Calculadora de dimensionamiento de tuberías
Escribe el caudal de agua y una fricción o una velocidad para obtener el diámetro interior requerido, el diámetro nominal recomendado y su velocidad y pérdida por fricción reales. También puedes elegir un tamaño y comprobarlo. Las ecuaciones con los números sustituidos están en Pasos del cálculo; las tablas de tamaños, las constantes y las fuentes, más abajo en Base de cálculo.
Comprobar la condensación en tubería aislada Comprueba si se forma condensación en la superficie de una tubería de agua helada aislada y calcula el espesor mínimo de aislamiento que la evita, por material y revestimiento.
Tabla de tamaños de tubería (caudal por diámetro nominal)
Las mismas ecuaciones que la calculadora de arriba (Darcy-Weisbach, agua a 20 °C, rugosidad predeterminada de cada tubería): para cada tamaño, el caudal que da 300 Pa/m (el valor predeterminado de la calculadora) y su velocidad, más el caudal en el límite de la práctica de ASHRAE (1.2 m/s hasta 50 mm, 400 Pa/m por encima). Rugosidad ε: acero SGP 0.046 mm, cobre 0.0015 mm. En algunas filas, como el cobre 50A (DN 50), el caudal a 300 Pa/m supera el caudal del límite de ASHRAE, así que usa el menor de los dos.
| Tamaño | Diám. int. mm | Caudal a 300 Pa/m L/min | Mismo caudal m³/h | Velocidad m/s | Caudal en el límite de ASHRAE L/min | Límite |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Acero al carbono SGP (JIS G 3452, norma japonesa) | ||||||
| 15A | 16.1 | 6.3 | 0.38 | 0.52 | 14.7 | 1.2 m/s |
| 20A | 21.6 | 14.0 | 0.84 | 0.64 | 26.4 | 1.2 m/s |
| 25A | 27.6 | 27.1 | 1.63 | 0.76 | 43.1 | 1.2 m/s |
| 32A | 35.7 | 54.2 | 3.25 | 0.90 | 72.1 | 1.2 m/s |
| 40A | 41.6 | 81.7 | 4.90 | 1.00 | 97.9 | 1.2 m/s |
| 50A | 52.9 | 155 | 9.31 | 1.18 | 158 | 1.2 m/s |
| 65A | 67.9 | 302 | 18.10 | 1.39 | 351 | 400 Pa/m |
| 80A | 80.7 | 477 | 28.62 | 1.55 | 555 | 400 Pa/m |
| 90A | 93.2 | 699 | 41.93 | 1.71 | 813 | 400 Pa/m |
| 100A | 105.3 | 965 | 57.91 | 1.85 | 1,123 | 400 Pa/m |
| 125A | 130.8 | 1,712 | 102.70 | 2.12 | 1,990 | 400 Pa/m |
| 150A | 155.2 | 2,687 | 161.22 | 2.37 | 3,122 | 400 Pa/m |
| Cobre tipo L (ASTM B88) | ||||||
| 15A (1/2) | 13.8 | 4.4 | 0.27 | 0.49 | 10.8 | 1.2 m/s |
| 20A (3/4) | 19.9 | 12.0 | 0.72 | 0.64 | 22.5 | 1.2 m/s |
| 25A (1) | 26.0 | 24.8 | 1.49 | 0.78 | 38.3 | 1.2 m/s |
| 32A (1-1/4) | 32.1 | 43.8 | 2.63 | 0.90 | 58.4 | 1.2 m/s |
| 40A (1-1/2) | 38.2 | 70.0 | 4.20 | 1.02 | 82.6 | 1.2 m/s |
| 50A (2) | 50.4 | 147 | 8.83 | 1.23 | 144 | 1.2 m/s |
| 65A (2-1/2) | 62.6 | 263 | 15.78 | 1.42 | 309 | 400 Pa/m |
| 80A (3) | 74.8 | 423 | 25.39 | 1.61 | 496 | 400 Pa/m |
| 100A (4) | 99.2 | 898 | 53.88 | 1.94 | 1,053 | 400 Pa/m |
Elige el menor tamaño cuyo caudal indicado sea igual o mayor que tu caudal de diseño. Para otras temperaturas del agua, tuberías o caudales usa la calculadora de arriba.
