Manual complementario. DISEÑO DE ESQUEMAS DE TUBERÍA INDUSTRIAL

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Manual complementario
DISEÑO DE ESQUEMAS DE TUBERÍA INDUSTRIAL
Índice general
1 Norma UNE 1
1.1 Cumplimiento y obligatoriedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Tubería 3
2.1 Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1.1 Tubos de acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1.2 Tubos de acero galvanizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1.3 Tubos o conductos de chapa galvanizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1.4 Tubos de hierro fundido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.5 Tubos de cobre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.6 Tubos de fibrocemento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.7 Tubos de gres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.8 Tubos de hormigón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.9 Tubos de materiales plásticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Usos de las tuberías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2.1 Sistemas de abastecimiento de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2.2 Desagües . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.3 Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.4 Calefacción, climatización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.5 Uso industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3 Códigos Internacionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3.1 ISO/EN/ASME/ANSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3.2 EURO CÓDIGO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.4 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.5 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.6 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 Válvula 7
3.1 Llaves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2 Clasificación de válvulas atendiendo a sus usos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.3 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.4 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
i
ii ÍNDICE GENERAL
4 Válvula industrial 9
4.1 Tipos de válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.1.1 Válvula de retención . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.1.2 Válvula de compuerta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.1.3 Válvula de bola o válvula esférica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.1.4 Válvula de seguridad o de alivio de presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.1.5 Válvula de globo (o de asiento) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.2 Componentes de una válvula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.3 Características de válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.3.1 Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.3.2 Presión Nominal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.3.3 Extremos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.4 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5 Bomba inyectora 11
5.1 Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5.2 Referencias bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
6 Flujo laminar 13
6.1 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6.2 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6.3 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7 Flujo turbulento 14
7.1 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.2 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8 Número de Reynolds 15
8.1 Definición y uso de Re . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2 Re y el carácter del flujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.3 Flujo sobre la capa límite en problemas de Ingeniería Aeronáutica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.4 Flujo sobre la capa límite en problemas de Hidráulica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.5 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.6 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.6.1 Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9 Fluido 18
9.1 Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
9.2 Propiedades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
9.2.1 Propiedades primarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
9.2.2 Propiedades secundarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
9.3 Descripción de los fluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
9.3.1 Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
ÍNDICE GENERAL iii
9.3.2 Descripción matemática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
9.3.3 Agitación molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
9.4 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
9.4.1 Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
10 Ecuación de continuidad 21
10.1 Teoría electromagnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
10.2 Mecánica de fluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
10.3 Mecánica cuántica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
10.4 Mecánica relativista . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
10.5 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
10.6 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
10.7 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
11 ASTM 23
11.1 Historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
11.2 ASTM hoy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
11.3 Algunas normas de uso común . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
11.4 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
12 DIN 25
12.1 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
13 Neumática 26
13.1 Mandos neumáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
13.2 Comparación con otros medios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
13.3 Circuitos neumáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
13.4 Método de paso a paso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
13.5 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
13.6 Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
13.7 Origen del texto y las imágenes, colaboradores y licencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
13.7.1 Texto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
13.7.2 Imágenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
13.7.3 Licencia del contenido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Capítulo 1
Norma UNE
Para la red de televisiones locales perteneciente
al grupo Telecinco, véase UNE (televisión).
Las conocidas como normas UNE (UNE acrónimo de
Una Norma Española) son un conjunto de normas tec-
nológicas creadas por los comités técnicos de normaliza-
ción (CTN), de los que forman parte todas las entidades y
agentes implicados e interesados en los trabajos del comi-
té. Por regla general estos comités suelen estar formados
por la Entidad Nacional de Acreditación (ENAC) –en Es-
paña, la Asociación Española de Normalización y Certi-
ficación (Aenor)–, fabricantes, consumidores y usuarios,
administración, laboratorios y centros de investigación.
Tras su creación, tienen un período de seis meses de prue-
ba en la que son revisadas públicamente, para después
ser redactadas definitivamente por la comisión, bajo las
siglas UNE. Son actualizadas periódicamente.
Las normas se numeran siguiendo una clasificación deci-
mal. El código que designa una norma está estructurado
de la siguiente manera:
A: comité técnico de normalización del que de-
pende la norma;
B: número de norma emitida por dicho comité,
complementado cuando se trata de una revisión
‘R’, una modificación ‘M’ o un complemento
‘C’;
C: año de edición de la norma.
1.1 Cumplimiento y obligatoriedad
Existen ciertas lagunas en cuanto a la obligatoriedad
de la observancia de las normas UNE. En principio no
son de obligada observancia, salvo que la administración
competente las haga obligatorias mediante ley, decreto,
reglamento, o exija su cumplimiento en los pliegos de
prescripciones técnicas de los proyectos de construcción.
A pesar de esto, en RD 1801/2003, de 26 de diciembre,
sobre seguridad general de los productos, se estableció la
obligatoriedad de algunas normas UNE EN, en el uso y
disposición de algunos equipos y elementos, al no existir
otra norma de obligado cumplimiento en las especifica-
ciones técnicas a cumplir.
Por otra parte, los particulares pueden exigir su cumpli-
miento en sus proyectos privados.
Dentro de toda esta controversia con respecto a la obli-
gatoriedad de las normas UNE, existe una corriente de
opinión amparada en el artículo 2 del Código Civil, ci-
tando textualmente:
Las Leyes entrarán en vigor a los veinte días
de su COMPLETA publicación en el Boletín Ofi-
cial del Estado, si en ellas no se dispone otra
cosa.
Código Civil
Hay que saber que todas las normas UNE se publican
en el BOE, sólo que unas se publican completamente, y
otras únicamente la referencia. Según la interpretación
del artículo mencionado antes, solamente serían obliga-
torias aquellas que se han publicado completamente.
Hasta aquí se ha comentado la obligatoriedad de las nor-
mas UNE en general, pero para los casos específicos de
productos de construcción, las circunstancias cambian. El
pasaporte para poder entrar en el comercio europeo es
el marcado CE, para cuya obtención se deben cumplir
las exigencias esenciales marcadas por el Reglamento de
Productos de Construcción. En esta directiva se estable-
cen 2 vías (con carácter general) para obtener el marcado
CE. La primera, para los productos tradicionales, deben
obtener la certificación por parte de un organismo noti-
ficado de que cumplen con una norma transposición de
una norma armonizada, las cuales en España son las nor-
mas UNE EN (UNE Estándar Europeo). En caso de que
un producto de construcción tradicional no cumpla con
la norma UNE EN correspondiente, no podrá obtener el
marcado CE, y no podrá comercializarse.
A pesar de todo lo expuesto, nunca se debe perder de vis-
ta que en caso de existir problemas reales por el no cum-
1
2 CAPÍTULO 1. NORMA UNE
plimiento de las normas UNE, la última palabra sobre la
obligación de su cumplimiento la tendrá el juez.
1.2 Véase también
• DQS
• ISO
• DIN
• AENOR
• IRANOR
• Marcado CE
• Productos de construcción
• Comité Europeo de Normalización
Capítulo 2
Tubería
Tuberías en una sala de calderas
Una tubería o cañería es un conducto que cumple la
función de transportar agua u otros fluidos. Se suele ela-
borar con materiales muy diversos. Cuando el líquido
transportado es petróleo, se utiliza el término oleoducto.
Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza el término
gasoducto. También es posible transportar mediante tube-
rías materiales que, si bien no son un fluido, se adecuan
a este sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos
encapsulados, etcétera.
2.1 Materiales
Las tuberías se fabrican en diversos materiales en fun-
ción de consideraciones técnicas y económicas. Suele
usarse el poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV),
hierro fundido, acero, latón, cobre, plomo, hormigón,
polipropileno, PVC,[1] y termoplástico polietileno de alta
densidad (PEAD), etcétera.
2.1.1 Tubos de acero
Hay tres métodos de fabricación de tuberías de acero:
1 Acero estirado o Sin costura (sin soldadura). La tu-
bería es un lingote cilíndrico que se calienta en un horno
antes de la extrusión. En la extrusión se hace pasar por un
dado cilíndrico y posteriormente se hace el agujero me-
diante un penetrador. La tubería sin costura es la mejor
para la contención de la presión gracias a su homogenei-
dad en todas sus direcciones. Además, es la forma más
común de fabricación y por tanto la más comercial.
2 Con costura longitudinal. Se parte de una lámina de
chapa, la cual se dobla para darle forma a la tubería. La
soldadura que une los extremos de la chapa doblada cie-
rra el cilindro. Por tanto, es una soldadura recta que sigue
toda una generatriz. Variando la separación entre los ro-
dillos se obtienen diferentes curvas y con ello diferentes
diámetros de tubería. Esta soldadura será la parte más dé-
bil de la tubería y marcará la tensión máxima admisible.
3 Con soldadura helicoidal (o en espiral). La metodolo-
gía es la misma que el punto anterior, con la salvedad de
que la soldadura no es recta sino que recorre la tubería
siguiendo la tubería como si fuese roscada.
