En el caso de los accesorios empleados como codos, valvulas, tees, etc, son los que figuran como principales causantes, debido a que estos provocan cambios bruscos en la dirección o sección del flujo, es decir, que crean turbulencias, y de igual manera se calculan con un coeficiente local. El impacto es considerable en muchas conexiones y trayectos con una longitud corta, y el cálculo de estas es fundamental para aclarar las pérdidas total de carga.

En los sistemas hidráulicos el transporte de fluido depende de varios factores, entre ellos las perdidas producidas producto del material empleado y también de los accesorios que este implementa para llegar a un lugar en específico. En el caso del material, las perdidas son causadas debido al rozamiento del fluido con el material y su magnitud depende del coeficiente de fricción, el largo, velocidad de flujo y el área de la tuberia. Dichas perdidas por fricción van a ser cruciales para realizar el respectivo diseño eficiente de bombas hidráulicas y también de asegurar un material de tuberías que minimice dichas perdidas.

En el caso de los accesorios empleados como codos, válvulas, tees, etc, son los que figuran como principales causantes, debido a que estos provocan cambios bruscos en la dirección o sección del flujo, es decir, que crean turbulencias, y de igual manera se calculan con un coeficiente local. El impacto es considerable en muchas conexiones y trayectos con una longitud corta, y el cálculo de estas es fundamental para aclarar las pérdidas total de carga.

En el campo práctico el ingeniero debe considerar ambas perdidas para garantizar un diseño hidráulico eficiente, de calidad y seguro.

Referencia:

https://es.slideshare.net/slideshow/perdidas-por-friccion-y-locales/49266638

• Resistencias por rozamiento: pérdidas de energía que se producen por la fricción entre el fluido y las paredes internas de una tubería o canal a lo largo de todo su recorrido.

• Resistencias locales: pérdidas de energía que ocurren en puntos específicos del sistema debido a cambios bruscos en la dirección, velocidad o sección del flujo, etc.

Semejanzas

• Ambas representan pérdidas de energía en sistemas de conducción de fluidos

• Su magnitud depende de la velocidad del flujo

• Se expresan como una fracción de la energía cinética del fluido

  
  

Diferencias:

Locales:

• En lugares específicos

• Se da por cambios bruscos en la dirección

• Factores adimensionales

• Su ejemplo principal esta en los codos de una tubería

Rozamiento:

• Fricción entre el fluido y la pared

• Distribuida a lo largo de la tubería

• Se evidencian mas en tubería recta o canal largo

Teniendo en cuenta estas dos tipos de resistencia, se tiene que observar que gracias a estas se puede reducir la velocidad con la que viaja el fluido. Por ello, es importante verificar para que tenemos que usar la tubería y el tipo de fluido que pasará por ella.

Fuentes: Elaboración propia

Ambos tipos de pérdidas influyen directamente en el rendimiento de un sistema hidráulico, afectando el caudal, la presión y la eficiencia energética. Si no se consideran correctamente, pueden generar problemas operativos como cavitación, caídas de presión o sobredimensionamiento de bombas. Por tanto, una adecuada estimación de las pérdidas por fricción y locales es esencial para diseñar sistemas confiables, eficientes y duraderos.

• El diámetro y longitud de la tubería,

• La rugosidad del material,

• Y la velocidad del flujo.

A mayor longitud o mayor rugosidad, mayor pérdida de energía por rozamiento. Estas pérdidas se traducen en una disminución de presión a lo largo del trayecto.

🔹 Resistencias locales (o singulares):
Son causadas por elementos puntuales en el sistema como:

• Codos,

• Válvulas,

• Tés,

• Reducciones o ampliaciones de diámetro,

• Entradas o salidas de flujo.

Estas generan pérdidas de carga localizadas por turbulencia o cambio repentino de dirección del flujo. Se determinan usando coeficientes de pérdida (K) que se multiplican por el término {v^2}/{2g}(energía cinética).

🔧 ¿Cómo inciden en el sistema?
Ambas resistencias provocan una pérdida de energía en el fluido. Esto significa que, para mantener un caudal constante, se necesita más presión o energía de bombeo. Un mal diseño que no considere estas pérdidas puede generar ineficiencias, cavitación o incluso fallos en el sistema.