Base de cálculo
La pérdida por fricción sale de la ecuación de Darcy-Weisbach con el factor de fricción de Colebrook, o de la fórmula de Hazen-Williams. Dimensionar por fricción o por velocidad da un diámetro interior requerido; se elige el menor tamaño de la tabla con al menos ese diámetro interior y se recalcula con su diámetro interior real.
| Concepto | Ecuación | Notas · base |
|---|---|---|
| Pérdida por fricción (Darcy-Weisbach) | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R en Pa/m, D el diámetro interior en m, ρ en kg/m³, V en m/s. La ecuación general para cualquier fluido y temperatura |
| Factor de fricción (Colebrook) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3.7 D) + 2.51/(Re √f) ) | Re ≥ 2300. El mismo método que la calculadora de ductos (iterado desde la estimación de Haaland). El rango de transición de 2300 a 4000 también la usa, lo que da un valor algo alto |
| Factor de fricción (laminar) | f = 64 / Re | Re < 2300 (Hagen-Poiseuille); se marca como laminar en el resultado |
| Hazen-Williams (SI) | h/L = 10.67 Q^1.852 / (C^1.852 D^4.8704), R = ρ g h/L | Q en m³/s, D en m, h la pérdida de carga en m. Un ajuste empírico para agua en flujo turbulento cerca de la temperatura ambiente: ignora la viscosidad (temperatura) y el flujo laminar. Es habitual en agua sanitaria y protección contra incendios |
| Número de Reynolds, velocidad | Re = V·D / ν, V = Q / (πD²/4) | ν = μ/ρ. Dimensionar por velocidad usa D = √(4Q / (πV)) |
| Elección del tamaño | diámetro interior = diámetro exterior − 2 × espesor ≥ D | Se recomienda el menor tamaño que lo cumple y se recalcula con su diámetro interior real. También se muestra el siguiente tamaño |
| Unidades de presión | 1 kPa/100 m = 10 Pa/m, 1 mmH₂O = 9.80665 Pa | La misma convención que el conversor de unidades. 300 Pa/m = 30 kPa/100 m = 30.6 mmH₂O/m |
Tablas de tamaños de tubería
Medidas en mm; diámetro interior = diámetro exterior − 2 × espesor. Solo se enumeran los tamaños cuyas medidas se pudieron comprobar con una fuente. Consulta la norma o la tabla del fabricante antes de pedir.
Acero al carbono SGP (JIS G 3452, norma japonesa)
Diámetro exterior y espesor de la tubería de acero al carbono SGP según JIS G 3452. Otras normas locales pueden usar los mismos diámetros nominales, pero esta tabla se comprobó con los valores JIS.
| Tamaño | Diám. ext. mm | Espesor mm | Diám. int. mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 90A | 101.6 | 4.2 | 93.2 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 175A | 190.7 | 5.3 | 180.1 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 225A | 241.8 | 6.2 | 229.4 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
Cobre tipo L (ASTM B88)
Tubo de cobre tipo L según ASTM B88. Medidas en pulgadas (diámetro exterior de 0.625 in, etc.) × 25.4, con la designación nominal en A (1/2 = 15A (DN 15)). Las tablas de las normas locales equivalentes no se comprobaron.
| Tamaño | Diám. ext. mm | Espesor mm | Diám. int. mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 1.02 | 13.84 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 1.14 | 19.94 |
| 25A (1) | 28.58 | 1.27 | 26.04 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.4 | 32.13 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.52 | 38.23 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.78 | 50.42 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 2.03 | 62.61 |
| 80A (3) | 79.38 | 2.29 | 74.8 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.79 | 99.19 |
Cobre tipo M (ASTM B88)
Tubo de cobre tipo M según ASTM B88 (el mismo diámetro exterior que el tipo L, con pared más delgada).
