Determinación de Las Ecuaciones de Caudal Vs. Presión de Fugas

Las pérdidas de agua constituyen uno de los mayores problemas, para el correcto funcionamiento de Redes de Distribución de Agua Potable (RDAP), sin embargo, todavía existen muchas preguntas a la hora de modelar su comportamiento. El presente artículo muestra los resultados de un trabajo en el que se desarrolla, y se pone a prueba, una metodología para determinar ecuaciones, que relacionen el caudal y la presión interna, en momentos en que se presentan fugas en tuberías de PVC biorientado. Para llevar a cabo la investigación se construye un montaje de laboratorio, en el que se experimenta con distintos tipos de falla en las paredes, tales como: orificios, ranuras longitudinales y ranuras circunferenciales. Para cada una de estas, se genera un banco de datos que relaciona la presión dentro del tubo y la descarga perdida. Usando esta información, y por medio de un análisis estadístico, se genera una ecuación que relaciona ambas variables, para así simplificar el problema y poder analizar las fugas como si fueran emisores.

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IAHR

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

                 CIC 

XXV CONGRESO LATINOAMERICANO DE HIDRÁULICA 

SAN JOSÉ, COSTA RICA, 9 AL 12 DE SETIEMBRE DE 2012 

 
 

DETERMINACIÓN DE LAS ECUACIONES DE CAUDAL VS PRESIÓN DE 

FUGAS POR FALLAS EN TUBERÍAS DE PVC BIORIENTADO 

 
 

Diana Fonseca, Juan Ossa, Juan Saldarriaga 

Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados (CIACUA), Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental,  

Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia 

dian-fon@uniandes.edu.co, js.ossa117@uniandes.edu.co

jsaldarr@uniandes.edu.co

 

 
 

RESUMEN: 
 
Las pérdidas de agua constituyen uno de los mayores problemas, para el correcto funcionamiento de 
Redes de Distribución de Agua Potable (RDAP), sin embargo, todavía existen muchas preguntas a 
la hora de modelar su comportamiento. El presente artículo muestra los resultados de un trabajo en 
el  que  se  desarrolla,  y  se  pone  a  prueba,  una  metodología  para  determinar  ecuaciones,  que 
relacionen  el  caudal  y  la  presión  interna,  en  momentos  en  que  se  presentan  fugas  en  tuberías  de 
PVC biorientado. Para llevar a cabo la  investigación se construye un montaje de laboratorio, en el 
que  se  experimenta  con  distintos  tipos  de  falla  en  las  paredes,  tales  como:  orificios,  ranuras 
longitudinales y ranuras circunferenciales. Para cada una de estas, se genera un banco de datos que 
relaciona la presión dentro del tubo y la descarga perdida. Usando esta información, y por medio de 
un análisis estadístico, se genera una ecuación que relaciona ambas variables, para así simplificar el 
problema y poder analizar las fugas como si fueran emisores. 
 
 
ABSTRACT: 
 
Understanding water loss behavior in Water Distribution Systems is very difficult, despite it being a 
very  common  problem  seen  in  water  networks.  This  paper  shows  the  results  of  a  methodology 
applied to bPVC pipes that experienced leakage. The methodology also determined equations that 
related  the  water  flow  and  its  internal  pressure.  The  elaboration  of  a  laboratory  simulation  was 
needed  to  complete  the  research.  In  the  simulation,  different  types  of  failures—round  holes, 
longitudinal  splits  and  circular  cracks—presented  themselves.  Each  failure  was  recorded  and  data 
was  collected  so  as  to  relate  discharge  and  pressure.  An  equation  was|  obtains  through  the  use  of 
this  information  and  a  statistical  process.  This  equation  related  both  variables.  The  problem  was 
therefore simplified, for it allowed the understanding of leakages as emitters. 
 
PALABRAS CLAVES: 
Redes de distribución; Tubos de PVC; Fugas de agua 
 
 
 

 

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INTRODUCCIÓN 
 

En  una  red  de  distribución  de  agua  potable  (RDAP),  una  parte  del  caudal  transportado  es 

consumido por los usuarios autorizados y otra se pierde de distintas formas. Esta fracción es medida 
por  medio  del  Índice  de  Agua  No  Contabilizada  (IANC),  e  incluye  el  agua  consumida  que  no  se 
factura, el caudal que no se mide, las conexiones ilegales y por supuesto las pérdidas de agua por 
fugas. Estas últimas son uno de los problemas más graves en RDAP, no  solo porque son bastante 
frecuentes,  sino  también  por  la  dificultad  para  rastrearlas.  El  Banco  Mundial,  ha  definido  que  el 
IANC para países con déficit de agua debe ser máximo del 15% (Ardakanian & Ghazali, 2003); sin 
embargo, en muchos casos este valor es superado considerablemente, convirtiéndose en uno de los 
mayores problemas para los operadores de los sistemas de distribución. 

