BOMBAS Y TUBERIAS

DISEÑO DEL SISTEMA DE TUBERÍAS Y CÁLCULO DE LAS BOMBAS
1. PRINCIPIOS PARA EL DISEÑO. TRAMOS DE TUBERÍA A CONSIDERAR
Para llevar a cabo el diseño de las tuberías que componen las distintas líneas de proceso
se dividirán éstas en tramos, cada uno de los cuales estará formado por la porción de línea
comprendida entre dos equipos consecutivos. De esta forma los diferentes aspectos a calcular(diámetro óptimo de la conducción, pérdidas de carga, etc.) se evaluarán independientemente
para cada uno de estos tramos. La definición y descripción de los diferentes tramos de tubería se
realizará sobre el correspondiente diagrama de flujo, usándose para designar cada uno de ellos
los nombres de los equipos que constituyen su principio y su final.
2. DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO ÓPTIMO DE LA CONDUCCIÓN
Unaspecto muy importante a tener en cuenta para el diseño del sistema de tuberías
sistema es el de la velocidad que alcanza el fluido por el interior de las conducciones. Dicha
velocidad, en el caso de la circulación isoterma de fluidos incompresibles, viene determinada
por el caudal y el diámetro de la sección interna de la conducción, y para cada fluido tiene un
valor máximo que no debe sersobrepasado, ya que de lo contrario puede producirse un
deterioro del producto por tratamiento mecánico inadecuado. Los valores aproximados que se
usan en la práctica dependen del tipo de fluido que se trate, pero los más corrientes se recogen
en la Tabla 1. Los valores de la tabla son los más corrientes en la práctica ordinaria, sin
embargo, en condiciones especiales, pueden requerirse velocidades queestán fuera de los
intervalos indicados. Las velocidades pequeñas han de ser las más utilizadas, especialmente
cuando el flujo es por gravedad desde tanques elevados (McCabe et al., Operaciones Unitarias
en Ingeniería Química, 4ª Ed., McGraw-Hill, 1991).

Tabla 1. Velocidades recomendadas para fluidos en tuberías.
Velocidad
Fluido

Tipo de Flujo

ft/s

m/s

Líquidos poco viscosos

Flujo porgravedad

0.5 – 1

0.15 – 0.30

Entrada de bomba

1–3

0.3 – 0.9

Salida de bomba

4 – 10

1.2 – 3

Línea de Conducción

4–8

1.2 – 2.4

0.2 – 0.5

0.06 – 0. 15

0.5 – 2

0.15 – 0.6

Vapor de Agua

30 – 50

9 – 15

Aire o gas

30 – 100

9 – 30

Líquidos viscosos

Entrada de bomba
Salida de bomba

Para la limpieza CIP, la velocidad de las soluciones detergentes o del líquido para el
aclarado, no debeser menor de 1.5 m/s.
Así, para un caudal determinado del fluido a bombear, imponiendo la velocidad máxima
del mismo, se determina de forma inmediata el diámetro mínimo de la conducción. Deberá
escogerse, en cualquier caso, el diámetro normalizado inmediatamente superior a dicho valor
mínimo. Dicho valor es lo que se conoce como el diámetro óptimo de la conducción, pues
representa el menor costeposible, cumpliendo las exigencias en cuanto a la velocidad de
máxima de circulación del fluido por la misma.
3. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA
El rozamiento de un fluido con las paredes de la tubería por la que circula provoca en el
mismo una caída de presión. Conocer el valor de esta caída de presión es necesario de cara al
cálculo de las bombas, pero también para comprobar que el diámetroelegido para la conducción
es suficiente, pues de ser éste muy pequeño la pérdida de carga que se produzca será muy
elevada. En este sentido se consideran valores razonables de caída de presión en una conducción
los siguientes (para caudales de 0 a 60 m3/h):
-

Zona de aspiración de bombas:

0.40 kg/cm2 (0.39 bar)

-

Zona de impulsión de bombas:

0.6 a 0.8 kg/cm2 (0.59 a 0.78 bar)

De esta forma, alrealizar el cálculo de las pérdidas de carga, se procurará que, en la
medida de lo posible, no superen los valores anteriores. Si esto sucediere habrá de aumentarse el
diámetro de la conducción por encima del que recomienda la velocidad de circulación máxima
del fluido, de modo que la pérdida de carga disminuya. Sin embargo, en algunos casos, no será
posible incrementar dicho valor ya que éste...