2.1.2 Tubos de acero galvanizado
La tubería de acero galvanizado es una tubería de acero
(estirado o con soldadura), como en el caso anterior, pero
a la que se ha sometido a unproceso de galvanizado in-
terior y exteriormente. El galvanizado se aplica después
de formado el tubo. Al igual que la de acero al carbón,
se dobla la placa a los diámetros que se requiera. Existen
con costura y sin costura y se utiliza para transportar agua
potable, gases o aceites.
2.1.3 Tubos o conductos de chapa galvani-
zada
Son conductos utilizados para aire (instalaciones de cli-
matización) que se pueden hacer de dos modos:
• De sección circular: suelen construirse de chapa
arrollada helicoidalmente y engatillada.
• De sección rectangular: se construyen de cualquier
dimensión mediante la suma de chapas planas em-
butidas someramente, generalmente en punta de
diamante, para darle mayor rigidez.
3
4 CAPÍTULO 2. TUBERÍA
2.1.4 Tubos de hierro fundido
Una tubería de hierro fundido se fabrica mediante una co-
lada en un molde o mediante inyección del hierro fundido
en un proceso llamado fundición, en el cual la tubería sale
sin costura. La ventaja de este sistema es que las tuberías
tienen gran durabilidad y resistencia al uso. Por contra
son más frágiles ante los golpes.
2.1.5 Tubos de cobre
2.1.6 Tubos de fibrocemento
Las tuberías de fibrocemento comenzaron a utilizarse en
las primeras décadas del 1900, y hasta la década de 1960-
1970 se utilizó ampliamente tanto en sistemas de abaste-
cimiento de agua potable como en sistemas de riego por
presión.[2]
En Europa, a partir de la década de 1980 su uso empieza
a decaer y para la de 1990 se comienza a prohibir en al-
gunos países europeos; en España se prohíbe su uso y co-
mercialización a partir de junio de 2002, ya que la expo-
sición frecuente al amianto, por medio de la inhalación de
sus pequeñas fibras, podría ocasionar enfermedades irre-
versibles, como la asbestosis y el cáncer de pulmón. Al
2010, la mayoría de los organismos financiadores multi-
laterales tenían prohibido su uso..
2.1.7 Tubos de gres
Ventajas
• Los tubos de gres, sobre todo los vitrificados, son
muy resistentes a la abrasión, y al ataque de muchas
sustancias químicas.
Desventajas
• Los tramos de tubos son cortos, y generalmente no
superan una longitud de unmetro, lo que incrementa
el número de uniones y, consecuentemente, aumenta
el peligro de fugas.
2.1.8 Tubos de hormigón
La tubería de cemento, hormigón u hormigón armado es
eficaz, económica y ecológica para redes hidráulicas que
trabajan en régimen libre o en baja presión. La experien-
cia en su utilización es amplia, ya que el uso del hormigón
como material de construcción es muy antiguo y ha teni-
do, a lo largo del tiempo, muchas modificaciones, tanto
en la composición de los materiales utilizados para el hor-
migón como en los procedimientos constructivos.
Los tubos de hormigón pueden ser de:
• hormigón centrifugado
• hormigón armado
• hormigón pre-tensado
Evidentemente las tuberías de hormigón, como todas las
otras tuberías, tienen ventajas e inconvenientes. Las prin-
cipales son:
Ventajas
• Los tubos de hormigón pueden ser construidos en
lugares próximos al lugar donde serán empleados,
con parte de los materiales encontrados en el lugar.
• Los procedimientos constructivos son relativamente
simples.
• Pueden construirse en una faja de dimensiones muy
amplia.
• Son relativamente fáciles de instalar.
• Una de las ventajas diferenciales del tubo de hor-
migón armado es que permite adecuar el tubo a las
cargas del terreno y sobrecargas externas a que en
cada posición del trazado esté sometida la tubería,
y la resistencia de la tubería puede adaptarse a las
circunstancias reales a que vaya a estar sometida.
Desventajas
• Son susceptibles a la corrosión interna y externa, en
presencia de sulfuros.[3]
• Exige un número considerable de juntas, lo que pro-
picia las infiltraciones, ya sea desde adentro de la
tubería, con lo cual puede contaminarse el suelo, o
desde el externo del tubo, lo que produce un incre-
mento del caudal transportado.
2.1.9 Tubos de materiales plásticos
2.2 Usos de las tuberías
2.2.1 Sistemas de abastecimiento de agua
Losmateriales más comunes con los que se fabrican tubos
para la conducción de agua son: PRFV, cobre, PVC,[1]
polipropileno, polietileno (PEAD, acero y hierro dúctil
(ISO-2531)(GB/T13295-2008).
Hasta la década de 1960-1970 eran muy utilizadas las tu-
berías de fibrocemento. Se dejaron de utilizar al hacerse
cada vez más evidentes las propiedades cancerígenas del
asbesto que se utilizaba en la fabricación del fibrocemen-
to. Actualmente ya casi no se utiliza el fibrocemento, y
2.3. CÓDIGOS INTERNACIONALES 5
las redes construidas con este material se han ido sustitu-
yendo paulatinamente por otros materiales.
Entre los sistemas de abastecimiento de agua, está el abas-
tecimiento a los sistemas de protección de incendios, tan-
to para llevar agua a las bocas equipadas (BIE) y a las
no equipadas (hidrantes de incendio) como a los siste-
mas de rociadores que se abren cuando la temperatura
supera cierto nivel, dejando pasar el agua para controlar
incendios.
2.2.2 Desagües
Los materiales más comunes para el desalojo de aguas
servidas son: PRFV, hierro fundido, PVC,[1] hormigón
o fibrocemento.[4] Hasta la década de 1950-1960 se
utilizaban tubos de desagüe en plomo[nota 1].
Los nuevos materiales que están reemplazando a los tra-
dicionales son el PRFV (poliéster reforzado con fibra
de vidrio), PEAD (polietileno de alta densidad) y PP
(polipropileno).
2.2.3 Gas
Suelen ser de cobre o acero (dúctil o laminar, según las
presiones aplicadas), según el tipo de instalación, aunque
si son de un material metálico es necesario realizar una
conexión a la red de toma de tierra.[nota 2] También se es-
tán comenzando a elaborar de PRFV, politicen reforzado
con fibra de vidrio.[5] en el caso de tuberías de conducción
con requerimientos térmicos y mecánicos menos exigen-
tes; además, soportan altas presiones.
2.2.4 Calefacción, climatización
Tradicionalmente se ha usado el acero negro, el más ade-
cuado para radiadores de ese material o de fundición. Ac-
tualmente se usa el cobre, material muy usado en las ins-
talaciones nuevas, pero da problemas por contacto con
otros metales en presencia de agua (corrosiones) especial-
mente con emisores de aluminio (muy corrosible), por lo
que también se utilizan tuberías de material plástico. No
deben emplearse tuberías galvanizadas porque el agua, a
temperaturas superiores a 60 °C, destruye la protección
de cinc.
En redes enterradas se emplea tubería pre-aislada.
2.2.5 Uso industrial
Energía
En el transporte de vapor de alta energía[6] se emplea ace-
ro aleado con cromo y molibdeno.
Para grandes caudales de agua (refrigeración) se em-
plea poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV-hasta
DN3200), hierro fundido dúctil (hasta 2m de diámetro)
o acero al carbono. En el caso de la última, la tubería se
fabrica a partir de chapa doblada que posteriormente es
soldada (tubería con costura).
En el ámbito de la producción de energía hidráulica se
llama tubería forzada.
Petroquímica
Dada la variedad de productos transportados se encuen-
tran materiales muy distintos para atender a las necesi-
dades de corrosión, temperatura y presión. Cabe reseñar
materiales como el PRFV, Monel o el Inconel para pro-
ductos muy corrosivos.
Transportación
Transporte por tubería es construida para facilitar el
transportación de agua, petroquímica, gases, u otras a dis-
tancias largas o en veces cercanos. La necesidad constante
del recurso transportado dicta la necesidad de transpor-
tar por tuberia, cuando es mas eficaz que el transporte
por barco, carril, o camiones dado al terreno o faltas de
carreteras.
2.3 Códigos Internacionales
A continuación se enumeran algunos códigos que con-
templan el diseño de sistemas de tuberías.
2.3.1 ISO/EN/ASME/ANSI• ASME B31.1 - Tuberías en plantas de generación
• ASME B31.3 - Plantas de proceso
• ASME B31.4 - Transporte de hidrocarburos líqui-
dos, gas petrolero, Andhydroys Anmonia y Alcoho-
les
• ASME B31.5 - Tuberías para refrigeración
• ASME B31.8 - Conducciones de gas
• ASME B31.9 - Tuberías para edificios de servicios
• ISO2531 - Tubos, racores y accesorios de fundición
dúctil y sus uniones para la aplicación de agua o gas
• ISO8179 - Tubos de fundición dúctil – Revestimien-
to exterior de zinc y capa de acabado
Parte I – Cinc
Metálico con
6 CAPÍTULO 2. TUBERÍA
Capa de Aca-
bado
Parte II – Pin-
tura de Cinc
Rico con Ca-
pa de Acaba-
do
2.3.2 EURO CÓDIGO
• EN 13480 Tuberías industriales metálicas
• EN 10255 Tamaño de tubería
• EN 545-2010 Tubos, racores y accesorios de fundi-
ción dúctil y sus uniones para canalizaciones de agua
– Requisitos y métodos de ensayo
2.4 Véase también
• Acero galvanizado
• Alcantarillado
• Cálculo de caudal de agua en tubería
• Desatascador
• Diagrama de Moody
• Ecuación de Colebrook-White
• Ecuación de Darcy-Weisbach
• Flujo de agua en tubería
• Soldadura
2.5 Referencias
[1] Actualmente el PVC está prohibido en algunos países o su
aplicación ha sido limitada por considerarse que provoca
efectos contaminantes para el ser humano y el entorno.
