Conductos en serie Entre dos sitios diferentes puede transportarse un líquido confinado, usualmente agua, mediante un conducto que cambia sus características de tamaño o rugosidad: esos son los conductos en serie. En puntos determinados de la conducción pueden ocurrir descargas o salidas de agua de manera que el caudal no es el mismo a lo largo de toda la conducción. Esos puntos se denominan nudos de consumo. Pero también es un nudo el punto donde cambian las características del conducto, como su diámetro o su rugosidad, así no haya consumo. Tram o1 Nudo 1 o2 am Tr Tanque o4 Tram Tramo 3 Nudo 2 Nudo 3 Planta de una conducción en serie Hidráulica de la conducción Tra m Cau o i dal Qi Nudo j Qi = Qi+1 + qj Consumo qj +1 o i i+1 am l Q Tr auda C Continuidad. En cada nudo se plantea una ecuación de continuidad. Sea Qi el caudal que circula por el tramo i, que termina en el nudo j, y sea qj el caudal que se descarga en el nudo j: Extremo final: tanque o descarga a la atmósfera Planta de una nudo típico Energía. Entre el extremo de suministro, con frecuencia un tanque, y el extremo final, que puede ser una descarga sumergida en un tanque o una descarga libre a la atmósfera, se escribe la ecuación de la energía: Htanque de suministro = Hextremo final + hf + hL La solución simultánea de las ecuaciones de continuidad y de energía resuelve cualquier tipo de problema en los conductos en serie. Los problemas que deben resolverse en conducciones en serie Cálculo de la potencia. En este caso se conocen las características de todos los tramos (L, D, e) y los caudales descargados en cada nudo (q). Se requiere conocer el desnivel entre los extremos de la conducción. Se deben plantear las ecuaciones de continuidad, una para cada nudo, y la ecuación de la energía entre los extremos del conducto. Revisión de la capacidad hidráulica. En este caso se conocen las características de todos los tramos (L, D, e) y la topografía de la conducción (HT). Se requiere conocer el caudal que se descarga en cada nudo y el caudal en cada tramo. Se deben plantear las ecuaciones de continuidad, una para cada nudo, y la ecuación de la energía entre los extremos del conducto. Diseño de la conducción. En este caso se conocen algunas características de todos los tramos (L, e), la topografía de la conducción (HT) y los consumos en los nudos (qj). Se requiere conocer el diámetro de cada tramo. Se deben plantear las ecuaciones de continuidad, una para cada nudo, y la ecuación de la energía entre los extremos del conducto. Este problema tiene múltiples soluciones. Se preferirá aquella de mínimo costo. El resultado de las investigaciones de I-pai Wu (1975) recomiendan que la pendiente de la línea de energía en cada tramo sea igual a la pendiente promedia de la línea de energía entre los extremos de la conducción. Referencia Wu, I-pai. Design of drip irrigation main lines, en Journal of de irrigation and Drainage Division, ASCE, volumen 101, número IR4, diciembre de 1975.