www.futurenviro.es | Abril-Mayo April-May 2022 42 Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment V = 0,355 ∙ C ∙ Di 0,63 ∙ J0,54 V = Velocidad media en m/s Di = Diámetro interior en mm J = Pérdida de carga en m/m C=Coeficiente de rugosidad deHazen-Williams (para el PVC-O; C= 150) Para una tubería de PVC-O DN400 mm PN16 bar con el caudal mencionado, la velocidad es de 1,78mientras que para lamisma tubería en polietileno y en PVC-U la velocidad es de 2,38 y 1,95 respectivamente. En este caso, el PVC-O presenta J (m/km) 6,52, el polietileno 13,19 y el PVC-U 8,11 lo que resulta en un total (J) de 7,17, 14,51 y 8,92 respectivamente. Con estos datos podemos observar que el uso del PVC-O supone una pérdida de carga 102,4% menor respecto al uso del Polietileno (PEAD) y un 24,42 % respecto al uso del PVC convencional (PVC-U). 2. Comparativo de diámetros intermedios: definimos como diámetros intermedios, los comprendidos entre 450 mm y 630 mm. Planteamos este comparativo con aquellos materiales más utilizados en este rango de diámetros, que son el poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV) y la fundición dúctil (FD) para un diámetro de 630 mm y un caudal de 450 l/s. En el caso de tuberías de estos materiales en DN630 mm PN16 bar, el PVC-O presenta una velocidad de 1,61, el poliéster reforzado con fibra de vidrio 1,59 y la fundición 1,59. En esta ocasión vemos que el PVC-O presenta 3,21 J(m/km) y el PRFV y la fundición 5,78 cada uno de ellos lo que lleva a un total (J) de 3,53 para el PVC Orientado, y de 6,36 para los otros dos materiales. El uso del PVC-O supone, tal y como muestran los cálculos, una pérdida de carga 80,2 %menor respecto al uso del Poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV) y al uso de la fundición dúctil. 3. Comparativo de diámetros grandes: definimos como diámetros grandes a partir de 710 mm. Planteamos este comparativo con aquellos materiales más utilizados en este rango de diámetros, que son el hormigón con camisa de chapa (HCCH) y el acero (AC) para un diámetro de 1000 mm y un caudal de 1200 l/s. Para las tuberías en los materiales mencionados, la de PVC-O presenta una velocidad de 1,71 mientras que la de acero y la de hormigón con camisa de chapa presentan 1,53. Para estos datos, J (m/km) en el PVC-O es de 2,08 con un total de 2,29, en el acero es de 3,59 con un total de 3,95 y para el hormigón con camisa de chapa es de 2,47 con un total de 2,72. En este caso también podemos ver que el uso del PVC-O supone una pérdida de carga 72,15 % menor respecto al uso del acero y un 18,72 % respecto al uso del hormigón con camisa de chapa (HCCH). La pérdida de carga indica la energía que pierde el agua a lo largo de su transporte por la tubería, debido a su rozamiento con el propio material de la tubería. En una distribución por gravedad, su importancia es menos relevante, incluso se puede dar el caso de que interese una pérdida de carga elevada para reducir el valor de la presión en el punto de entrega al usuario, pero en una impulsión, la potencia demandada dependerá, además del desnivel a salvar, de la pérdida de carga, por lo tanto, cuanto menor sea ésta, menor será la potencia necesaria y consecuentemente se podrán reducir tanto los costes fijos en término de potencia, como los variables en consumo de energía. 2. Comparative analysis of intermediate diameters: Defining intermediate diameters as those between 450 mm and 630 mm, we carried out a comparative analysis of the materials most commonly used in this diameter range, which are glass fibre reinforced polyester (GRP) and ductile iron (DI) for a diameter of 630 mm and a flow rate of 450 l/s. In the case of pipes made of these materials in DN630 mm and PN16 bar, PVC-O has a velocity of 1.61, glass-fibre reinforced polyester 1.59 and ductile iron 1.59. In this case, we observe that PVC-O has a head loss value J (m/ km) of 3.21, while GRP and ductile iron both have head loss values of 5.78, leading to a total head loss values (J) of 3.53 for Oriented PVC, and 6.36 for the other two materials. The calculations show that the use of PVC-O results in head loss of 80.2% lower than that associated with glass fibre reinforced polyester (GRP) and ductile iron. 3. Comparative analysis of large diameters, starting at 710 mm. This comparative analysis looks at the most commonly used materials in this diameter range, which are concrete with a sheet metal jacket and steel, for a diameter of 1000 mm and a flow rate of 1200 l/s. This analysis shows that the PVC-O pipe has a velocity of 1.71, while the steel pipe and concrete pipe with a sheet metal jacket both have a velocity of 1.53. With these velocities, PVC-O has a head loss value J (m/km) of 2.08 for a total of 2.29, while steel has a head loss value of 3.59 for a total of 3.95 and concrete with a sheet metal jacket has a head loss value of 2.47 for a total of 2.72. In this case, we can observe that the use of PVC-O results in head loss of 72.15% lower than that associated with the use of steel and 18.72% lower than that associated with the use of concrete with a sheet metal jacket. Head loss is indicative of the energy that the water loses during conveyance through the pipe due to friction with the pipe material itself. In a gravity distribution system, head loss is less important, and it may even be the case that high head loss is of interest in order to reduce the pressure value at the point of delivery to the user. However, in a pressurised system, the power required will depend on both the height the water has to be lifted and head loss. Therefore, the lower the head loss, the less power required, with consequent savings in both the fixed costs associated with contracted power and the variable costs associated with actual energy consumption.
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