Véase la campaña de Greenpeace 'PVC-free future'
[2] Conducción a la casa de La Navata
[3] Metcalf, L. y H. P. Eddy.American Sewerage Practice, vol
I 2.ª ed., McGraw Hill, New York, 1928.
[4] Actualmente el fibrocemento está prohibido en mu-
chos países, si contiene fibras de amianto, un material
cancerígeno
[5] Observar la difusión en materiales termoplásticos como
fuente de entrega de oxígeno y escape de gases
[6] Vapor con temperaturas de hasta 580ºC y presiones hasta
180 bares.
Notas
[1] De aqui deriva el nombre de plomero con que se conoce
al técnico que ejecuta y repara los desagües domésticos.
[2] Es muy peligroso utilizar las tuberías como red de toma
de tierra, además de que las corriente erráticas favorecen
la corrosión de los metales.
2.6 Enlaces externos
• Wikimedia Commons alberga contenido multi-
media sobre tuberías para agua. Commons
• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-
ción sobre tubería.Wikcionario
• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-
ción sobre cañería.Wikcionario
Precios Tuberías Pavco en Perú
Capítulo 3
Válvula
Según el diccionario de la Real Academia, una válvula es
unMecanismo que regula el flujo de la comunicación entre
dos partes de una máquina o sistema. Sin embargo las tres
acepciones siguientes se refieren a mecanismo que dejan
pasar un fluido en un sentido y lo impiden en el contra-
rio (incluido el llamado fluido eléctrico). En la industria,
a menudo se refiere la palabra a estos últimas acepcio-
nes, pero en el lenguaje, ha tomado en muchas ocasiones
el sentido de la primera acepción. De este modo, podría
definirse una válvula como un dispositivo mecánico con
el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación
(paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible
que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más
orificios o conductos.
La válvula es uno de los instrumentos de control más
esenciales en la industria. Debido a su diseño y mate-
riales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y des-
conectar, regular, modular o aislar una enorme serie de
líquidos y gases, desde los más simples hasta los más co-
rrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde unos milíme-
tros hasta los 90 m o más de diámetro (aunque en tama-
ños grandes suelen llamarse compuertas). Pueden traba-
jar con presiones que van desde el vacío hasta más de
140 MPa (megapascales) y temperaturas desde las crio-
génicas hasta 1100 K (kelvin). En algunas instalaciones
se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o es-
currimientos no tienen importancia.
La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido. Pa-
ra la cantidad total de fluido que pasa por una sección
determinada de un conducto por unidad de tiempo, en
castellano se emplea la palabra caudal. [1]
3.1 Llaves
Una confusión frecuente en el idioma consiste en mezclar
la idea de válvula con la de llave. A partir de la defini-
ción dada al principio, esta confusión es perfectamente
normal, pero conviene distinguir que llave (o más pre-
cisamente, llave de paso) suele referirse a mecanismos
que permiten abrir, cerrar o regular el flujo de un flui-
do, concretamente líquidos y gases con caudales relati-
vamente reducidos (normalmente en instalaciones de la
edificación). Cuando se trata de fluidos con grandes cau-
dales (agua o aire) estas llaves se llaman compuertas hi-
dráulicas.
3.2 Clasificación de válvulas aten-
diendo a sus usos
• Válvulas industriales.
• Válvula de asiento.
• Válvula de camisa.
• Válvula hidráulica, caso particular de válvulas
industriales.
• Llave o válvula de paso, caso de válvulas en
instalaciones de edificios residenciales (tanto
para agua, como para gases combustibles).
• Válvula multivía, dispositivo que funciona en
circuitos hidráulicos, diviendo o mezclando
fluidos de distintas procedencias, generalmen-
te para modificar su temperatura.
• Válvula de seguridad, para casos de exceso de
presión, por avería o por expansión térmica.
• Válvula antirretorno o válvula de retención,
usada para evitar que un fluido se mueva en
sentido no deseado a lo largo de una tubería.
• Válvula rotatoria, usada en los instrumentos de
viento-metal.
• Válvulas del corazón.
Por analogía se denominan también válvulas los disposi-
tivos que regulan el paso de electrones en determinadas
circunstancias:
• Válvulas termoiónicas.
3.3 Referencias
[1] Una breve introducción sobre las características y usos de
valvulas.
7
8 CAPÍTULO 3. VÁLVULA
3.4 Enlaces externos
• Wikimedia Commons alberga contenido multi-
media sobre Válvula. Commons
Capítulo 4
Válvula industrial
Una gran válvula industrial.
Una válvula industrial es el tipo de válvula que como
elemento mecánico se emplea para regular, permitir o
impedir el paso de un fluido a través de una instalación
industrial o máquina de cualquier tipo.
4.1 Tipos de válvulas
4.1.1 Válvula de retención
La función esencial de una válvula de retención es impe-
dir el paso del fluido en una dirección determinada, y no
retorno (retén). Mientras el sentido del fluido es el correc-
to, la válvula de retención se mantiene abierta, cuando el
fluido pierde velocidad o presión la válvula de retención
tiende a cerrarse, evitando así el retroceso del fluido. La
diferencia de presiones entre la entrada y la salida hace
que la válvula esté abierta o cerrada.
También se denomina anti-retorno. Por Ejemplo las Vál-
vulas de Diafragmas.
4.1.2 Válvula de compuerta
La apertura y cierre se produce mediante el movimiento
vertical de una pieza interior en forma de cuña que encaja
en el cuerpo. Esta cuña interior puede estar recubierta de
goma o de metal especial, por lo que la estanqueidad es
muy buena.
4.1.3 Válvula de bola o válvula esférica
Sección Válvula de Bola.
La apertura y cierre se produce por el giro de una esfera
que tiene un agujero transversal.
Al girar la maneta, también gira un eje, el cual está aco-
plado a una esfera, unas juntas de PTFE (teflón) garanti-
zan la estanqueidad.
9
10 CAPÍTULO 4. VÁLVULA INDUSTRIAL
Válvula de globo.
4.1.4 Válvula de seguridad o de alivio de
presión
4.1.5 Válvula de globo (o de asiento)
Válvula que sirve para regular la cantidad de flujo que pa-
sa por ella. El elemento de cierre asienta sobre una sec-
ción circular. Amedida que el elemento de cierre se apro-
xima al asiento, la sección de paso se reduce y portanto
aumenta la pérdida de carga disminuyendo el caudal.
4.2 Componentes de una válvula
• Cuerpo: Es la parte a través de la cuál transcurre el
fluido.
• Obturador: Es el elemento que hace que la sección
de paso varíe, regulando el caudal y por tanto la pér-
dida de presión.
• Accionamiento: Es la parte de la válvula que ha-
ce de motor para que el obturador se sitúe en una
posición concreta. Puede ser motorizado, mecáni-
co, neumático, manual o electromagnético.
• Cierre: Une el cuerpo con el accionamiento. Hace
que la cavidad del cuerpo y del obturador (donde hay
fluido) sea estanco y no fugue.
• Vástago: Es el eje que transmite la fuerza del accio-
namiento al obturador para que este último se posi-
cione.
4.3 Características de válvulas
4.3.1 Materiales
Dependiendo del material utilizado en el cuerpo de la vál-
vula, se denominan como válvulas de:
• acero al carbono, como el forjado A105N que se usa
en la mayoría de procesos industriales inocuos
• acero inoxidable, como el A182 F316 que se usa en
situaciones de corrosión o temperatura menor
• acero aleado, como el super duplex forjado A182
F55 que se usa en procesos altamente corrosivos,
como por ejemplo la desalinación del agua maríti-
ma
4.3.2 Presión Nominal
Para estandarizar las válvulas se estipulan diferentes pre-
siones máximas a las que pueden trabajar. Se denomina
con la sigla PN -valor establecido en bar- y se encuentra,
generalmente, impreso en el cuerpo de la válvula.
4.3.3 Extremos
• Soldados
• Roscados
• Polietileno press-fitting
• Easyquick (empalme rápido)
• EasyQuick Plus (empalme rápido desmontable)
• Bridados
4.4 Véase también
• Parque industrial
• Grupo Compás, distribuidora española de valvulería
industrial
• Exotica Valves, fabricante de válvulas de aleaciones
especiales.
