Vamos a analizar el flujo por gravedad entre dos depósitos para comprender mejor los conceptos de altura piezométrica, altura geométrica y altura global. Disponemos de dos depósitos unidos por una red de tubería que trabaja exclusivamente por gravedad. La red de tuberías consta de un único conducto con una llave de corte en medio y de dos tramos, uno descendente y otro horizontal antes y después de la válvula de corte.
Línea de alturas geométricas
La línea de alturas geométricas corresponde al trazado físico de la tubería y por lo tanto es la línea de cota de todos los puntos de la red. Esta línea nos sirve para determinar la posición en altura de cada punto de la red. Es en esencia una medida constructiva del trazado de la propia red.
Línea de alturas totales
La línea de alturas totales comprende la pérdida línea de carga. Si no existen elementos singulares es la resultante de trazar una línea descendente entre la cota superior y la pérdida de carga global. En este caso concreto, tenemos una válvula que supone una pérdida de carga puntual además de las pérdidas globales. Por eso podemos ver como en el punto en el que está ubicada la válvula tenemos una pérdida puntual muy significativa.
Línea de alturas piezométricas
La línea de alturas piezométricas es una línea paralela a la línea de alturas totales por debajo de la línea de alturas totales. La distancia entre ambas líneas es la resultante de la componente cinética de la energía contenida en el fluido. Debido a que la componente cinética es de en torno a 100 veces inferior a las componentes de altura y presión se suele despreciar con frecuencia por ser una diferencia muy pequeña. Si dibujamos a escala el esquema propuesto podemos ver que la línea de alturas piezométricas y la línea de alturas totales prácticamente se superponen. Sin embargo en este caso para comprender bien la diferencia entre ambas hemos exagerado esta componente.
Pérdida total de energía
La pérdida total de energía o Hf es la suma de las pérdidas de carga totales y el cambio de cota entre los dos depósitos. Si deseamos comparar la pérdida entre dos puntos intermedios debemos trazar la vertical sobre esos dos puntos y comparar la diferencia de altura en ambos hasta línea de alturas totales o piezométricas, según el modelo con el que queramos trabajar.
Presión de la red
La presión resultante de la red es la superficie que encontramos entre la línea de alturas geómetricas y la línea de alturas piezométricas. Esta superficie nos permite medir un valor vertical de presión total en toda la red. Mientras la superficie resultante esté enteramente por debajo de la línea de alturas piezométricas, la presión es positiva. Si hay alguna parte de la superficie que esté por encima de la línea de alturas piezométricas esas zonas tendrán una presión negativa. En resumen, siempre que el trazado de la línea de alturas geométrica se encuentre en todo su recorrido debajo de la piezométrica sólo tendremos presiones negativas. En aquellos tramos en los que la línea de alturas geométrica supere la de la línea piezométrica tendremos presiones negativas. Las presiones negativas son perjudiciales para el buen funcionamiento de la red y debe corregirse, bien modificando el trazado de la instalación, es decir la línea de alturas geométricas para asegurar que siempre esté por debajo de la línea piezométrica, bien introduciendo pérdidas de carga puntuales (conos reductores, válvulas de seccionamiento….) que hagan que se modifica la línea de alturas piezométricas.