pero subiendo la presión de cálculo.
A partir de aquí es mera opinión y especulación mía. Si aplicamos la igualdad a las ecuaciones de Q Flujo obtenemos lo siguiente:
Esto nos lleva a ver que conociendo el flujo y teniendo el diámentro podemos conocer la velocidad del agua dentro de ese tramo de tubo. O si queremos que la velocidad sea de x ft/s y conocemos el flujo, podemos calcular el diámentro del tubo. Podemos hacer los ejercicios que deseemos. Practicar nos llevará a entender el flujo del agua dentro de las tuberías.
En conclusión, necesitamos al menos dos datos para poder utilizar estas fórmulas.
Ara Mateix 