Capítulo 5
Bomba inyectora
La Bomba inyectora es un dispositivo capaz de por su
parte elevar la presión de un fluido, generalmente pre-
sente en los sistemas de Inyección de combustiblle co-
mo el gasoil (Motores Diesel) o más raramente gasolina
(Motores Otto), hasta un nivel lo bastante elevado como
para que al ser inyectado en el motor esté lo suficiente-
mente pulverizado, condición imprescindible para su in-
flamación espontánea (fundamento del ciclo del Motor
diésel), gracias a la elevada Temperatura de autocombus-
tión. Además distribuyen el combustible a los diferentes
cilindros en función del orden de funcionamiento de los
mismos (ej. 1-3-4-2 en los 4 cilindros). Básicamente han
existido dos tipos de bombas para diésel y gasolina (estas
últimas ya desaparecidas al aparecer la Inyección elec-
trónica ). Estos dos tipos son: las bombas en línea y las
bombas rotativas.
5.1 Funcionamiento
Esta bomba inyectora , recibe el movimiento desde el mo-
tor generalmente a través de un accionamiento como la
distribución, de forma tal que gira sincronizada con él, y
a la mitad de revoluciones en un motor de 4 tiempos.
Bomba rotativa Bosch para motor turbo,se aprecian las tuberías
de alta presión
La presión se regula mediante un tornillo y no tiene cir-
cuito eléctrico.
Internamente tiene un émbolo ajustado con gran preci-
sión (2 micras) que tiene dos movimientos simultáneos:
rotativo para distribuir, y axial para comprimir el gasóleo.
La regulación de caudal de gasoil se hace mediante una
corredera anular que abre la descarga del émbolo de pre-
sión más o menos tarde, en función de la posición del
pedal acelerador y del régimen motor en ese momento.
Al abrirse la descarga la presión en el inyector cae por
debajo de la presión de apertura del muelle del mismo,
terminándose la inyección.
Bomba en línea Bosch
En el caso de las bombas en línea, las más antiguas cro-
nológicamente, existe un émbolo de caudal para cada ci-
lindro. Los émbolos son accionados mediante un árbol de
levas interno de la bomba, en el orden de encendido del
motor. En este caso el caudal se regula mediante el gi-
ro simultáneo de los émbolos mediante la acción de una
cremallera, con lo cual queda descubierto el canal de des-
carga de presión antes o después, dosificando al inyector
igual que en la bomba rotativa.
Tiene la desventaja con respecto a otros tipos de bombas
que es más pesada, voluminosa y que no puede girar a
altas revoluciones, no obstante es la más utilizada en los
motores Diesel de equipos pesados y camiones de carga
cuyos motores no son muy rápidos, por su robustez, vida
útil y estabilidad. En el gráfico pueden apreciarse también
los tubos que salen de la bomba hacia los inyectores.
Todos los pistones se alimentan de un conducto común
elaborado en el cuerpo de la bomba, presurizado con
11
12 CAPÍTULO 5. BOMBA INYECTORA
combustible por la bomba circuladora.
5.2 Referencias bibliográficas
• “Motores endotérmicos” - Dante Giacosa - Editorial
Hoepli
• “Manual de la técnica del automóvil” (BOSCH)
ISBN 3-934584-82-9
Capítulo 6
Flujo laminar
Flujo laminar de un fluido perfecto en torno al perfil de un objeto.
Distribución de velocidades en un tubo con flujo laminar.
Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido. Se
llama flujo laminar o corriente laminar, al movimiento
de un fluido cuando éste es ordenado, estratificado, suave.
En un flujo laminar el fluido se mueve en láminas parale-
las sin entremezclarse y cada partícula de fluido sigue una
trayectoria suave, llamada línea de corriente. En flujos
laminares el mecanismo de transporte lateral es exclu-
sivamente molecular. Se puede presentar en las duchas
eléctricas vemos que tienen lineas paralelas
El flujo laminar es típico de fluidos a velocidades bajas
o viscosidades altas, mientras fluidos de viscosidad ba-
ja, velocidad alta o grandes caudales suelen ser turbulen-
tos. El número de Reynolds es un parámetro adimensio-
nal importante en las ecuaciones que describen en que
condiciones el flujo será laminar o turbulento. En el caso
de fluido que se mueve en un tubo de sección circular,
el flujo persistente será laminar por debajo de un núme-
ro de Reynolds crítico de aproximadamente 2040.[1] Para
números de Reynolds más altos el flujo turbulento puede
sostenerse de forma indefinida. Sin embargo, el número
de Reynolds que delimita flujo turbulento y laminar de-
pende de la geometría del sistema y además la transición
de flujo laminar a turbulento es en general sensible a rui-
do e imperfecciones en el sistema.[2]
El perfil laminar de velocidades en una tubería tiene for-
ma de una parábola, donde la velocidad máxima se en-
cuentra en el eje del tubo y la velocidad es igual a cero en
la pared del tubo. En este caso, la pérdida de energía es
proporcional a la velocidad media, mucho menor que en
el caso de flujo turbulento.
6.1 Véase también
• Número de Reynolds
• Diagrama de Moody
• Flujo turbulento
6.2 Referencias
• Hidráulica de los canales abiertos. Ven Te Chow.
1982. ISBN 968-13-1327-5
[1] Avila, K.; D. Moxey, A. de Lozar, M. Avila, D. Bar-
kley, B. Hof (julio de 2011). «The Onset of Turbu-
lence in Pipe Flow». Science 333 (6039): 192–196.
doi:10.1126/science.1203223.
[2] Reynolds, O. (1883). «An experimental investigation of
the circumstances which determine whether the motion
of water shall be direct or sinuous, and of the law of re-
sistance in parallel channels». Proc. R. Soc. London 35:
84–99.
6.3 Enlaces externos
• Vídeo en YouTube.
13
Capítulo 7
Flujo turbulento
Distribución de velocidades paralelas longitudinales en el interior
de un tubo con flujo turbulento. A la derecha el flujo instantáneo
a la izquierda el flujo promediado.
En mecánica de fluidos, se llama flujo turbulento o co-
rriente turbulenta al movimiento de un fluido que se da
en forma caótica, en que las partículas se mueven des-
ordenadamente y las trayectorias de las partículas se en-
cuentran formando pequeños remolinosperiódicos, (no
coordinados) como por ejemplo el agua en un canal de
gran pendiente. Debido a esto, la trayectoria de una par-
tícula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir
de la cual la trayectoria de la misma es impredecible, más
precisamente caótica.
Las primeras explicaciones científicas de la formación del
flujo turbulento proceden de Andréi Kolmogórov y Lev
D. Landau (teoría de Hopf-Landau). Aunque la teoría
modernamente aceptada de la turbulencia fue propuesta
en 1974 por David Ruelle y Floris Takens.
7.1 Véase también
• Número de Reynolds
• Diagrama de Moody
• Flujo laminar
7.2 Referencias
• Hidráulica de los canales abiertos. Ven Te Chow.
1982. ISBN 968-13-1327-5
14
Capítulo 8
Número de Reynolds
Una calle de vórtices alrededor de un cilindro. Esto ocurre alre-
dedor de los cilindros, para cualquier fluido, tamaño del cilindro
y velocidad de fluido, siempre que tenga un número de Reynolds
de entre ~ 40 y 10³.[1]
El número de Reynolds (Re) es un número adimensio-
nal utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y
fenómenos de transporte para caracterizar el movimien-
to de un fluido. El concepto fue introducido por George
Gabriel Stokes en 1851,[2] pero el número de Reynolds
fue nombrado por Osborne Reynolds (1842-1912), quien
popularizó su uso en 1883.[3][4] En biología y en par-
ticular en biofísica, el número de Reynolds determina
las relaciones entre masa y velocidad del movimiento de
microorganismos en el seno de un líquido caracterizado
por cierto valor de dicho número (líquido que por lo co-
mún es agua, pero puede ser algún otro fluido corporal,
por ejemplo sangre o linfa en el caso de diversos parásitos
mótiles y la orina en el caso de los mesozoos) y afecta es-
pecialmente a los que alcanzan velocidades relativamente
elevadas para su tamaño, como los ciliados predadores.[5]
Para los desplazamientos en el agua de entidades de tama-
ño y masa aun mayor, como los peces grandes, aves como
los pingüinos, mamíferos como focas y orcas, y por cierto
los navíos submarinos, la incidencia del número de Rey-
nolds es mucho menor que para los microbios veloces.[6]
Cuando el medio es el aire, el número de Reynolds del
fluido resulta también importante para insectos volado-
res, aves, murciélagos y microvehículos aéreos, siempre
según su respectiva masa y velocidad.[7]
8.1 Definición y uso de Re
El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad,
velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión
adimensional, que interviene en numerosos problemas de
dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adi-
mensional aparece en muchos casos relacionado con el
hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (núme-
ro de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Rey-
nolds grande).
Para un fluido que circula por el interior de una tubería
circular recta, el número de Reynolds viene dado por:
Re = ρvsDµ
o equivalentemente por:
Re = vsDν
donde:
ρ
vs
D
µ
ν
ν =
µ
ρ
.
