Pérdidas por fricción en la conducción de agua con contenido de sólidos

Abstract

El cálculo de las pérdidas de energía en conducciones que transportan fluidos con cierto contenido de partículas es un factor importante para el diseño y operación de sistemas de transporte de agua no potable, y de lodos en los diferentes procesos en una planta de tratamiento de aguas residuales. Las metodologías existentes, como las presentadas en distintos manuales, libros y revistas, tienen ciertas desventajas típicas relativas a la incertidumbre en la selección de los coeficientes de fricción en la etapa de diseño, por lo que durante la operación los equipos de bombeo seleccionados en ocasiones resultan insuficientes -o exagerado-. Por tanto, conviene buscar un procedimiento que permita una adecuada estimación del coeficiente de fricción. Esto se ha logrado mediante la utilización de técnicas de análisis dimensional y ajustes numéricos realizados a distintas mediciones hechas en instalaciones para la conducción de lodos. La metodología aquí presentada debe ser considerada simultáneamente con otros parámetros de diseño basados en desarrollos teóricos y experimentales. Algunas de las principales ventajas de la estimación del coeficiente de pérdidas mediante la metodología aquí descrita son: cálculo relativamente sencillo y rápido, expresiones numéricas que hacen más expedita la implementación de algoritmos de cálculo y la posibilidad de estimar los coeficientes de pérdidas para fluidos con concentración de sólidos totales entre el 1 y 10%, con alto grado de precisión. Una comparación de resultados teóricos con medidas de campo muestran que la metodología es adecuada para explicar los incrementos de pérdidas de energía medidas en el acueducto Chapala-Guadalajara en México.