| Tamaño | Diám. ext. mm | Espesor mm | Diám. int. mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 0.71 | 14.45 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 0.81 | 20.6 |
| 25A (1) | 28.58 | 0.89 | 26.8 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.07 | 32.79 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.25 | 38.78 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.47 | 51.03 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 1.65 | 63.37 |
| 80A (3) | 79.38 | 1.83 | 75.72 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.41 | 99.95 |
Acero inoxidable Sch 10S (JIS G 3459)
Tubería de acero inoxidable según JIS G 3459, Sch 10S. Se omite el 90A (DN 90) porque no se pudo comprobar.
| Tamaño | Diám. ext. mm | Espesor mm | Diám. int. mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.1 | 17.5 |
| 20A | 27.2 | 2.1 | 23.0 |
| 25A | 34.0 | 2.8 | 28.4 |
| 32A | 42.7 | 2.8 | 37.1 |
| 40A | 48.6 | 2.8 | 43.0 |
| 50A | 60.5 | 2.8 | 54.9 |
| 65A | 76.3 | 3.0 | 70.3 |
| 80A | 89.1 | 3.0 | 83.1 |
| 100A | 114.3 | 3.0 | 108.3 |
| 125A | 139.8 | 3.4 | 133.0 |
| 150A | 165.2 | 3.4 | 158.4 |
| 200A | 216.3 | 4.0 | 208.3 |
| 250A | 267.4 | 4.0 | 259.4 |
| 300A | 318.5 | 4.5 | 309.5 |
Rugosidad ε (Darcy-Weisbach)
Valores de materiales del diagrama del factor de fricción de Moody de 1944, convertidos a mm. La rugosidad crece con la edad y la calidad del agua, así que escribe otros valores con Personalizada.
| Material | ε (mm) | Valor de Moody |
|---|---|---|
| Acero comercial | 0.046 | 0.00015 ft |
| Acero galvanizado | 0.15 | 0.0005 ft |
| Tubo estirado (cobre, latón) | 0.0015 | 0.000005 ft |
Coeficiente C (Hazen-Williams)
El capítulo Pipe Sizing del ASHRAE Handbook Fundamentals da 150 para plástico y cobre, 140 para acero nuevo y 100 o menos para tuberías muy corroídas o muy rugosas. La NFPA 13 (rociadores) fija 120 para acero de tubería húmeda y 150 para cobre, acero inoxidable y CPVC. Una C menor da una pérdida mayor.
| Tubería | C | Fuente |
|---|---|---|
| Acero 120 (NFPA 13) | 120 | NFPA 13 (acero, tubería húmeda) |
| Acero nuevo 140 (ASHRAE) | 140 | ASHRAE (acero nuevo) |
| Acero corroído 100 (ASHRAE) | 100 | ASHRAE (corroído o rugoso), NFPA 13 (acero, tubería seca) |
| Cobre, acero inoxidable, plástico 150 | 150 | ASHRAE (plástico, cobre), NFPA 13 (cobre, acero inoxidable, CPVC) |
Propiedades del agua (101.325 kPa)
Densidad según IAPWS-95 y viscosidad según la formulación IAPWS 2008. La calculadora interpola una tabla cada 5 °C (de 5 a 95 °C) sobre las cuatro filas más cercanas; el error entre filas es de menos del 0.02 %.
| Temperatura °C | Densidad ρ kg/m³ | Viscosidad μ mPa·s | Viscosidad cinemática ν m²/s |
|---|---|---|---|
| 5 | 999.967 | 1.5182 | 1.518 × 10⁻⁶ |
| 10 | 999.702 | 1.3059 | 1.306 × 10⁻⁶ |
| 15 | 999.103 | 1.1376 | 1.139 × 10⁻⁶ |
| 20 | 998.207 | 1.0016 | 1.003 × 10⁻⁶ |
| 30 | 995.649 | 0.7972 | 8.007 × 10⁻⁷ |
| 40 | 992.216 | 0.6527 | 6.579 × 10⁻⁷ |
| 50 | 988.035 | 0.5465 | 5.531 × 10⁻⁷ |
| 60 | 983.196 | 0.4660 | 4.740 × 10⁻⁷ |
| 70 | 977.765 | 0.4036 | 4.127 × 10⁻⁷ |
| 80 | 971.790 | 0.3540 | 3.643 × 10⁻⁷ |
| 90 | 965.310 | 0.3142 | 3.255 × 10⁻⁷ |
| 95 | 961.888 | 0.2971 | 3.089 × 10⁻⁷ |
Elegir la velocidad y la fricción
El capítulo Pipe Sizing del ASHRAE Handbook Fundamentals describe como práctica habitual en HVAC 1.2 m/s o menos para tuberías de 50 mm y menores, y 400 Pa/m o menos para las mayores. Algunas referencias (Carrier 1960) añaden que nunca se superen 4.6 m/s. La calculadora comprueba el tamaño recomendado y el siguiente con estos valores.
Los límites de ruido y erosión dependen del material de la tubería, las horas de operación al año y el aire o las partículas en el agua. Consulta ese capítulo y los datos del fabricante para ver las cifras.
El valor predeterminado de 300 Pa/m es un ejemplo dentro de 400 Pa/m. Baja el valor para reducir la altura de la bomba o súbelo para reducir el tamaño de la tubería.
Ejemplo resuelto
Caudal 100 L/min, agua a 20 °C, acero SGP (ε 0.046 mm), fricción 300 Pa/m, Darcy-Weisbach: Q = 1.667 × 10⁻³ m³/s, diámetro interior requerido 44.87 mm → recomendado 50A (DN 50) (diámetro interior 52.9 mm): V = 0.758 m/s, Re = 39,979, f = 0.0245, R = 132.8 Pa/m (13.3 kPa/100 m, 13.5 mmH₂O/m). Siguiente tamaño, 65A (DN 65): V = 0.460 m/s, R = 39.0 Pa/m.
Con Hazen-Williams y C = 120, el diámetro interior requerido es 47.30 mm y el 50A da R = 173.9 Pa/m, un 30 % más que con Darcy para la misma tubería. El resultado depende mucho de la C elegida.
Fuentes
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), Pipe Sizing: Darcy-Weisbach y Colebrook, C típica de Hazen-Williams, práctica de diseño de velocidad y fricción
- Moody, L. F. (1944), Friction factors for pipe flow, Transactions of the ASME 66: rugosidad de los materiales
- Colebrook, C. F. (1939), Turbulent flow in pipes, Journal of the Institution of Civil Engineers 11
- NFPA 13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems: tabla de C de Hazen-Williams
- IAPWS R6-95 (ecuación de estado del agua, densidad), IAPWS R12-08 (viscosidad del agua)
- JIS G 3452 tubos de acero al carbono para tuberías ordinarias, JIS G 3459 tubos de acero inoxidable, ASTM B88 tubo de cobre sin costura para agua
Preguntas frecuentes
¿Qué límite de velocidad se aplica a las tuberías de agua helada?
El ASHRAE Handbook Fundamentals (capítulo Pipe Sizing) cita como práctica habitual 1.2 m/s o menos para tuberías de hasta 50 mm y 400 Pa/m o menos para las mayores, y Carrier (1960) recomienda no superar nunca 4.6 m/s. Esta calculadora comprueba el tamaño recomendado con estos valores.
¿Cómo obtengo el diámetro de la tubería a partir del caudal?
Elige una fricción (por ejemplo, 300 Pa/m) o una velocidad, calcula el diámetro interior requerido y toma el menor diámetro nominal igual o mayor. Ejemplo: 100 L/min de agua a 20 °C en acero SGP a 300 Pa/m necesitan 44.87 mm, así que 50A (DN 50) (52.9 mm de diámetro interior, 0.758 m/s, 132.8 Pa/m).
¿Cómo se corresponden los tamaños A con los del tubo de cobre?
15A (DN 15) corresponde a tubo de cobre de 1/2 in, 20A a 3/4 in y 25A a 1 in. El diámetro exterior y el espesor de pared difieren, así que el diámetro interior y el caudal admisible cambian según el tipo de tubería; consulta cada uno en la tabla de arriba.
Última actualización: 2026-10-12.