Como todo número adimensional es un cociente, una
comparación. En este caso es la relación entre los térmi-
nos convectivos y los términos viscosos de las ecuaciones
deNavier-Stokes que gobiernan el movimiento de los flui-
dos.
Por ejemplo, un flujo con un número de Reynolds alre-
dedor de 100.000 (típico en el movimiento de una aero-
nave pequeña, salvo en zonas próximas a la capa límite)
expresa que las fuerzas viscosas son 100.000 veces me-
nores que las fuerzas convectivas, y por lo tanto aquellas
pueden ser ignoradas. Un ejemplo del caso contrario se-
ría un cojinete axial lubricado con un fluido y sometido
15
16 CAPÍTULO 8. NÚMERO DE REYNOLDS
a una cierta carga. En este caso el número de Reynolds
es mucho menor que 1 indicando que ahora las fuerzas
dominantes son las viscosas y por lo tanto las convecti-
vas pueden despreciarse. Otro ejemplo: En el análisis del
movimiento de fluidos en el interior de conductos propor-
ciona una indicación de la pérdida de carga causada por
efectos viscosos.
8.2 Re y el carácter del flujo
Además el número de Reynolds permite predecir el ca-
rácter turbulento o laminar en ciertos casos.
En conductos o tuberías (en otros sistemas, varía el Rey-
nolds límite):
Si el número de Reynolds es menor de 2100 el
flujo será laminar y si es mayor de 10000 el flu-
jo será turbulento. El mecanismo y muchas de
las razones por las cuales un flujo es laminar o
turbulento es todavía hoy objeto de especula-
ción.
Según otros autores:
• Para valores de Re ≤ 2 100 (para flujo interno en
tuberías circulares) el flujo se mantiene estacionario
y se comporta como si estuviera formado por lámi-
nas delgadas, que interactúan sólo en función de los
esfuerzos tangenciales existentes. Por eso a este flu-
jo se le llama flujo laminar. El colorante introducido
en el flujo se mueve siguiendo una delgada línea pa-
ralela a las paredes del tubo.
• Para valores de 2 100 ≤ Re ≤ 10 000 (para flujo
interno en tuberías circulares) la línea del colorante
pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones
variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo
delgada. Este régimen se denomina de transición.
• Para valores de Re ≥ 10 000 , (para flujo interno
en tuberías circulares) después de un pequeño tramo
inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende
a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llama-
do turbulento, es decir caracterizado por un movi-
miento desordenado, no estacionario y tridimensio-
nal.
8.3 Flujo sobre la capa límite en
problemas de Ingeniería Aero-
náutica
En ingeniería aeronáutica el flujo sobre la capa límite de
la corriente de aire es sumamente importante:[8]
La transición ocurre normalmente para va-
lores de número de Reynolds entre medio mi-
llón y 10 millones y se producirá antes o des-
pués dependiendo en gran medida de la rugosi-
dad de la superficie, de la superficie, de la tur-
bulencia de la corriente libre de aire y de la dis-
tribución de presiones
Además, sabemos que el número de Reynolds depende de
la dimensión característica del objeto que se mueve en el
fluido, por ende podemos considerar lo siguiente:
Número de Reynolds local Cuando la longitud carac-
terística (l) corresponde la distancia del borde de
ataque.
Número de Reynolds global Cuando la longitud carac-
terística (l) corresponde a la cuerda del perfil, u otra
distancia que represente la aeronave (longitud del
fuselaje, envergadura).
De todas formas, podemos considerar la laminaridad de
la capa límite cuando:
Re ≤ 5 · 105
8.4 Flujo sobre la capa límite en
problemas de Hidráulica
En problemas donde el fluido considerado es el agua, se
ha demostrado mediante experimentación en laboratorio
que entre un número de Reynolds de 2.000 a 3.000 se
encuentra la etapa de transición laminar-turbulento en el
flujo de la capa límite.
Sin embargo, para efectos prácticos se considera:
Re ≤ 2000 el flujo será laminar.[9]
8.5 Véase también
• Wikimedia Commons alberga contenido multi-
media sobre Número de Reynolds. Commons
• Número de Reynolds magnético
• Estado de flujo hidráulico
8.6 Referencias
[1] Tansley, Claire E.; Marshall, David P. (2001). «Flow
past a Cylinder on a Plane, with Application to Gulf
8.6. REFERENCIAS 17
Stream Separation and the Antarctic Circumpolar Cu-
rrent». Journal of Physical Oceanography 31 (11): 3274–
3283. Bibcode:2001JPO....31.3274T. doi:10.1175/1520-
0485(2001)031<3274:FPACOA>2.0.CO;2.
[2] Stokes, George (1851). «On the Effect of the Inter-
nal Friction of Fluids on the Motion of Pendulums».
Transactions of the Cambridge Philosophical Society 9: 8–
106. Bibcode:1851TCaPS...9....8S.
[3] Reynolds, Osborne (1883). «An experimental investi-
gation of the circumstances which determine whether
the motion of water shall bedirect or sinuous, and of
the law of resistance in parallel channels». Philosophical
Transactions of the Royal Society 174 (0): 935–982.
doi:10.1098/rstl.1883.0029. JSTOR 109431.
[4] Rott, N. (1990). «Note on the history of the Rey-
nolds number». Annual Review of Fluid Mecha-
nics 22 (1): 1–11. Bibcode:1990AnRFM..22....1R.
doi:10.1146/annurev.fl.22.010190.000245.
[5] Bonner, John Tyler (2012). Low Reynolds Number Ae-
rodynamics and Transition. Princeton, Mass., EE.UU.:
Princeton University Press. p. 176. ISBN 978-069-
112850-4.
[6] Wei Shyy, Yongsheng Lian, Jian Tang, Dragos Viieru,
Hao Liu (2007). Aerodynamics of Low Reynolds Number
Flyers. Reino Unido: Cambridge University Press. p. 213.
ISBN 978-052-188278-1.
[7] Bonner, M. (2012). Why Size Matters: From Bacteria to
Blue Whales. Intech. p. 172. ISBN 978-953-51-0492-6.
[8] Carmona, 2004.
[9] Crowe et al., 2009.
8.6.1 Bibliografía
• Carmona, Aníbal Isidoro (2004). «Número de
Reynolds». Aerodinámica y actuaciones del avión.
Thomson Paraninfo. ISBN 978-84-28326407.
• Chow, Ven Te (1982). Hidráulica de los canales
abiertos. ISBN 968-13-1327-5.
• Crowe, Clayton; Elger, Donald; Williams, Rober-
son; Roberson, John (2009). Engineering Fluid Me-
chanics [Mecánica de Fluidos Ingeniería] (en in-
glés) (9.ª edición). John Wiley & Sons. ISBN 978-
0470259771.
Capítulo 9
Fluido
Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado
por alguna sustancia entre cuyas moléculas sólo hay una
fuerza de atracción débil. La propiedad definitoria es que
los fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en
su seno fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma
“original” (lo cual constituye la principal diferencia con
un sólido deformable, donde sí hay fuerzas restitutivas).
Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen
unidas entre si por fuerzas cohesivas débiles y las pare-
des de un recipiente; el término engloba a los líquidos y
los gases. En el cambio de forma de un fluido la posición
que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplica-
da sobre ellos, pues justamente fluyen. Los líquidos to-
man la forma del recipiente que los aloja, manteniendo
su propio volumen, mientras que los gases carecen tan-
to de volumen como de forma propias. Las moléculas no
cohesionadas se deslizan en los líquidos, y se mueven con
libertad en los gases. Los fluidos están conformados por
los líquidos y los gases, siendo los segundos muchomenos
viscosos (casi fluidos ideales).
9.1 Características
• Movimiento no acotado de las moléculas. Son in-
finitamente deformables, los desplazamientos que
un punto material o molécula puede alcanzar en el
seno del fluido no están acotados (esto contrasta con
los sólidos deformables, donde los desplazamientos
están mucho más limitados). Esto se debe a que sus
moléculas no tienen una posición de equilibrio, co-
mo sucede en los sólidos donde la mayoría de molé-
culas ejecutan pequeños movimientos alrededor de
sus posiciones de equilibrio.
• Compresibilidad. Todos los fluidos son
compresibles en cierto grado. No obstante, los
líquidos son altamente incompresibles a diferencia
de los gases que son altamente compresibles. Sin
embargo, la compresibilidad no diferencia a los
fluidos de los sólidos, ya que la compresibilidad de
los sólidos es similar a la de los líquidos.
• Viscosidad, aunque la viscosidad en los gases es
mucho menor que en los líquidos. La viscosidad ha-
ce que la velocidad de deformación puede aumen-
tar las tensiones en el seno del medio continuo. Esta
propiedad acerca a los fluidos viscosos a los sólidos
viscoelásticos.
• Distancia Molecular Grande: Esta es una de las
características de los fluidos en la cual sus molécu-
las se encuentran separadas a una gran distancia en
comparación con los sólidos y esto le permite cam-
biar muy fácilmente su velocidad debido a fuerzas
externas y facilita su compresión.