 Existen  muchas  causas  para  que  se  generen  fugas  en  una  red;  algunas  de  ellas  son  el 

envejecimiento  de  la  misma,  la  mala  instalación  de  tuberías  y  accesorios,  la  mala  calidad  de  los 
materiales,  los  malos  diseños,  las  conexiones  ilegales  y  las  presiones  excesivas.  Hay  diferentes 
estrategias para controlar las pérdidas, algunas de estas son: velocidad y calidad en las reparaciones, 
control  activo  de  pérdidas,  gestión  de  redes  y  activos,  y  manejo  de  presiones  de  la  red.  Aunque 
todas  las  opciones  anteriores  son  válidas,  el  presente  trabajo  se centra  en  la  última,  y  por  ende  se 
cuestiona cómo reducir estos valores de forma efectiva. La importancia de esto, radica en el hecho 
que se ha demostrado que los valores altos están fuertemente relacionados con las fugas (Walski, , 
Bezts,  Posluszny,  Weir,  &  Whitman,  2004)  );  (Burnell  &  Race,  2000);  (Farley  &  Trow,  2003); 
(Martínez,  Conejos  &  Vercher,  1999);  (Stathis  &  Loganathan,  2000);      y  por  ende,  al  evitar  que 
estas se encuentren por encima de ciertos límites, se logran disminuir las pérdidas.  

El interrogante de cómo lograr esta reducción, está asociado con una buena calibración de la 

red,  que  entre  otras,  debe  contar  dentro  de  sus  variables  de  entrada,  con  una  buena  cuantificación 
del  caudal  perdido.  Lo  anterior  permite  generar  modelos,  que  detecten  zonas  donde  se  presenten 
comportamientos  anómalos,  y  que  posiblemente  estén  asociados  con  fugas.  Para  evaluar  esta 
dependencia, es necesario conocer la relación que existe entre las dos variables; una opción es tratar 
las  fallas  como  emisores,  es  decir  accesorios  que  dejan  salir  de  la  red  una  determinada  descarga 
como función de la altura piezométrica en el punto. Esta investigación está dedicada a establecer las 
ecuaciones que relacionen las dos variables, en tuberías hechas de PVC molecularmente orientado. 
Haciendo uso de la asociación mencionada anteriormente, y tomando como base estudios que han 
demostrado  su  idoneidad  (Greyvenstein  &  Van  Zyl,  2005);  (Ferrante,  Massari,  Brunone,  & 
Meniconi,  2010);  (Van  Zyl  &  Clayton,  2007);    se  define  la  siguiente  ecuación  para  asociar  las 
características.  

      

 

           

 

 

 

[1] 

donde  Q  es  el  caudal  perdido,  h    es  la  presión  en  la  tubería,  α  (coeficiente  de  descarga)  y  β 
(exponente)  son  variables  que  describen el  tipo  de  falla.  Estos  parámetros  varían según  el  tipo  de 
material del montaje, el tipo de falla que se esté poniendo a prueba y de algunas particularidades de 
la investigación, que hacen variar los valores entre los distintos autores. Algunos ejemplos de esto 
se muestran a continuación.  

 

Tabla 1.

Exponente β en función del material, características de la tubería y tipo de falla (Buckley, 2008).

 

Material 

Tipo  de 
Falla 

Tamaño 
mm 

Diámetro 
mm 

Espesor 
de 
pared 
mm 

β 

Unplasticised 
Poly 

Vinyl 

Chloride 
(uPVC) 

Orificio 

   110 

0.511 

   110 

0.524 

10 

   110 

0.514 

12 

   110 

0.509 

uPVC 

R.Long. 

1.2 x 40     110 

0.841 

2 x 60 

   110 

0.757 

1.7 x 90     110 

0.857 

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Tabla 2.- 

Exponente β en función del material, características de la tubería y tipo de falla (Cassa, Van Zyl, 

Laubscher, 2006).

