Masa

La masa es una propiedad intrínseca de la materia que hace referencia a la inercia o la resistencia de un fluido al cambio de movimientos. Se mide en kilogramos (kg.). Popularmente se utiliza para determinar cantidades de sustancias pero no debe confundirse con la cantidad de materia que se mide en moles.

 

Densidad

La densidad es una propiedad de los fluidos que hace referencia a la masa contenida por cada unidad de volumen del mismo fluido. Se obtiene a partir de dividir unidad de masa en kilogramos entre unidad de volumen en litros. En el caso del agua es de 1 Kg/l, es decir un kilogramo de agua ocupa el volumen de un litro. La densidad del resto de fluidos se mide con respecto a la del agua y determina la flotabilidad de cada fluido cuando se suspende sobre la misma, siendo la densidad inferior a 1 el fluido flota y siendo superior a 1 se hunde.  En el caso concreto de los fluidos es fundamental conocer la densidad ya que nos permite relacionar la masa con el volumen contenido en las tuberías.

Fuerza

La fuerza que un objeto ejerce se calcula a partir de multiplicar su masa por la aceleración a la que se somete dicho fluido. Es por lo tanto un magnitud relativa fundamentalmente a la aceleración a la que se somete dicho fluido. Para calcularlo debemos convertir la masa a kilogramos y la aceleración a metros dividido segundo al cuadrado. El resultado será la fuerza en Newtons. (N)

 Peso

El peso es la fuerza ejercida por una masa sometida únicamente a la aceleración de la gravedad, es por tanto, el resultante multiplicar la masa por la aceleración del campo gravitatorio, en el caso concreto de la Tierra es aproximadamente 10 veces la masa de un objeto, ya que la gravedad ejerce un aceleración de 9,8 m/s2. El peso se mide en Newtons. (N). Tratándose de un fluido, el peso será lo mismo que la presión hidrostática, es decir la fuerza que dicho fluido ejerce sobre el recipiente que lo contiene cuando está en reposo.

Presión

La presión es la fuerza ejercida por una masa sometida a una aceleración concreta en una superficie determinada. Se calcula a partir de dividir la fuerza de dicha masa entre la superficie sobre la que se desee determinar la presión. La presión por tanto depende de factores como la velocidad y aceleración a la que está sometida el fluido y la superficie que contiene el mismo. Dicha presión puede ser presión hidrostática cuando el fluido está en reposo y presión hidrodinámica cuando el fluido está en movimiento. Es fundamental en caso de tuberías sometidas a abastecimiento de agua a presión ya que nos permitirá dimensionar la sección y el grosor del conducto para cada tramo dependiendo de la cantidad de agua, o caudal, que circula por el mismo.

Caudal

El caudal es la cantidad de fluido, medido en litros, que discurre en el interior de una tubería durante un determinado espacio de tiempo, medido en segundos. Se debe considerar la cantidad total que discurre por una sección determinada de la tubería y por lo tanto el caudal depende de factores como la velocidad del fluido, la sección de la tubería, la densidad del fluido y el rozamiento entre las partículas del fluido y las paredes de la tubería. En el sistema internacional se expresa en litros partido segundo (l/s).

Estanqueidad

La estanqueidad de una tubería hace referencia a la capacidad de las paredes de la tubería que evitar la filtración de fluidos líquidos o gaseosos entre el interior y el exterior de la misma. Esta propiedad hace referencia exclusivamente a las paredes de la tubería y no a las juntas o piezas especiales para ejecutar ángulos o apartaos de control de las redes. Es una propiedad particularmente importante en aquellas redes en se deba evitar la filtración de oxígeno al interior, por ejemplo en ciertas instalaciones de calefacción.

 

Estabilidad química

Se trata de la capacidad de los materiales de la tubería para resistir el ataque de diferentes agentes químicos externos. Esta propiedad es fundamental analizarla en función del tipo de instalación y del tipo de agua que circula por el interior de la tubería. No afecta del mismo modo a una sección de tubería estar construida en una zanja sin protección o envainada con una protección plástica, y del mismo el ph del agua circulante así como los químicos disueltos son fundamental, las aguas ácidas pueden disolver con facilidad algunas tuberías, mientras que las alcalinas pueden aumentar los depósitos interiores y reducir significativamente la capacidad de conducción. Dependiendo de las características del servicio de la red y de su instalación debe tenerse muy en cuenta la reactividad química de la tubería para que no influya en su estabilidad.