• Fuerzas de Van der Waals: Esta fuerza fue des-
cubierta por el físico holandés Johannes Van der
Waals, el físico encontró la importancia de conside-
rar el volumen de las moléculas y las fuerzas inter-
moleculares y en la distribución de cargas positivas
y negativas en las moléculas estableciendo la rela-
ción entre presión, volumen, y temperatura de los
fluidos.
• Ausencia dememoria de forma, es decir, toman la
forma del recipiente que lo contenga, sin que exis-
tan fuerzas de recuperación elástica como en los só-
lidos. Debido a su separación molecular los fluidos
no poseen una forma definida por tanto no se puede
calcular su volumen o densidad a simple vista, para
esto se introduce el fluido en un recipiente en el cual
toma su forma y así podemos calcular su volumen
y densidad, esto facilita su estudio. Esta última pro-
piedad es la que diferencia más claramente a fluidos
(líquidos y gases) de sólidos deformables.
Para el estudio de los fluidos es indispensable referirnos
a la mecánica de fluidos que es la ciencia que estudia los
movimientos de los fluidos y una rama de la mecánica
de medios continuos. También estudia las interacciones
entre el fluido y el contorno que lo limita.
9.2 Propiedades
Las propiedades de un fluido son las que definen el com-
portamiento y características del mismo tanto en reposo
como en movimiento. Existen propiedades primarias y
propiedades secundarias del fluido.
18
9.3. DESCRIPCIÓN DE LOS FLUIDOS 19
9.2.1 Propiedades primarias
Propiedades primarias o termodinámicas:
• Presión
• Densidad
• Temperatura
• Energía interna
• Entalpía
• Entropía
• Calores específicos
• Viscosidad
• Peso y volumen específicos
9.2.2 Propiedades secundarias
Caracterizan el comportamiento específico de los fluidos.
• Viscosidad
• Conductividad térmica
• Tensión superficial
• Compresibilidad
• Capilaridad
9.3 Descripción de los fluidos
9.3.1 Clasificación
Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes
características, de acuerdo con su comportamiento vis-
cosos que presentan en:
• Fluidos perfectos o superfluidos
• Fluidos newtonianos
• Fluidos no newtonianos
Respecto a su densidad y tipo de movimiento de las mo-
léculas y el estado físico un fluido puede ser clasificado
en:
• Líquido
• Vapor
• Gas
Incluso el plasma puede llegar a modelarse como un flui-
do, aunque este contenga cargas eléctricas.[1]
9.3.2 Descripción matemática
Si bien las moléculas que forman los fluidos pueden cam-
biar su posición relativa y son elementos discretos y se-
parables unos de otros. La manera de estudiarlos y pre-
decir su comportamiento la mayor parte de situaciones
es tratarlos como un medio continuo. De esta forma, las
variables de estado del material, tales como la presión,
la densidad y la velocidad podrán ser consideradas como
funciones continuas del espacio y del tiempo, conducien-
do naturalmente a la descripción de los fluidos como un
conjunto de campos vectoriales y escalares, que coevolu-
cionan a medida que una masa de fluido se deplaza co-
mo un todo o cambia de forma. Las ecuaciones de mo-
vimiento que describen el comportamiento macroscópi-
co de un fluidos bajo diversas condiciones exteriores son
ecuaciones diferenciales que involucran las derivadas de
diferentes magnitudes (escalares o vectoriales) respecto
a las coordenadas. La ecuación que relaciona las fuerzas
sobre un fluido con el llamado tensor tensión que repre-
senta las fuerzas entre diferentes moléculas es común a la
de los sólidos deformables:
(*)

∂σxx
∂x
+
∂σxy
∂y
+
∂σxz
∂z
+ bx = ρ
Dvx
Dt
∂σyx
∂x
+
∂σyy
∂y
+
∂σyz
∂z
+ by = ρ
Dvy
Dt
∂σzx
∂x
+
∂σzy
∂y
+
∂σzz
∂z
+ bz = ρ
Dvz
Dt
Aquí σij representan las componentes del tensor de ten-
siones, mientras que las bi representan las componentes
de las fuerzas volumétricas y vison las componentes del
campo de velocidades.
La diferencia entre un fluido y un sólido deformable es
que en un fluido dicho tensor tensión no depende de la
deformación absoluta sino como mucho de la velocidad
de deformación. Así para un fluido newtoniano la ecua-
ción constitutiva que da el tensor tensión en términos del
tensor velocidad de deformación es:
σij = (−p+ λdkk)δij + 2µdij
que substituida en la ecuación (*) proporciona las
ecuaciones de Navier-Stokes.
9.3.3 Agitación molecular
Al dividir la longitud del recorrido libre promedio de las
moléculas por la longitud característica del sistema, se
obtiene un número adimensional denominado número de
Knudsen. Calculando el número de Knudsen es fácil sa-
ber cuándo puede describirse el comportamiento de líqui-
dos y gases mediante las ecuaciones de la dinámica de los
20 CAPÍTULO 9. FLUIDO
fluidos. En efecto, si el número de Knudsen es menor a la
unidad, la hipótesis del continuo podrá ser aplicada; si el
número de Knudsen es similar a la unidad o mayor, debe-
rá recurrirse a las ecuaciones de la mecánica estadística
para describir el comportamiento del sistema.
Es por ello que la región de números de Knudsen cerca-
nos o mayores a la unidad se denomina también región
de gases raros.
9.4 Referencias
[1] Chen, Francis F. (1984). Introduction to Plasma Phy-
sics and Controlled Fusion: Plasma physics (en inglés) 1.
Ilustrada, reimpresa (2a edición). Springer. p. 53. ISBN
9780306413322. Consultado el 28 de octubre de 2011.
9.4.1 Bibliografía
• Mott, Robert (1996) Mecánica de fluidos aplicada
(4ª edición). México: Pearson Educación. ISBN 0-
02-384231-8.
• Holzapfel, G.A. (2000). Nonlinear Solid Mechanics:
A Continuum Approach for Engineering. JohnWiley
& Sons. ISBN 9780471823193.
En la animación, el fluido de abajo es más viscoso que el de
arriba, eso conlleva que al caer un objeto sobre él tengan com-
portamiento cualitativamente diferentes.
Capítulo 10
Ecuación de continuidad
En física, una ecuación de continuidad expresa una ley
de conservación de forma matemática, ya sea de forma
integral como de forma diferencial.
10.1 Teoría electromagnética
En teoría electromagnética, la ecuación de continuidad
viene derivada de dos de las ecuaciones de Maxwell. Es-
tablece que la divergencia de la densidad de corriente es
igual al negativo de la derivada de la densidad de carga
respecto del tiempo:
En otras palabras, sólo podrá haber un flujo de corriente
si la cantidad de carga varía con el paso del tiempo, ya
que esta disminuye o aumenta en proporción a la carga
que es usada para alimentar dicha corriente.
∇ · ~J = −∂ρ
∂t
Esta ecuación establece la conservación de la carga.
10.2 Mecánica de fluidos
En mecánica de fluidos, una ecuación de continuidad
es una ecuación de conservación de la masa. Su forma
diferencial es:
∂ρ
∂t
+∇ · (ρ~u) = 0
donde ρ es la densidad, t el tiempo y ~u = ux~i+uy~j+uz~k
la velocidad del fluido. Es una de las tres ecuaciones de
Euler.
10.3 Mecánica cuántica
En Mecánica cuántica, una ecuación de continuidad es
una ecuación de conservación de la probabilidad. Su for-
ma diferencial es:[1]
∂ρ
∂t +∇ · j = 0
Donde ρ es la densidad de probabilidad de la función de
ondas y j es la corriente de probabilidad o densidad de
corriente. Estas dos expresiones se pueden relacionar con
la función de onda de una partícula como:
ρ = |Ψ|2 = Ψ∗(r, t)Ψ(r, t), j =
i
2m (Ψ
∗∇Ψ−Ψ∇Ψ∗)
10.4 Mecánica relativista
En la teoría especial de la relatividad, una ecuación de
continuidad debe escribirse en forma covariante, por lo
que la ecuación de continuidad usual para la carga eléc-
trica y otras magnitudes conservadas se suele escribir en
teoría de la relatividad como:
∂αj
α = ∂j
α
∂xα =
0,
{
(j0, j1, j2, j3) = (ρc, jx, jy, jz)
(x0, x1, x2, x3) = (ct, x, y, z)
La ecuación de continuidad para la densidad másica (o
más exactamente la energía másica) y la densidad de mo-
mento lineal se escribe en términos del tensor energía im-
pulso:
∂αT
0α = ∂T
0α
∂xα = 0
En el contexto de la teoría general de la relatividad las
derivadas parciales deben substituirse por derivadas co-
variantes:
∇αjα = 0 ⇒
1√
|g|
∂
∂xk
(√|g|jk) = 0
Donde√|g| es la raíz del determinante del tensor métrico
asociado a las coordenadas xα . Y análogamente para la
conservación de la energía:
∇αT 0α = 0
21
22 CAPÍTULO 10. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
10.5 Véase también
• Ley de conservación
• Ecuaciones de Euler
• Fluido incompresible
• Ecuación de Schrödinger
• Densidad de probabilidad
10.6 Referencias
[1] Quantum Mechanics, E. Abers, Pearson Ed., Addison
Wesley, Prentice Hall Inc, 2004, ISBN 978-0-13-146100-
0
10.7 Enlaces externos
• Deducción detallada de la Ecuación de Continuidad
en Mecánica Cuántica. Video de Youtube.
