Circulación a gravedad por debajo de la altura piezométrica

En este caso dispones dos depósitos unidos por una red de tubería por la que el flujo circula por gravedad. Al no disponer de ninguna válvula de corte la línea de alturas piezométricas es la resultante de unir las láminas superiores de ambos depósitos. Como podemos ver esta línea en ningún caso queda por debajo de la línea de alturas geométricas, por lo que podemos decir que toda la red está sometida a presiones positivas. Si deseamos calcular la presión máxima soportada en este tramo, que sería la equivalente a la presión de diseño para esta red, debemos buscar la máxima amplitud vertical de la superficie roja que representa las presiones. Al no haber válvulas de corte que puedan estar cerradas esta será la presión máxima de cálculo que tendremos que contemplar.

Circulación a gravedad por encima de la altura piezométrica

En este segundo caso podemos ver que la altura piezométrica queda por debajo de la altura geométrica. En los esquemas parece que es un problema de fácil solución pero en la realidad esto obedece a situaciones topográficas en las que evitar que la línea de alturas geométricas quede por debajo de la línea de alturas piezométricas puede resulta imposible o muy costoso. En este caso podemos ver que parte de la red está sometida a presiones positivas (en rojo), y que en dos puntos se dan don singularidades. En el punto A la presión es nula, esto puede generar problemas de succiones e incluso aplastamientos de la tubería, y en el punto B la presión es negativa (azul) por lo que tendremos problemas similares. Estos dos puntos no pueden diseñarse para trabajar a presión nula o negativa. Por lo que debemos solucionar el problema modificando la línea de alturas piezométricas.

Solución I: Válvula de regulación a la llegada del segundo depósito

Como podemos ver en este segundo diagrama, hemos introducido una válvula de regulación que ofrecerá mucha resistencia a la circulación de la red antes de la entrada del segundo depósito. De esta forma podemos ver la línea de alturas piezométricas modificada, y cómo ésta queda enteramente por debajo de la línea de alturas geométricas. De esta forma hemos evitado las secciones de la red con presión nula o presión negativa, por lo que esta válvula que en apariencia no es necesaria, nos permite hacer funcionar el trazado sin tener que modificar la línea de alturas geométricas.

Solución II: Válvula de regulación a la salida del primer depósito

Como podemos ver en este tercer diagrama, hemos introducido una válvula de regulación que ofrecerá mucha resistencia a la circulación después de la salida del primer depósito. De esta forma vemos que la línea de alturas piezométricas también se modifica, pero en este caso nos agrava el problema, dejando prácticamente toda la red con presiones negativas (azul). Podemos ver pues que la introducción de elementos de regulación puede ser muy perjudicial dependiendo de los puntos en los que se introduzcan. Sin embargo, habitualmente, a la salida de depósitos y antes de la entrada se deben disponer válvulas de seccionamiento, por lo que debemos tener muy en cuenta la resistencia que ofrecen a la circulación para introducir los elementos sin que perjudique a la línea de alturas piezométricas, y que toda la red esté sometida a una presión positiva mínima de funcionamiento.

Presión máxima 

En el ejemplo de la solución I se ha introducido la válvula de regulación (seccionamiento) antes del segundo depósito, aguas abajo. Esta válvula modifica la línea de alturas piezométrica, pero igualmente modifica la presión máxima a la que puede estar sometida la red. Mientras que con la válvula abierta, la presión máxima estará en la línea A (encima de la propia válvula). Con la válvula cerrada lo estará en la misma línea, salvo que en este caso podemos que la diferencia es significativa. Siempre que introducimos elementos de maniobra o control en la red, debemos estudiar la línea de alturas piezométricas en todas las casuísticas de dicho elemento. En el caso de válvulas de corte sería en dos posiciones: abierta y cerrada. De este estudio podremos obtener una imagen más detallada de las presiones de red y determinar al mismo tiempo la presión máxima a la que dicha estará sometida.