Conceptos básicos

La razón de ser de la Ingeniería es trasladar a la práctica los conceptos utilizados en el diseño; es decir, mientras más se parezca la obra construida al diseño se podría catalogar como mejores a los profesionales involucrados, tanto al diseñador como al constructor. Lo que significa que se diseñó cosas aplicables y que se construyó lo descrito en el diseño. Salvando el problema real de que muchas veces hay diseños malos, pero también hay que tomar en cuenta que a veces se presentan dificultades al traducir el diseño a la práctica.
Durante el desarrollo de los diferentes temas, recurriremos a ejemplos de la vida real pero no se mencionarán las referencias de los proyectos para proteger a los inocentes y para que no se resientan los culpables. Total, aquí no estamos para juzgar sino para transmitir las experiencias y así utilizar de mejor manera las tecnologías hidráulicas disponibles actualmente.
Un clásico ejemplo es el siguiente. Se queja un residente de obra: “Ingeniero, algo pasa que al medir la presión en cualquier punto de la conducción del tanque alto A al tanque bajo B me marca cero, y en el diseño veo que según la línea piezométrica debería tener muchos valores, pero nunca cero”. Respuesta elemental: el diseño se lo hizo para un caudal y si no fijamos dicho caudal de alguna manera en la conducción, estaremos totalmente fuera de los parámetros del mismo.

Gráfico 1. Ejemplo de conducción entre dos reservorios.

Refiriéndonos al gráfico, nos cuestionamos: ¿Dónde es mejor fijar el caudal, en el punto A o en el B? Muchas veces se piensa que al inicio, es decir en A, porque generalmente en el origen se dividen caudales y en el papel, partimos de un caudal de inicio que se lleva hasta el fin. Veamos que sucede en esta alternativa:

  1. Si bien se descarga un caudal determinado a través de la válvula de salida del reservorio A, este no se establecerá como un flujo en ducto cerrado si no es capaz de llenar la tubería.
  2. Llenará el primer sifón y luego descargará al llegar a la primera cima y al no encontrar un elemento de control establecerá una descarga libre indeterminada hacia el tanque B.
  3. En la bajada que se tiene luego de la cima, el flujo correrá en régimen indeterminado, debido a que en ciertos momentos la carga sobre el punto de descarga B será alta, pasando un caudal superior al de alimentación del sistema, vaciando el sifón y luego volviendo a llenar, sin llegar a un régimen permanente o si se llega, será un régimen mixto de canal abierto y ducto cerrado; perjudicando posibles derivaciones entre los tanques o simplemente al no tener un régimen a ducto cerrado, habrán vibraciones y golpes internos en la tubería.
  4. No olvidemos que generalmente el ducto se dimensiona al inmediato superior del diámetro comercial, por tanto, siempre habrá cierto sobredimensionamiento, lo que dificulta su llenado con el caudal de alimentación desde la cabecera y al tener descarga libre al final el caudal tampoco tomará valores determinados, como ducto cerrado.

La segunda alternativa es fijarlo, en el punto B, anotemos las observaciones respectivas:

  1. Al fijar el caudal en el punto final, primera y automáticamente trasladamos el diseño al campo; aparte nos acercamos más a la realidad, ya que los caudales en la práctica, se fijan por el consumo y el consumo se da a lo largo o al final del ducto.
  2. Podremos materializar en el campo y con el uso de instrumentos de medida, las líneas piezométrica y estática, evaluar juntas y presión de servicio de las diferentes posibles derivaciones.

Esto es para la configuración del ejemplo, cuando el flujo llega en tramos ascendentes al tanque de descarga, pasando un sifón o cuando se trata de bombeo, hay que evaluar particularmente cada caso. Pero en general es una buena práctica, asegurar o fijar el caudal al final de la conducción.

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