Capítulo 11
ASTM
Logotipo de ASTM.
ASTM
11.1 Historia
Fue fundada el 16 de mayo de 1898, como la sección
Americana de la Asociación Internacional para el Ensayo
y Materiales (IATM) por iniciativa de Charles Benjamin
Dudley, entonces responsable del control de calidad de
Pennsylvanya Railroad, quien tuvo la iniciativa de hacer
que los hasta entonces ferrocarriles rivales y las fundi-
ciones de acero coordinaran sus controles de calidad, ya
que el problema que enfrentaba la creciente industria del
ferrocarril era la frecuente rotura de los rieles utilizados.
Algunos años antes se había fundado la International As-
sociation for Testing andMaterials (IATM), y justamente
el 16 de Junio de 1898 los setenta miembros de la IATM
se reunieron en Filadelfia para fundar la sección america-
na de la organización.
En 1902, la sección americana se constituye como orga-
nización autónoma con el nombre de American Society
for Testing Materials, que se volverá universalmente
conocida en el mundo técnico como ASTM. Dudley fue,
naturalmente, el primer presidente de la ASTM.
El campo de acción de la ASTM se fue ampliando con el
tiempo, pasando a tratar no solo de los materiales ferro-
viarios, sino todos los tipos de materiales, abarcando un
espectro muy amplio, comprendiendo los revestimientos
y los mismos procesos de tratamiento.
El desarrollo de la normativización en los años 1923 al
1930 llevó a un gran desarrollo de la ASTM (de la cual
por ejemplo Henry Ford fue miembro). El campo de apli-
cación se amplió, y en el curso de la segunda guerra mun-
dial la ASTM tuvo un rol importante en la definición de
los materiales, consiguiendo conciliar las dificultades bé-
licas con las exigencias de calidad de la producción en
masa. Era por lo tanto natural un cierto reconocimiento
de esta expansión y en 1961 ASTM fue redefinida como
American Society for Testing and Materials, habiendo si-
do ampliado también su objetivo. A partir de ese momen-
to la cobertura de la ASTM, además de cubrir los tradi-
cioNES materiales de construcción, pasó a ocuparse de
los materiales y equipos más variados, como las muestras
metalográficas, cascos para motociclistas, equipos depor-
tivos, etc.
En el 2001 la ASTM asume su nombre actual como testi-
monio del interés supranacional que actualmente han al-
canzado las técnicas de normativización.
11.2 ASTM hoy
La ASTM está entre los mayores contribuyentes técnicos
del ISO, y mantiene un sólido liderazgo en la definición
de los materiales y métodos de prueba en casi todas las
industrias, con un casi monopolio en las industrias petro-
lera y petroquímica.
11.3 Algunas normas de uso co-
mún
Algunos elementos de uso común, tales como los que co-
nectan el contador de agua potable a la tubería, proba-
23
24 CAPÍTULO 11. ASTM
blemente están elaborados con un procedimiento de for-
jadoconforme a ASTM A 105, en la práctica, un acero
de buena calidad, mientras que los tubos quizás respon-
dan a la norma ASTM A 589. Las láminas de plástico
que se usan para envolver los alimentos, si no se rompen,
probablemente han sido fabricadas y comprobadas con la
norma ASTM D 682. Las ollas de acero inoxidable, po-
siblemente respondan a laASTMA 240 Tp 304 o 321; y
si son de calidad superior, cumplirán la norma 316. Los
tubos estructurales probablemente han sido fabricados y
comprobados bajo la norma ASTM A 500.
11.4 Enlaces externos
• Página web oficial de la ASTM en Inglés
• Página web oficial de la ASTM en Español
Capítulo 12
DIN
Logotipo del Deutsches Institut für Normung.
Sede del DIN en Berlín-Tiergarten.
DIN es el acrónimo de Deutsches Institut für Normung
(Instituto Alemán de Normalización).
El Deutsches Institut für Normung e.V. (su marca em-
presarial es DIN), con sede en Berlín, es el organis-
mo nacional de normalización de Alemania. Elabora, en
cooperación con el comercio, la industria, la ciencia, los
consumidores e instituciones públicas, estándares técni-
cos (normas) para la racionalización y el aseguramiento
de la calidad. El DIN representa los intereses alemanes
en las organizaciones internacionales de normalización
(ISO, CEI, entre otros.). El comité electrotécnico es la
DKE en DIN y VDE (Frankfurt).
El DIN fue establecido el 22 de diciembre de 1917 como
Normenausschuss der deutschen Industrie (NADI). El
acrónimo DIN también ha sido interpretado como Deu-
tsche Industrie Norm (Norma de la Industria Alemana) y
Das Ist Norm (Esto es norma).
A través de la metodología empleada en la elaboración
de las normas se pretende garantizar que sus contenidos
correspondan con el «estado de la ciencia».
La editorial Beuth-Verlag, relacionada con el DIN, se en-
carga de la venta y distribución de las normas editadas
por el DIN y de las normas de otros organismos de nor-
malización, tanto nacionales como extranjeros.
Una norma DIN de uso habitual es la DIN 476, que define
los formatos (o tamaños) de papel y que ha sido adoptada
por la mayoría de los organismos nacionales de normali-
zación de Europa.
Otro uso DIN se aplicaba para expresar la sensibilidad del
material fotográfico. Cada tres valores DIN se duplica la
sensibilidad.
12.1 Enlaces externos
• Sitio Web Oficial (en inglés)
25
Capítulo 13
Neumática
Tabla de neumática, 1728 Cyclopaedia.
La neumática (del griego πνεῦμα [pneuma], ‘aire’) es la
tecnología que emplea el aire comprimido comomodo de
transmisión de la energía necesaria para mover y hacer
funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y,
por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene
esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando
se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases
ideales.
13.1 Mandos neumáticos
Los mandos neumáticos están constituidos por elemen-
tos de señalización, elementos de mando y un aporte de
trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan
las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se de-
nominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos
están constituidos por:
• Elementos de información.
• Elementos de trabajo.
• Elementos artísticos.
Para el tratamiento de la información demando es preciso
emplear aparatos que controlen y dirijan el fluido de for-
ma preestablecida, lo que obliga a disponer de una serie
de elementos que efectúen las funciones deseadas relati-
vas al control y dirección del flujo del aire comprimido.
En los principios de la automatización, los elementos re-
diseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando
por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando
a distancia, se utilizan elementos de comando por símbo-
lo neumático (cuervo).
Actualmente, además de los mandos manuales para la ac-
tuación de estos elementos, se emplean para el comando
de procedimientos servo-neumáticos, electro-neumáticos
y automáticos que efectúan en su totalidad el tratamiento
de la información y de la amplificación de señales.
La gran evolución de la neumática y la hidráulica han he-
cho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamien-
to y amplificación de señales, y por tanto, hoy en día se
dispone de una gama muy extensa de válvulas y distri-
buidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se
adapte a las necesidades.
Hay veces que el comando se realiza manualmente, y
otras nos obliga a recurrir a la electricidad (para automa-
tizar) por razones diversas, sobre todo cuando las distan-
cias son importantes y no existen circunstancias adversas.
Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes
misiones:
• Distribuir el fluido
• Regular caudal
• Regular presión
26
13.3. CIRCUITOS NEUMÁTICOS 27
Las válvulas son elementos quemandan o regulan la pues-
ta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión
o el caudal del fluido enviado por el compresor o alma-
cenado en un depósito. Ésta es la definición de la norma
DIN/ISO 1219 conforme a una recomendación del CE-
TOP (Comité Européen des Transmissions Oléohydrau-
liques et Pneumatiques).
Según su función las válvulas se subdividen en 6 grupos:
1. Válvulas de vías o distribuidoras
2. Válvulas de bloqueo
3. Válvulas de presión
4. Válvulas de caudal
5. Válvulas de cierre
6. Válvulas de bmx street
13.2 Comparación con otros me-
dios
Circuito neumático.
Tanto la lógica neumática como la realización de acciones
con neumática tiene ventajas y desventajas sobre otros
métodos (hidráulica, eléctrica, electrónica). Algunos cri-
terios a seguir para tomar una elección son:
• El medio ambiente. Si el medio es inflamable no se
recomienda el empleo de equipos eléctricos y tan-
to la neumática como la hidráulica son una buena
opción.
• La precisión requerida. La lógica neumática es de
todo o nada, por lo que el control es limitado. Si la
aplicación requiere gran precisión son mejores otras
alternativas electrónicas.
Por otro lado, hay que considerar algunos aspectos parti-
culares de la neumática:
• Requiere una fuente de aire comprimido, por lo que
se ha de emplear un compresor.
• Es una aplicación que no contamina por si misma al
medio ambiente (caso hidráulica).
