calculo de diámetro de tuberias

Ingeniería Revista Académica
Universidad Autónoma de Yucatán
cecar@tunku.uady.mx

ISSN (Versión impresa): 1665-529X
MÉXICO

2003
Nicolás Zaragoza Grifé / Julio R. Baeza Pereyra
DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO DE SISTEMAS DE TUBERÍAS MEDIANTE LA
UTILIZACIÓN DEL VISUAL BASIC PARA APLICACIONES Y EL MÉTODO DE
APROXIMACIÓN DE PUNTO FIJO
Ingeniería Revista Académica, mayo-agosto, año/vol. 7,número 002
Universidad Autónoma de Yucatán
Mérida, México
pp. 55-64

Red de Revistas Científicas de América Látina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México

Artículo de Divulgación

Zaragoza N., et. al. / Ingeniería 7-2 (2003) 55-64

Determinación del diámetro de sistemas de
tuberías mediante la utilización del Visual
Basic para Aplicaciones y el Métodode
Aproximación de Punto Fijo
Nicolás Zaragoza Grifé1 y Julio R. Baeza Pereyra2

RESUMEN
Los métodos de aproximaciones sucesivas son requeridos para la solución de problemas complejos en
ingeniería. Este trabajo muestra el uso del método de Aproximación de Punto Fijo para la determinación del
diámetro de sistemas de tuberías, en flujo turbulento, considerando no solamente las pérdidasprimarias, sino también
las menores. Se partió de la ecuación de Colebrook-White y se estableció un sistema de ecuaciones recurrentes. La
solución de este sistema fue implementada a partir de un algoritmo genérico en Visual Basic para Aplicaciones© y
programado en MS Excel©, como una fórmula añadida por el usuario. Esto evita el uso del diagrama de Moody, así
como facilita las labores de diseñomediante el uso de un software de hoja de cálculo ampliamente utilizado. Dicho
programa permite la realización de los cálculos en forma rápida, exacta y sencilla. Así mismo, se presenta como una
alternativa innovadora de solución que construye sobre lo ya conocido en cursos de computación y métodos
numéricos y que puede ser utilizada en los diversos cursos de mecánica de fluidos, hidráulica,termodinámica, etc.,
que se imparten en las instituciones de educación superior.
Palabras clave: Aproximación de Punto Fijo, Visual Basic para Aplicaciones, Excel, solución de la ecuación de
Colebrook-White.

INTRODUCCIÓN
En la práctica profesional, es frecuente
enfrentarse a problemas que involucren el realizar

cálculos relacionados con dimensionamiento de
parámetros de las tuberías de unsistema hidráulico.
Así mismo, en algunos de estos problemas, el hecho
de encontrar una solución implica el proporcionar
soluciones iniciales y recurrir a cálculos repetitivos o

1

Técnico Académico del Cuerpo Académico de Construcción, FIUADY

2

Profesor Investigador del Cuerpo Académico de Construcción, FIUADY

55

Artículo de Divulgación
métodos gráficos. Tal es el caso dedeterminar el
diámetro de un sistema de tuberías. Dicho problema
se presenta cuando se conectan dos depósitos, se
descarga el fluido a la atmósfera o a algún sistema
presurizado, etc. En este tipo de problemas, donde la
incógnita es el diámetro de la tubería, las
especificaciones de diseño conocidas son: el gasto
que circula por el sistema, la diferencia entre los
niveles de las superficieslibres de los líquidos en los
depósitos, la presión de descarga, las elevaciones,
longitudes y rugosidades de las tuberías que los
conectan, el fluido que circula, los accesorios
hidráulicos utilizados, etc.
Si no se requiriera el auxilio de la
computadora para encontrar la dimensión de la
tubería, se necesitaría suponer valores iniciales del
factor de fricción (f) y del diámetro de latubería (D) y
utilizando el diagrama de Moody, realizar una serie
de iteraciones que permitan la convergencia del factor
del fricción (Munson, Young y Okishi, 1999). Este
proceso de cálculo implica un tiempo considerable,
puesto que se requiere la lectura iterativa del
diagrama de Moody para lograr la convergencia del
valor del factor de fricción. Además, con dichas
lecturas se incrementa la...