Estimados. Es muy importante que sepamos hidráulica. Este es un ejemplo excelente para ver si entendemos.
Les dejo unos comentarios sobre hidráulica para bomberos que hice, para los que quieran aprender y no sepan mucho. Si no se entiende, pueden preguntarme por mensaje si quieren.
Con respecto a los grifos, saltarse directo a la línea marcada con negro:
Lo primero que deben entender es que los sistemas hidráulicos tienen algún fin. En el caso de los sistemas de bomberos, el objetivo es conseguir un CAUDAL. No se olviden de eso: CAUDAL, o sea LPM, GPM, etc.
En hidráulica siempre el caudal va de la mano con la presión. Medir presión es menos difícil que medir caudal, por lo que conociendo la presión en distintos puntos del sistema, podemos conocer el caudal o alguna anomalía que afecta el caudal que queremos tener. Por eso es que, si bien lo que queremos es CAUDAL, debemos conocer las presiones.
Lo segundo. Todo componente que forma parte de un sistema, tiene una gráfica, una curva o tabla que relaciona caudal con presión. Por ejemplo, un carro que apaga un incendio tiene: una bomba, un tendido de mangueras y un pitón.
Los pitones se clasifican según el caudal que se requiere. Hay pitones que desalojan harto a poca presión (pitones de tubo generalmente), otros desalojan poco a presiones grandes (pitón de manguerín de alta presión) y así sucesivamente. Siempre habrá una combinación de presión y caudal. Si conozco una, debiera poder conocer la otra.
Los pitones desalojan más caudal a mayor presión. O sea la curva del pitón es ascendente.
Con las mangueras es algo distinto, ya que las mangueras tienen curvas de pérdida de presión. O sea, no es que operen a distintas presiones, sino que pierden presión según el caudal que están pasando, el diámetro de la manguera y el largo del tendido.
Se pierde menos presión si el diámetro es grande, el tendido es corto y si el caudal es chico.
La bomba por su parte puede ser de alta presión (presiones grandes, caudales chicos), bombas intermedias (la típica del carro) y bombas de volumen (bombas que se usan para alimentar, ya que son de caudales grandes y presiones pequeñas). Siempre habrá una combinación de presión y caudal.
Las bombas usan energía necesaria para mover el agua, la cual se reparte entre caudal y presión (a mayores caudales, menores presiones y viceversa. O sea. La curva de la bomba es decreciente). Por lo mismo, las bombas de alta presión, al usar su energía en generar altas presiones, obtienen caudales pequeños. Una bomba de alta presión y alto caudal al mismo tiempo, sería una bomba intermedia gigante, que es lo que ocurre cuando decimos que un carro viene con bomba grande.
Todos los componentes del sistema hidráulico deben ser proporcionales. Por ejemplo, si quiero descargar un gran caudal, necesito un pitón para gran caudal, una manguera de gran diámetro y una bomba que pueda con los dos anteriores, ya que habrá que compensar las pérdidas de la manguera (no tanto por diámetro, sino por el largo que no puedo elegir y el caudal que no quiero sacrificar), y lograr la presión en el pitón que permita el CAUDAL deseado (insisto. Lo que se desea es el caudal. La presión será sólo un indicador de que se está logrando). Además, se deben compensar pérdidas o ganancias de presión por diferencias de altura (al subir agua, pierdo presión y viceversa).
En efecto, otra forma de darle energía al agua, a parte de las bombas, es usando la altura.
Las redes de grifo, por ejemplo, son un sistema hidráulico compuesto por un estanque/s en altura (copa de agua), una cañería/s y un grifo/s.
Mientras más alto esté el estanque, más energía tendrá el sistema y más caudal podré obtener, ya que las presiones en el grifo serán mayores y el grifo es como un pitón, que a mayor presión desaloja mayor caudal.
Por su parte, la cañería de la red es como una manguera, entonces lo ideal es que sea lo más ancha y corta posible (que el estanque no quede muy lejos del grifo). De esta forma las pérdidas de presión serán menores y por ende los caudales obtenidos mayores.
Independiente a lo anterior, mientras más grande sea la boca del grifo, mayor caudal obtendremos, pero a presiones menores (igual que un pitón), lo cual es un problema al momento de conectar una manguera al grifo, ya que como mencioné, en la manguera habrá pérdida de presión. Si la presión en el extremo de la manguera llega a 0, ésta se estrangulará y no podrá entregar agua.
Entonces, al igual que el ejemplo del carro que ataca el incendio, todos los componentes de este sistema hidráulico (red de grifo) deben ser proporcionales. O sea, estanque de agua grande, a gran altura, cañería de gran diámetro (los largos son difíciles de cambiar), grifo de bocas de tamaño proporcional, manguera que conecto también de diámetro proporcional.
Por lo mismo, para el ejemplo de Valparaíso, si efectivamente van a usar una matriz de gran tamaño, no sacan nada poniendo grifos de boca pequeña, ya que pudiendo tener un gran caudal gracias a las bajas pérdidas de presión en la cañería, obtienes bajo caudal por la boca chica, pero a presión alta. Se podría aprovechar más la red si pones varios grifos de boca chica juntos, pero es contraproducente, ya que tendrías muchos tendidos de mangueras (uno por grifo) siendo que podrías hacer todo con una sola conectada a un grifo de boca ancha y usar manguera de gran diámetro y de poco largo para abastecerse.
Llevando el ejemplo a grifos, un grifo puede estar en la base de una copa marcando 8 bares, este grifo está conectado a una matriz de 100mm, y a su vez estar a 50 mts de un gran incendio de una bodega de colchones.
Otro grifo puede marcar 4 bares y estar en una matriz de 600mm, y a 500 mts del mismo incendio. Mientras mayor sea el diámetro de la matriz menor será la PR en el interior de esta por lo que podrá entregar mayores lpm.
Elkete. Lo que dices es cierto. Las pérdidas por roce en la cañería son lo que más afecta en el caudal, por lo que una cañería 6 veces más ancha, ayuda muchísimo, pero sólo si comparas con largos iguales. La de 500 m pierde 10 veces la de 50 m. Entonces la ventaja ya no es tanto y entonces el caudal ya no es tan grande en comparación, porque tus 4 bar en comparación con los 8 bar, se harán poco. En todo caso, sería raro que si hacen matrices de gran diámetro, el estanque quede 10 veces más lejos, porque sería muy caro hacer los tendidos.
Se puede simular en computador con programas gratis y no muy difíciles de usar en todo caso, para ver qué tan así es. Espero que en ESVAL lo hayan hecho.