Estabilidad térmica

Se trata de la capacidad del material de la tubería para resistir las dilataciones y contracciones derivadas de los cambios térmicos. Es fundamental estudiarlo dependiendo del tipo de instalación, vista o soterrada, y de las temperaturas medias tanto exteriores como de los fluidos que se trasportan. En el caso concreto de las tuberías plásticas las sucesivas dilataciones y contracciones pueden afectar también a la estabilidad química del material, llegando a degradar las paredes de la tubería y producir roturas. Al mismo tiempo el estabilidad térmica del material elegido puede determinar de forma muy significativa el tipo de uniones que se deben ejecutar, soldadas, roscadas, a presión etc…

Rugosidad

La rugosidad de una tubería depende del material con el que estén echas y del acabado del mismo. Mediante la rugosidad se mida la pérdida de carga generada por la fricción interna entre las paredes de la tubería y el fluido que circula por las mismas. Si bien el índice de rugosidad depende exclusivamente del material y acabado de las tuberías existen muchas maneras de medirlo. Generalmente podemos extraerlo de prontuarios estándar donde se recogen los principales materiales de tuberías o de los catálogos del fabricante. La rugosidad es uno de los factores que más influye en la pérdida de carga, pero también afecta a la formación de costras en la cara interna de las tuberías y por lo tanto a su capacidad de conducción.

Capacidad de conducción

La capacidad de conducción mide el caudal efectivo que es capaz de conducir una sección de tuberías a lo largo de su envejecimiento. Precisamente dependiendo de la rugosidad y de otros factores como la estanqueidad o la estabilidad química del material pueden formarse costras o depósitos internos que reduzcan la capacidad de conducción de una tubería.

Presión

La presión (símbolo: p o P)1​2​ es una magnitud físicaque mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el Sistema Internacional de Unidades la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa), que es equivalente a una fuerza total de un newton (N) actuando uniformemente sobre un área de un metro cuadrado (m²).3

Densidad

En física y química, la densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia o un objeto sólido. Usualmente se simboliza mediante la letra rho ρ del alfabeto griego. La densidad media es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa en el espacio exterior. La unidad es kg/m³ en el SI. Como ejemplo, un objeto de plomo es más denso que otro de corcho, con independencia del tamaño y masa.

Calor específico

La capacidad calorífica específica, calor específico o capacidad térmica específica es una magnitud físicaque se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad; esta se mide en varias escalas. En general, el valor del calor específico depende del valor de la temperatura inicial.

Viscosidad

La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a las deformaciones graduales producidas por tensiones cortantes o tensiones de tracción. La viscosidad corresponde con el concepto informal de «espesor». Por ejemplo, la miel tiene una viscosidad mucho mayor que el agua.​ La viscosidad es una propiedad física característica de todos los fluidos, la cual emerge de las colisiones entre las partículas del fluido que se mueven a diferentes velocidades, provocando una resistencia a su movimiento. Cuando un fluido se mueve forzado por un tubo, las partículas que componen el fluido se mueven más rápido cerca del eje longitudinal del tubo, y más lentas cerca de las paredes. Por lo tanto, es necesario que exista una tensión cortante (como una diferencia de presión) para sobrepasar la resistencia de fricción entre las capas del líquido, y que el fluido se siga moviendo por el tubo. Para un mismo perfil radial de velocidades, la tensión requerida es proporcional a la viscosidad del fluido o a su composición química. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. La viscosidad nula solamente aparece en superfluidos a temperaturas muy bajas. El resto de fluidos conocidos presentan algo de viscosidad. Sin embargo, el modelo de viscosidad nula es una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. La viscosidad de algunos fluidos se mide experimentalmente con viscosímetros y reómetros. La parte de la física que estudia las propiedades viscosas de los fluidos es la reología. En pocas palabras es una resistencia a fluir, un ejemplo de esto es el carbopol.