 

Material 

Tipo de Falla 

Tamaño 
mm 

Diámetro 
mm 

Espesor 

de 

pared mm 

β 

uPVC  

Orifico 

110 

0.508 

110 

0.507 

10 

110 

0.507 

12 

110 

0.508 

Hierro fundido 

Orifico 

105.2 

0.60 

0.500 

105.2 

0.60 

0.501 

10 

105.2 

0.60 

0.501 

12 

105.2 

0.60 

0.501 

Acero 

Orifico 

104.6 

0.31 

0.501 

104.6 

0.31 

0.501 

10 

104.6 

0.31 

0.501 

12 

104.6 

0.31 

0.502 

uPVC 

R.Long. 

2 x 50 

110 

0.783 

Hierro Fundido 

R.Long. 

0.5 x 50 

105.2 

0.60 

0.661 

Acero 

R.Long. 

1 x 50 

104.6 

0.31 

0.723 

uPVC 

R.Circun 

0.5 x40 

110 

0.557 

2 x 150 

110 

1.154 

Hierro Fundido 

R.Circun 

0.5 x40 

105.2 

0.60 

0.513 

1 x 150 

105.2 

0.60 

0.946 

Hierro Fundido 

R.Circun 

0.5 x40 

104.6 

0.31 

0.519 

1 x 150 

104.6 

0.31 

1.017 

 

Como se puede ver en la Tabla 1 y en la Tabla 2, los valores del exponente no varían mucho 

como función de las características de la falla, excepto en las ranuras circunferenciales, pero sí lo 
hacen en relación al tipo de fuga. Por lo general los orificios presentan valores cercanos a 0.5, para 
las  ranuras  longitudinales  es  un  poco  mayor  y  para  las  circunferenciales  está  cercano  a  1.  Es 
importante  mencionar  que  el  estudio  de  Cassa,  además  de  ser  bastante  robusto  en  el  número  de 
resultados, contó con una aproximación usando un análisis de elementos finitos aplicado a fallas en 
tuberías; este tipo de  acercamientos aumenta la confiabilidad de los datos y sienta una  buena base 
de comparación.  

En  el  Centro  de  Investigaciones  en  Acueductos  y  Alcantarillados  (CIACUA),  de  la 

Universidad  de  los  Andes,  en  Bogotá,  Colombia,  también  se  han  hecho  algunos  análisis  con 
resultados  similares.  Uno  de  estos  se  muestra  en  la  Tabla  3;  en  ella  se  puede  evidenciar  la  
dependencia de los parámetros α y β  respecto al tamaño de la falla y el diámetro de la tubería. El 
parámetro  α  tiende  a  aumentar  proporcionalmente  con  la  longitud  de  la  falla  (Ranuras 
longitudinales),  y  a  disminuir  a  medida  que  crece  el  diámetro  (orificios).  El  exponente  β  por  su 
parte,  presenta  una  tendencia a incrementarse  a  medida  que  aumenta la  longitud  de  la  falla  en  las 
ranuras, y a permanecer constante en el otro caso. 

 

Tabla 3.- 

Ecuaciones en función del tamaño de la tubería y el tipo de Falla (Ávila, 2003).

 

Diámetro 

mm 

Ecuación 

Área 

m

2

 

α 

β 

R

2

 

5.0 

       

   

 

1.96x10

-5

 

52 

0.5 

0.986 

7.7 

          

   

 

4.65x10

-5

 

146.6 

0.5 

0.984 

Longitud       

mm 

Ecuación 

Área mm

2

 

α 

β 

R

2

 

12.25 

          

    

 

12.25 

26.90 

0.48 

0.976 

37.20 

          

     

 

37.20 

52.92 

0.64 

0.998 

60.0 

          

     

 

60.0 

82.82 

0.758 

0.996 

 

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OBJETIVOS 
 

El  objetivo  principal  de  esta  investigación  es;  determinar  las  ecuaciones  que  describen  el 

comportamiento hidráulico, de diferentes tipos de fallas en tuberías de PVC biorientado. Lo cual en 
otras palabras, significa encontrar la relación existente entre caudal perdido y la presión en el punto 
de  fuga.  Para  esto  se  construyó  un  montaje  de  laboratorio,  que  permite  la  realización  de  distintas 
pruebas  en  tuberías  de  PVC  biorientado,  sustituyendo  el  diámetro,  el  tipo  de  falla  y  sus 
dimensiones. Se espera calibrar los parámetros de la ecuación de la falla (coeficiente de descarga y 
exponente), para cada uno de los casos de prueba y con base en esto se espera determinar tendencias 
de cada uno de los parámetros,  como función de las distintas características. Finalmente, se espera 
obtener un estimativo de la cantidad de agua que se podría perder en una red debido a las fugas. 
 