💡 Conclusión
Conocer y calcular correctamente las resistencias por rozamiento y locales permite dimensionar de forma adecuada las tuberías, bombas y válvulas. También es clave para la eficiencia energética en sistemas hidráulicos y para evitar problemas en su operación.

📚 Referencias:

• Cengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2014). Mecánica de fluidos: Fundamentos y aplicaciones (3.ª ed.). McGraw-Hill Education.

• Mott, R. L. (2006). Applied Fluid Mechanics (6th ed.). Pearson Education.

• Fox, R. W., McDonald, A. T., & Pritchard, P. J. (2011). Introducción a la mecánica de fluidos (7.ª ed.). McGraw-Hill.

Las resistencias que se oponen al flujo de un fluido dentro de una tubería o canal se dividen principalmente en dos tipos:
Resistencias por fricción o rozamiento
Resistencias locales

Estas pérdidas de energía afectan el diseño de sistemas hidráulicos, como redes de agua potable, sistemas de refrigeración, e instalaciones industriales.

RESISTENCIAS LOCALES

Son pérdidas de carga adicionales que ocurren en puntos específicos:

1.-Válvulas
2.-Codos

3.-Entradas o salidas de tuberías
4.-Cambios de sección

Referencies

• Çengel & Cimbala, Mecánica de Fluidos Fundamentos y Aplicaciones, McGraw-Hill.

• Munson, Young & Okiishi, Fundamentals of Fluid Mechanics.

• Artículo en Scopus: Ju & Jiang (2024). Wake transitions and hydrodynamic forces, J. Fluid Mech.

Resistencia en Fluidos:

Entendiendo las Fuerzas que Se Oponen al Flujo En el ámbito de la mecánica de fluidos, la resistencia al movimiento es un fenómeno fundamental que se manifiesta de dos formas distintas, las resistencias locales y las resistencias por rozamiento. El conocimiento de estas fuerzas es especialmente relevante para el diseño y la optimización de cualquier sistema que implique el flujo de líquidos o de gases.

Resistencias Locales: Impedimentos del Paso del Flujo Las resistencias locales tienen su origen a partir de cambios abruptos de forma de la geometría del conducto o de la presencia de elementos que distorsionan en gran medida el flujo. Por ejemplo, elementos de uso común como Válvulas, Codos, Entradas y salidas de tuberías. Tales elementos originan pérdida de presión y alteran la trayectoria del fluido generando turbulencias y remolinos en el mismo. La magnitud de tales resistencias queda expresada mediante coeficientes de pérdida local del tipo de forma y de configuración del obstáculo. Es decir, un codo de 90 grados no originará la misma resistencia que la de un codo de 45 grados, ni una válvula de paso completamente abierta la misma que la de una válvula de paso completamente abierta.

Resistencias por Rozamiento:

El Rozamiento Constante del Fluido

En el otro sentido, vamos a hablar de las resistencias por rozamiento o pérdidas por fricción, que están directamente relacionadas con la interacción viscosa del fluido con las superficies sólidas del conducto o debido a la fricción interna del fluido por la viscosidad del mismo. Este rozamiento, mediante el desarrollo de esfuerzos cortantes en la capa límite, que es una delgada zona adyacente a la pared donde la velocidad del fluido en la capa final varía desde la velocidad del flujo libre hasta cero en la superficie, va a conllevar una pérdida de presión a lo largo del conducto (Modón, A. (s.f.)).

La magnitud de estas resistencias depende de la viscosidad del fluido (“cuanto más viscoso mayor fricción”) de la rugosidad de la superficie del conducto; una superficie rugosa va a generar más rozamiento que una lisa o de una forma de flujo, que se verifica casi siempre como laminar o turbulento dependiendo del número de Reynolds. El flujo laminar hace que las capas de fluidos se deslicen de forma continua una sobre otra. El flujo turbulento provoca un deslizamiento desordenado y con ello un aumento de las pérdidas de rozamiento considerable.