• Al ser un fluido compresible absorbe parte de la
energía, mucha más que la hidráulica.
• La energía neumática se puede almacenar, pudiendo
emplearse en caso de fallo eléctrico.
13.3 Circuitos neumáticos
1. Circuito de anillo cerrado: Aquel cuyo final de cir-
cuito vuelve al origen evitando brincos por fluctua-
ciones y ofrecen mayor velocidad de recuperación
ante las fugas, ya que el flujo llega por dos lados.
2. Circuito de anillo abierto: Aquel cuya distribución
se forma por ramificaciones las cuales no retornan al
origen, es más económica esta instalación pero hace
trabajar más a los compresores cuando hay mucha
demanda o fugas en el sistema.
Estos circuitos a su vez se pueden dividir en cuatro tipos
de sub-sistemas neumáticos:
1. Sistema manual
2. Sistemas semiautomáticos
3. Sistemas automáticos
4. Sistemas lógicos
13.4 Método de paso a paso
El método paso a paso es una técnica para diseño de cir-
cuitos neumáticos, el cual está basado en que para activar
un grupo es necesario desactivar el grupo anterior, gene-
rando así una secuencia. Estemétodo esmás utilizado que
el método de cascada, ya que cuando hay más de dos vál-
vulas en cascada, surgen pérdidas de presión. Dichas pér-
didas de presión se corrigen con el método paso a paso.
Se necesita que haya tres o más grupos para que funcione,
aunque se puede realizar el método con dos grupos pero
se debe de agregar un grupo adicional para poder seguir
con la secuencia.
Los siguientes pasos llevan a diseñar un circuito neumá-
tico de paso a paso:
1. Establecer la secuencia o sucesión de movimientos
a realizar.2. Separar la secuencia en grupos.
3. Designar cada grupo con siglas romanas.
28 CAPÍTULO 13. NEUMÁTICA
4. Hacer la esquematización del circuito, colocando los
actuadores en la posición inicial deseada.
5. Cada actuador estará controlado por una válvula 4/2
o 5/2 de accionamiento neumático biestable.
6. Debajo de las válvulas de distribución, se ponen tan-
tas líneas de presión como grupos tenga el sistema,
enumerándolas con números romanos
7. Debajo de las líneas de presión se ponen memorias
(válvulas 3/2), tantas como grupos tenga el sistema.
Todas las memorias comenzarán normalmente ce-
rradas, a excepción de la válvula colocada hasta la
derecha que estará normalmente abierta.
8. Las memorias van conectándose a las salidas de pre-
sión, tomando la salida única de la primera memoria
y se conecta a la línea de presión I, la segunda me-
moria a la línea a presión II y así sucesivamente. La
última memoria que es la normalmente abierta, se
conectara a la última línea de presión.
9. Cada memoria (excepto la de la derecha), será pilo-
tada por la izquierda por la línea de presión o grupo
anterior al que está conectada su salida.
10. Cada memoria (excepto la de la derecha), será pilo-
tada por la derecha por la línea de presión o grupo
que debe de desactivarla.
11. La válvula de la derecha será pilotada al revés, esto
quiere decir que para pilotarla por la izquierda, se
debe de conectar el grupo o línea que la desactiva y
para pilotarla por la derecha, se conecta el grupo o
línea anterior al que esté conectada su salida.
12. Cada válvula distribuidora (4/2 o 5/2) estará pilotada
por la línea de presión correspondiente a su grupo.
13. El primer grupo sólo necesita estar conectado a su lí-
nea de presión correspondiente, pero los demás gru-
pos además de ser conectados a su línea de presión
correspondiente, deben de ser conectados a la señal
del grupo anterior para indicar que el movimiento
del grupo anterior ha finalizado.
14. El primer movimiento de la secuencia se alimentará
de la primera línea de presión y tendrá en serie el
pulsador de marcha.
15. Si se repite un movimiento en la secuencia, deberá
utilizarse válvulas de simultaneidad (AND) antes de
la distribuidora correspondiente.
Hacer el método paso a paso con dos grupos genera un
problema de entrampamiento. Ya que un grupo tendría
que ser activado y desactivado por sí mismo, lo cual no es
posible. Para solucionar el problema se dan dos opciones:
• Utilizar el método de cascada
• Crear un grupo que no realice nada, para tener los
tres grupos necesarios para que funcione el método.
Grupo I: es generado por el grupo III sin final
de carrera y será desactivado por el grupo II.
Grupo II: es generado por el grupo I y será des-
activado por el grupo III.
Grupo III: es generado por el grupo II y desac-
tivado por el grupo I.
Nota:Al seguir este cambio ya se puede trabajar normal-
mente con los pasos dados para la realización del método
paso a paso por tres grupos o más.
13.5 Véase también
• Compresor (máquina)
• Hidráulica
• Bomba hidráulica
13.6 Bibliografía
• P. Croser, F. Ebel: Neumática básica. Festo Didac-
tic. Esslingen 2003. ISBN 3-540-00022-4.
• Ezcorza, Manuel (n.f.). Método de Casca-
da. Recuperado el 14 de marzo de 2012 de
http://www.mescorza.com/neumatica/neumaejer/
electroneumatica/intuitivos/indice.htm
• Mejía, C., Álvarez, J., Rodríguez, L. (2010).
Manual de preparación para olimpiadas naciona-
les de mecatrónica. Recuperado el 14 de marzo
de 2012 de: http://es.scribd.com/doc/62921348/8/
Metodo-paso-a-paso-Simplificado
• Serrano, A. (2008). Neumática. España: Thomson
Editores.
• W. Deppert / K. Stoll (1977). Aplicaciones de la
Neumática. Marcombo - Boixareu Editores.
13.7. ORIGEN DEL TEXTO Y LAS IMÁGENES, COLABORADORES Y LICENCIAS 29
13.7 Origen del texto y las imágenes, colaboradores y licencias
13.7.1 Texto
• Norma UNE Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Norma_UNE?oldid=89010334 Colaboradores: Cookie, Rondador, Tinezsg, Airunp,
CHV, Reanduro, CEM-bot, Alex15090, Escarlati, Rjelves, Guibuu, Muro de Aguas, Technopat, Daniel moreno segura, Muro Bot, Fonsi80,
AVBOT, Greenny, DiegoFb, McAwen, SuperBraulio13, Botarel, Hprmedina, PatruBOT, Nachosan, Grillitus, UPO649 1011 clmilneb,
MerlIwBot, Gekzal, Aleixcaballeria, Helmy oved, Legobot y Anónimos: 29
• Tubería Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa?oldid=89383948 Colaboradores: JorgeGG, Odalcet, Tano4595, Josela-
rrucea, Rondador, Soulreaper, Sabatilla45, Yrbot, BOT-Superzerocool, Martincarr, Beto29, Er Komandante, Camima, Alfredobi, Siquisai,
CEM-bot, Gejotape, JMCC1, Montgomery, Botones, JAnDbot, Muro de Aguas, Fixertool, Nioger, Chabbot, Oscarp, Technopat, Matdro-
des, BlackBeast, Muro Bot, Edmenb, BOTarate, Samuelmoranfernanz, Correogsk, Copydays, NeoNato, HUB, Nicop, Jisaac28, Eduar-
dosalg, Leonpolanco, LordT, Mbgxxl, Camilo, UA31, AVBOT, LucienBOT, Louperibot, Diegusjaimes, Luckas-bot, Vivaelcelta, Ortisa,
Manuelt15, Xqbot, Jkbw, Hprmedina, Fran89, Jorge c2010, Foundling, Wikiléptico, MrRaúlVR, EmausBot, Savh, Sergio Andres Sego-
via, Grillitus, MerlIwBot, KLBot2, AvocatoBot, MetroBot, Lentulino, Angelrmadrid, Markobe88, Balles2601, Vinicio González, Lagoset,
Jarould, HannaTheKitty12, Fernando2812l, Ronquito, Neoking y Anónimos: 93
• Válvula Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula?oldid=89648665 Colaboradores: Chris K, Ascánder, Sms, Jsanchezes, Jo-
selarrucea, Boticario, Rembiapo pohyiete (bot), Orgullobot~eswiki, Alpertron, RobotQuistnix, Yrbot, YurikBot, Alfredobi, CEM-bot,
Thijs!bot, JAnDbot, Klystrode, Rjgalindo, TXiKiBoT, HiTe, Dhidalgo, Matdrodes, AlleborgoBot, Muro Bot, SieBot, PaintBot, Obelix83,
NeoNato, Josefus2003, Piero71, Eduardosalg, Micerinos, Poco a poco, BetoCG, Tlaoakaiser, UA31, AVBOT, MelancholieBot, Iokseng,
Lampsako, Luckas-bot, Ptbotgourou, Nixón, ArthurBot, SuperBraulio13, Ortisa, Xqbot, Jkbw, Con-struct, Humbefa, Foundling, Alloyval-
ves, EmausBot, 999fedora300, Gusama Romero, DanielithoMoya, Addbot, Jarould y Anónimos: 37
• Válvula industrial Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_industrial?oldid=85062360 Colaboradores: Joselarrucea, Boti-
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