Gráfico de pérdida de carga por fricción para tubería PPR: pérdida de carga por cada 100 m según SDR
Gráfico de pérdida de carga en PPR en m por 100 m a caudales reales, calculado con Darcy-Weisbach a k=0,007 mm e indicado por SDR, diámetro interior y temperatura del agua.
En una tubería PP-R SDR 6 que transporta agua a 20 °C, un metro por segundo de velocidad cuesta aproximadamente 11,5 m de pérdida de carga por cada 100 m en DN20, 8,6 en DN25, 6,3 en DN32, 4,8 en DN40, 3,6 en DN50 y 2,7 en DN63. La tabla completa, con caudales y velocidades, se muestra a continuación.
Se incluye una segunda tabla porque esas seis cifras no sirven por sí solas. La pérdida de carga la determina el diámetro interior, el diámetro interior lo determina la serie de espesor, y la etiqueta PN de su cotización no indica de forma fiable la serie. Todas las tablas gratuitas de fricción para PPR que aparecen en la primera página omiten la serie, la temperatura del agua y la rugosidad. Esta página incluye las tres.
Puntos clave
- La tabla se basa en la SDR, no en el PN, porque el PN no es una dimensión. Con un DE de 20 mm, un catálogo etiqueta la pared de 2,8 mm como PN20 y la de 3,4 mm como PN25; nuestra propia tabla de medidas etiqueta la pared de 2,8 mm como PN16 y la de 3,4 mm como PN20. Verifique el espesor de pared en milímetros.
- El diámetro interior lo decide todo. Con un DE de 25 mm, el diámetro interior es de 16,6 mm en SDR 6 y de 20,4 mm en SDR 11, y el mismo caudal pierde entonces 8,6 frente a 3,2 m por cada 100 m.
- El agua caliente pierde menos, no más: 0,86 veces la cifra a 20 °C a 60 °C, con el mismo caudal.
- Calculado con Darcy-Weisbach y Colebrook-White con k = 0,007 mm. Solo tubería recta, sin accesorios, sin altura estática, paredes verificadas hasta DE 63 mm.
Un apunte antes de las cifras. Practical Engineering hace circular agua por un banco de pruebas físico y llega al término del diámetro en el minuto 5:15 — observe cuánto se desplaza la caída de presión al cambiar un solo tamaño, porque ese efecto es la mayor parte de lo que mide la tabla siguiente.
Flow and Pressure in Pipes Explained, Practical Engineering — un canal de ingeniería independiente, no un proveedor de tuberías. Su demostración utiliza Hazen-Williams; esta página calcula con Darcy-Weisbach, por el motivo que se indica a continuación.
Tabla de pérdida de carga en PPR: tubo SDR 6, agua a 20 °C
Los puntos de caudal se sitúan en 0,5, 1,0 y 2,0 m/s en lugar de litros por segundo redondos, por lo que la tabla sirve también como verificación de velocidad. DN25 a 0,216 L/s circula a 1,0 m/s y 8,6 m por cada 100 m; a 0,433 L/s está a 2,0 m/s y 29,6 m por cada 100 m, punto en el que la mayoría de los proyectistas aumenta el diámetro.
| DN (mm) | Caudal (L/s, ×3,6 = m3/h) | Velocidad (m/s) | Pérdida de carga (m/100 m) | Veredicto de diseño |
|---|---|---|---|---|
| DN20 | 0,068 | 0,50 | 3,4 | Velocidad baja, silencioso, sobredimensionado para el caudal |
| DN20 | 0,137 | 1,00 | 11,5 | Punto de diseño normal para una tubería de distribución |
| DN20 | 0,274 | 2,00 | 39,5 | Por encima del límite habitual de 2 m/s por ruido y erosión |
| DN25 | 0,108 | 0,50 | 2,5 | Velocidad baja, silencioso, sobredimensionado para el caudal |
| DN25 | 0,216 | 1,00 | 8,6 | Punto de diseño normal para una tubería de distribución |
| DN25 | 0,433 | 2,00 | 29,6 | Por encima del límite habitual de 2 m/s por ruido y erosión |
| DN32 | 0,176 | 0,50 | 1,9 | Velocidad baja, silencioso, sobredimensionado para el caudal |
| DN32 | 0,353 | 1,00 | 6,3 | Punto de diseño normal para una tubería de distribución |
| DN32 | 0,706 | 2,00 | 21,9 | Por encima del límite habitual de 2 m/s por ruido y erosión |
| DN40 | 0,278 | 0,50 | 1,4 | Velocidad baja, silencioso, sobredimensionado para el caudal |
| DN40 | 0,556 | 1,00 | 4,8 | Punto de diseño normal para una tubería de distribución |
| DN40 | 1,111 | 2,00 | 16,5 | Por encima del límite habitual de 2 m/s por ruido y erosión |
| DN50 | 0,438 | 0,50 | 1,0 | Velocidad baja, silencioso, sobredimensionado para el caudal |
| DN50 | 0,876 | 1,00 | 3,6 | Punto de diseño normal para una tubería de distribución |
| DN50 | 1,752 | 2,00 | 12,5 | Por encima del límite habitual de 2 m/s por ruido y erosión |
| DN63 | 0,693 | 0,50 | 0,8 | Velocidad baja, silencioso, sobredimensionado para el caudal |
| DN63 | 1,385 | 1,00 | 2,7 | Punto de diseño normal para una tubería de distribución |
| DN63 | 2,771 | 2,00 | 9,4 | Por encima del límite habitual de 2 m/s por ruido y erosión |
Lea la tabla según el SDR, no según la etiqueta PN de la factura
El SDR 6 es el más pesado de las tres series de agua habituales, por lo que da el menor diámetro interior para un diámetro exterior dado.
| OD (mm) | ID a SDR 11 (mm) | ID a SDR 7.4 (mm) | ID a SDR 6 (mm) |
|---|---|---|---|
| DN20 | 16.2 | 14.4 | 13.2 |
| DN25 | 20.4 | 18.0 | 16.6 |
| DN32 | 26.2 | 23.2 | 21.2 |
| DN40 | 32.6 | 29.0 | 26.6 |
| DN50 | 40.8 | 36.2 | 33.4 |
| DN63 | 51.4 | 45.8 | 42.0 |
Guíese por el SDR en la tabla, porque el PN no es una dimensión. Las normas dimensionales, DIN 8077 y EN ISO 15874-2, tabulan el espesor de pared por serie de tubería y no imprimen clase de presión alguna. ISO 4065:2018 fija la geometría en el apartado 3.6 como S = (SDR − 1) / 2, y luego establece la designación en el apartado 4.2 como S = tensión de diseño / PN. El espesor está normalizado; la clase que obtiene no lo está, porque la tensión de diseño pertenece al compuesto y a la temperatura y vida útil de diseño. Compruébelo: S 2.5, que es SDR 6, es PN20 con una tensión de diseño de 5.0 MPa y PN25 con 6.25 MPa. La misma tubería, el mismo diámetro interior, dos designaciones correctas.
Por eso las tablas publicadas no coinciden y ninguna está mal. Un catálogo de PP-R indica PN25 = SDR 6, PN20 = SDR 7.4, PN16 = SDR 9, PN10 = SDR 11, y la tabla de otro proveedor presenta la misma escala. Nuestra propia tabla de tamaños y clases de presión de PPR va un paso por delante: PN12.5, PN16, PN20, PN25 frente a SDR 11, 7.4, 6, 5. Así, una línea PN20 con OD 20 mm es un espesor de pared de 2.8 mm según una convención y de 3.4 mm según la otra, un diámetro interior de 14.4 frente a 13.2 mm. Lea la fila SDR 6 tomando el espesor de pared más ligero y sobreestimará la pérdida de carga en torno a un 52%.
Por tanto, haga el pedido por espesor de pared en milímetros o por serie S, nunca solo por el número PN. PN frente a SDR frente a schedule cubre los tres sistemas de clasificación, y la página del proveedor de PPR muestra la gama que manejamos.
Cómo se obtuvieron los números y cómo reproducirlos
Darcy-Weisbach con un factor de fricción de Colebrook-White, no Hazen-Williams, cuyo valor C las fuentes publicadas sitúan entre 145 y 150 para plástico sin decir cuál es el correcto. Colebrook toma una rugosidad absoluta en milímetros, y el PP-R tiene una publicada: 0,007 mm, el valor que usan las tablas hidráulicas de los fabricantes, a 20 °C declarados.
Calcule una celda a mano. DN25 en SDR 6 tiene un diámetro interior de 16,6 mm, por lo que el área es 2,1642 × 10-4 m². A 0,25 L/s la velocidad es 1,155 m/s y el número de Reynolds es 1,155 × 0,0166 / 1,0035 × 10-6, o 19.108. La rugosidad relativa es 0,007 / 16,6, es decir 4,217 × 10-4. Resolver Colebrook de forma iterativa devuelve un factor de fricción de 0,02706, y la pérdida de carga es 0,02706 × 1,155² / (2 × 9,81 × 0,0166), que es 0,1108 m por metro, o 11,1 m por cada 100 m. Aplique esos pasos a cualquier celda de la tabla y debería obtener la cifra impresa.
Corrección por agua caliente y por pared más delgada
La corrección por temperatura va contra la intuición. El agua caliente es menos viscosa, el número de Reynolds sube, el factor de fricción baja y el mismo caudal cuesta menos altura. De 20 a 60 °C la viscosidad cinemática cae de 1,0035 a 0,4740 × 10-6 m²/s y la pérdida de carga baja a 0,86 del valor de la tabla. Una columna caliente es un problema de clase de presión, que la reducción de presión según la temperatura de servicio gobierna.
| Cambio | Multiplicar la pérdida de carga por | Motivo |
|---|---|---|
| Agua a 40 °C en lugar de 20 °C | × 0,91 | La viscosidad cae más rápido de lo que sube el factor de fricción |
| Agua a 60 °C en lugar de 20 °C | × 0,86 | Mismo efecto, mayor: una línea caliente pierde menos que una fría |
| SDR 7.4 en lugar de SDR 6, mismo DN | × 0,66 | El diámetro interior crece un 8,4% en DN25, de 16,6 a 18,0 mm |
| SDR 11 en lugar de SDR 6, mismo DN | × 0,37 | El diámetro interior crece un 22,9% en DN25, de 16,6 a 20,4 mm |
La corrección por serie es mayor. Una pared más delgada es un diámetro interior mayor, así que con el mismo caudal el SDR 11 en DN25 pierde 3,2 m por cada 100 m frente a los 8,6 del SDR 6. Esa ganancia se paga en presión nominal: elegir SDR 11 para ahorrar altura de bomba en un circuito a 70 °C es la forma en que un sistema falla prematuramente.
Lo que la tabla no incluye
Solo tubería recta. Los codos, tes y válvulas añaden pérdidas locales para las que aquí no se ofrece longitud equivalente, porque ninguna se verificó contra un coeficiente de pérdida de PP-R publicado. La altura estática tampoco está incluida: una columna de agua añade 1 m de altura, 0,098 bar, por metro de ascenso, y corresponde al cálculo de la montante.
Para obtener el total de un sistema no se necesitan más datos, solo la definición. Altura total = (J / 100) × longitud recta en metros, más la suma de ζ × v² / 2g en cada accesorio y válvula, más la altura estática. J y v se toman de la fila consultada; g es 9,81 m/s². El único término que esta página no puede aportar es ζ: solicítelo al fabricante del accesorio para la pieza exacta, porque un codo de enchufe de PP-R, una te moldeada y un racor de compresión del mismo tamaño nominal no comparten coeficiente. Pídalo por escrito en lugar de tomar prestada una tabla de accesorios de acero.
Una advertencia antes de comparar esta tabla con un catálogo. En tres filas muestreadas de una tabla hidráulica de PP-R publicada, con la misma rugosidad y temperatura indicadas, las velocidades coincidían hasta tres decimales mientras que la pérdida de carga tabulada era aproximadamente 1,10 veces superior. El catálogo no indica por qué. IFAN no publica tolerancia de diámetro interior medida ni datos de banco de caudal para su propia tubería, por lo que todas las cifras aquí son calculadas, no medidas.
Conclusión
Dos cifras determinan el cálculo de fricción en PPR y solo una aparece en su cotización. El caudal lo conoce; el diámetro interior debe establecerse, porque una misma medida nominal abarca de 16,6 a 20,4 mm en DN25, lo que supone un factor de 2,7 en la pérdida de carga. Confirme la serie de espesor de pared en milímetros y luego lea la fila.
Preguntas frecuentes
¿Cuánta pérdida de carga tiene el tubo PPR por cada 100 m?
En tubo SDR 6 a 20 °C y 1 m/s: 11,5 m por 100 m en DN20, 8,6 en DN25, 6,3 en DN32, 4,8 en DN40, 3,6 en DN50 y 2,7 en DN63. Si se reduce la velocidad a la mitad, la pérdida cae aproximadamente 3,4 veces.
¿Qué fórmula debo usar para la caída de presión en PPR?
Darcy-Weisbach con un factor de fricción de Colebrook-White. Toma una rugosidad absoluta, que para el PP-R se publica como 0,007 mm, por lo que el resultado es reproducible. Hazen-Williams necesita un valor C sobre el que las fuentes publicadas no coinciden.
¿El agua caliente aumenta la pérdida por fricción en el tubo PPR?
No. Para el mismo caudal volumétrico, la pérdida de carga cae alrededor de un 14% al pasar de 20 °C a 60 °C, un factor de 0,86, porque la viscosidad cinemática baja de 1,0035 a 0,4740 × 10-6 m²/s. Las montantes de agua caliente fallan por clase de presión y dilatación, no por fricción.
¿Por qué la serie de espesor cambia la pérdida por fricción?
Porque cambia el diámetro interior. Con OD 25 mm, el diámetro interior es 16,6 mm en SDR 6 y 20,4 mm en SDR 11. Para el mismo caudal, el tubo de pared más gruesa pierde aproximadamente 2,7 veces más carga.
¿Es SDR 6 lo mismo que PN20?
No de forma fiable. ISO 4065 establece S = tensión de diseño / PN, por lo que el mismo espesor de pared recibe una etiqueta PN distinta según el compuesto. Un catálogo llama al SDR 6 PN25; nuestra propia tabla de medidas lo llama PN20. Pida por espesor en milímetros o por serie S.
¿A qué velocidad debo diseñar el tubo PPR?
La mayoría de los proyectistas mantienen las tuberías de distribución cerca de 1 m/s y tratan 2 m/s como el límite para ruido y erosión. La tabla imprime la velocidad junto a cada caudal, por lo que el límite es visible.
¿Incluye esta tabla codos, tes y válvulas?
No, es solo tubería recta. Se excluyen las pérdidas locales en accesorios y válvulas, y no se ofrece longitud equivalente porque ninguna se verificó contra un coeficiente de pérdida de PP-R publicado.