El papel primordial de la Viscosidad:

La viscosidad influye en la magnitud de las dos formas de resistencia. Siendo la oposición que ofrece un fluido al movimiento (la fricción interna del fluido), la viscosidad es la expresión de la oposición del movimiento relativo de las partículas del fluido entre sí y con las superficies sólidas. Pensemos en fluidos de alta viscosidad, como la miel o la melaza; actualmente en ellos la resistencia por rozamiento es mucho mayor, lo que se traduce en grandes pérdidas de presión y, como consecuencia, en un flujo más lento. Más allá de la resistencia por rozamiento, la viscosidad también participa en la evolución de la capa límite y en la importante transición del flujo laminar al flujo turbulento, que influirá directamente en el coeficiente de resistencia y en las pérdidas locales. La ley de viscosidad de Newton hace entender esta importante relación ya que establece que el esfuerzo cortante en un fluido es proporcinal al gradiente de velocidades y a la viscosidad dinámica. Esto pone de manifiesto la relación existente entre viscosidad y fuerza de resistencia viscosa (Modón, A. (s.f.)).

FasterCapital. (2024). Resistencia en fluidos: comprensión de la viscosidad y fricción. Recuperado de https://fastercapital.com/es/contenido/Resistencia-en-fluidos--comprension-de-la-viscosidad-y-friccion.html

Modón, A. (s.f.). Teoría de mecánica de los fluidos. Facultad de Ingeniería, UNCuyo. Recuperado de https://ingenieria.uncuyo.edu.ar/catedras/apuntes-teoricos-de-mecanica-de-los-fluidos-rev9-doc-prot.pdf

Las resistencias por rozamiento son aquellas que se originan por la fricción entre el fluido en movimiento y las paredes internas de una tubería. Esta fricción genera una pérdida continua de energía a lo largo del recorrido del fluido, y está directamente relacionada con la viscosidad del fluido, la velocidad del flujo, el tipo de régimen (laminar o turbulento), la rugosidad de la tubería y su longitud.

Estas pérdidas son fundamentales en el análisis hidráulico, ya que determinan cuánta presión se pierde durante el transporte del fluido, lo cual afecta el rendimiento del sistema, la selección de bombas y el dimensionamiento de tuberías.

Resistencias locales

Las resistencias locales o pérdidas menores son pérdidas de energía que ocurren en puntos donde el flujo experimenta una perturbación repentina: como cambios de dirección, variaciones de área, válvulas, codos, reducciones o entradas bruscas. Aunque no dependen de la longitud del sistema, su efecto puede ser considerable, sobre todo en sistemas con múltiples accesorios o con velocidades elevadas.

Estas pérdidas son producto de la generación de turbulencias locales, separaciones del flujo y formación de vórtices. Aunque cada una puede parecer insignificante, la suma puede representar una gran parte de la pérdida total del sistema.

En sistemas hidráulicos, las resistencias a lo largo del flujo se dividen en dos tipos principales: resistencias por rozamiento y resistencias locales. Ambas representan pérdidas de energía que deben ser consideradas para un diseño eficiente.

1. Resistencias por Rozamiento (Distribuidas): Son causadas por la fricción del fluido con las paredes internas de la tubería en todo su recorrido. Se calculan usando la ecuación de Darcy-Weisbach:

• f: coeficiente de fricción (según Reynolds y rugosidad)

• L: longitud de la tubería

• D: diámetro de la tubería

• v: velocidad del flujo

• g: aceleración de la gravedad

Estas pérdidas aumentan con la longitud y velocidad del flujo.

2. Resistencias Locales (Singulares): Ocurren en puntos específicos del sistema, como válvulas, codos, tees, cambios de sección, entradas o salidas. Se calculan con:

• K: coeficiente de pérdida local (depende del accesorio)

• v: velocidad del fluido

Son importantes en redes con múltiples componentes, donde generan turbulencias y reducciones abruptas de presión.

Importancia:

• Permiten dimensionar adecuadamente bombas y tuberías.

• Afectan la presión disponible y el caudal.

• Ignorarlas puede provocar ineficiencia o fallos del sistema.

Conclusión: Un buen diseño hidráulico debe considerar tanto las pérdidas por rozamiento como las locales, integrándolas en los cálculos para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro.