Calcular el caudal de agua
Elige cómo lo calculas: midiendo cuánto tarda en llenarse un recipiente (el método del cubo) o con la velocidad del agua y el diámetro interior de la tubería.
En resumen
El caudal es el volumen que pasa por unidad de tiempo: Q = V / t, o también Q = v · A (velocidad por sección). Si un grifo llena un cubo de 10 L en 50 s, su caudal es 10 / 50 = 0,2 L/s, es decir, 12 L/min.
Fórmulas del caudal
El caudal es el volumen de fluido que pasa por una sección en cada unidad de tiempo. En el Sistema Internacional se mide en m³/s, pero en la práctica se usan L/s, L/min y m³/h (1 L/s = 60 L/min = 3,6 m³/h).
- Q: caudal, en m³/s (o L/s, L/min).
- V: volumen que pasa, y t: el tiempo que tarda, en segundos.
- v: velocidad del agua, en m/s.
- A: área de la sección de la tubería, en m², y d: su diámetro interior.
Ejemplos resueltos
Una tubería de 25 mm de diámetro con el agua a 1,5 m/s
A = π · 0,025² / 4 ≈ 0,000491 m² y Q = 1,5 · 0,000491 ≈ 0,000736 m³/s: 0,74 L/s, unos 44 L/min.
Probar este ejemploLa misma tubería se estrecha a 12,5 mm
Con la mitad de diámetro el área es 4 veces menor, así que el agua va 4 veces más rápido: 1,5 · 4 = 6 m/s.
Probar este ejemploMétodo del cubo
Para saber el caudal de un grifo o una manguera, mide cuánto tarda en llenar un cubo de volumen conocido. 10 L en 25 s son 0,4 L/s, 24 L/min.
Ecuación de continuidad
Como el agua no se comprime, el caudal que entra es el que sale. Si el diámetro se reduce a la mitad, el área se divide entre 4 y la velocidad se multiplica por 4: por eso tapar parte de la boca de una manguera hace que el agua llegue más lejos.
Velocidades recomendadas
En instalaciones de agua de una vivienda se suele diseñar entre 0,5 y 2 m/s: más rápido hace ruido y desgasta la tubería.
Un poco de historia
Leonardo da Vinci ya observó que, donde el cauce de un río se estrecha, el agua corre más deprisa: es la idea de la ecuación de continuidad, Q = v · A. Daniel Bernoulli la desarrolló en su Hydrodynamica (1738), donde relacionó además la presión y la velocidad de un fluido.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del caudal?
Q = V / t (el volumen entre el tiempo) o Q = v · A (la velocidad del fluido por la sección del tubo). Un cubo de 10 L que se llena en 20 s da Q = 10 / 20 = 0,5 L/s, es decir, 30 L/min.
¿Cómo se calcula el caudal de una tubería?
Multiplicando la velocidad del agua por el área interior: Q = v · π · d² / 4. Una tubería de 25 mm con el agua a 1,5 m/s lleva 0,736 L/s, unos 44 L/min.
¿Cómo paso de L/s a m³/h?
Multiplica por 3,6. 2 L/s son 7,2 m³/h. Para pasar a litros por minuto, multiplica por 60.
¿Cómo mido el caudal de un grifo?
Llena un recipiente de volumen conocido y cronometra: divide los litros entre los segundos. Un grifo normal da entre 6 y 12 L/min.
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