Peso y volumen específicos

Se llama peso específico a la relación entre el peso de una sustancia y su volumen.

Conductividad térmica

La conductividad térmica es una propiedad físicade los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras, la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras adyacentes o a sustancias con las que está en contacto. En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide en W/(mK) (equivalente a J/(m·s·K) y en unidades básicas a (Kg·m)/(K·s3 )). La conductividad térmica (a menudo expresada como k, λ, o κ) se refiere a la habilidad intrínseca de un material de transferir o conducir calor. Es uno de los tres métodos de transferencia de calor, siendo los otros dos: convección y radiación. Los procesos de transferencia de calor pueden cuantificarse en términos de las ecuaciones de velocidad correspondientes. La ecuación de velocidad en este modo de transferencia de calor está basada en la ley de Fourier de conducción de calor. La conductividad térmica es una magnitud intensiva. Su magnitud inversa es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor. Para un material isótropo definido como:

Una conductividad térmica de 1 vatio por metro y kelvin indica que una cantidad de calor de un julio (J) se propaga a través de un material por conducción térmica:

• en 1 segundo
• por una superficie de 1 m2
• por un grosor de 1 m
• cuando la diferencia de temperatura entre las dos caras es de 1 K.

Cuanto mayor sea su conductividad térmica, un material será mejor conductor del calor. Cuanto menor sea, el material será más aislante. Por ejemplo, el cobre tiene una conductividad de 380 vatios por kelvin y metro, y es más de 10 000 veces mejor conductor del calor que el poliuretano (0,035 vatios por kelvin y metro).

Tensión superficial

En física, se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energíanecesaria para aumentar su superficie por unidad de área.[1]​ Esta definición implica que el líquido presenta una resistencia al aumentar su superficie, lo que en efecto permite a algunos insectos, como el zapatero (Gerris lacustris), poder desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad. Como efecto tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido. Otra posible definición de tensión superficial: es la fuerza que actúa tangencialmente por unidad de longitud en el borde de una superficie libre de un líquido en equilibrio y que tiende a contraer dicha superficie. Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un líquido son las responsables del fenómeno conocido como tensión superficial.

Compresibilidad

La compresibilidades una propiedad de la materia a la cual hace que todos los cuerpos disminuyan el volumen al someterlos a una presión o compresión determinada, manteniendo constantes otros parámetros. En general para un sistema estable, la compresibilidad es un número positivo, lo que significa que cuando se aumenta la presión sobre el sistema, este disminuye su volumen. El caso contrario se puede observar en sistemas inestables por ejemplo en un sistema químico cuando la presión inicia una explosión. Los sólidos a nivel molecular son muy difíciles de comprimir, ya que las moléculas que tienen los sólidos se encuentran más unidas, unas a otras y existe poco espacio libre entre ellas como para acercarlas sin que aparezcan fuerzas de repulsión fuertes. Esta situación contrasta con la de los gases los cuales tienen sus moléculas muy separadas y que en general son altamente compresibles bajo condiciones de presión y temperatura normales. Los líquidos bajo condiciones de temperatura y presión normales son también bastante difíciles de comprimir aunque presenta una pequeña compresibilidad mayor que la de los sólidos.

Capilaridad

La capilaridad es una propiedad de los fluidosque depende de su tensión superficial, la cual, a su vez, depende de la cohesión del fluido, y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar. Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular es menor que la adhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad. Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del mercurio, la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.

Difusividad

En la física, el coeficiente de difusión es un valor que representa la facilidad con que cada soluto en particular se mueve en un disolvente[1]​ Depende de tres factores:

• Tamaño y forma del soluto.
• Viscosidad del solvente.
• Temperatura(difusividad térmica).

De la naturaleza de la partícula que se difunde y del solvente donde difunde, siendo independiente de las concentraciones.

Los coeficientes de difusión para líquidos son del orden de 10⁻⁵ (cm²/s), para gases del orden de 10⁻¹ (cm²/s) y para sólidos 10⁻⁹ (cm²/s).

Este coeficiente aparece en la ley de Fick, relacionada con la difusión de materia o energía.