DESCRIPCIÓN DEL MONTAJE     

Para  la  realización  de  las  pruebas  se  diseñó  y  construyó  un  montaje,  en  el  Laboratorio  de 

Hidráulica de la Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia, con la capacidad de probar dos tipos 
de fallas simultáneamente, cada una en sección independiente. El modelo hace pasar el agua por un 
circuito, que está constituido por las siguientes partes:  

1.  Bomba  Tipo  HY-FLO  centrífuga  con  una  capacidad  para  mover  6.3  L/s,  a  75  m  de  altura 

dinámica.  
 

2.  Dos  canales  independientes  totalmente  impermeabilizados.  La  división  se  hizo  mediante 

láminas de acrílico de 8 mm en la zona de prueba, con la finalidad de tener buena visibilidad  
de las fugas, y con aglomerado de 12 mm para el resto de tramos. 

 

3.  Dos  vertederos  triangulares  de  60°  en  acrílico,  adaptados  en  cada  una  de  las  secciones  de 

prueba junto con un sensor para medir el nivel de agua. 

El montaje se une al  sistema de alimentación  del laboratorio por medio de  una  válvula de 

regulación de caudal; posteriormente una tubería de 3” llega hasta la bomba, donde se impulsara la 
descarga. En este punto se ubica un cheque y una válvula de compuerta de 1 ½”, para evitar golpes 
de ariete. Se sigue con un tubo del mismo tamaño hasta llegar un bypass, hecho con una Tee de 3x2 
y  otra  válvula  de  compuerta,  donde  se  regula  la  entrada  de  agua  a  los  prototipos  (Figura  2). 
Finalmente se usa una tubería vertical de 3”, hasta llegar a una última válvula y una Tee, donde se 
divide la descarga entre los dos canales (Figura 1). El equipo usado consta de un manómetro digital 
marca Kobold, que se ubica antes de la división del modelo, y que mide la presión a la entrada del 
mismo,  y  un  sensor  de  nivel  antes  de  los  vertederos.  Para  usar estos  dispositivos  se  desarrolló  un 
software, que lleva la información medida a un computador, y que procesa los datos de la lámina de 
agua para entregar el valor del caudal que se está fugando de la tubería. 
  

Figura 1.- Vista general del montaje. 

Figura 2.- Vista lateral del sistema de 

recirculación. 

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La última parte del montaje, son los prototipos de PVC biorientado (biaxial) que se ponen a 

prueba. Esta tecnología se diferencia de los tubos comunes, pues durante el proceso de construcción 
se estiran en línea las moléculas del polímero, obteniendo una orientación en sentido circunferencial 
y  longitudinal  (Figura  3).  Estos  planos  alineados  incrementan  la  resistencia mecánica, la  fortaleza 
del  material,  la  máxima  tensión  a  la  falla,  que  es  la  de  resistencia  a  la  rotura  debido  a  la  presión 
interna,  y    la  resistencia  al  impacto  (PAVCO,  2008).  Asimismo,  al  tener  una  estructura laminada, 
disminuyen  considerablemente  la  transmisión  de  fracturas  a  través  de  la  pared  de  la  tubería,  y 
reducen el riesgo ante ataques químicos y electroquímicos. 
 

 

Figura 3.- Orientación molecular en tuberías de PVC biaxiales. Fuente (PAVCO, 2008). 

 
METODOLOGÍA 

 

La preparación del modelo empieza generando la falla en los distintos tubos. Se representan 

en total 3 tipos de fuga de diversos tamaños: ranuras longitudinales de 12, 37, 60 y 100 mm de largo 
(Figura 4), ranuras transversales de 12 ,37 ,60 y 100 mm de largo (Figura 5),  orificios de 3, 5, 7.7, 
8.5 y 10 mm de diámetro (Figura 6), y collares de acometidas domiciliarias desfasados 50%, 100%, 
o colocados correctamente pero sin empaque hermético (Figura 7). El objetivo de estos últimos, es 
simular una inadecuada instalación de  los accesorios, algo que es común en algunas edificaciones, 
pero que nunca se ha estudiado. Una vez se le ha hecho la abertura a la tubería, se ubica en uno de 
los  canales  y  se  conecta  al  sistema  de  abastecimiento.  Se  agrega  un  tapón  en  la  parte  final  para 
confinar el flujo, y se usa una abrazadera metálica para evitar que la fuerza del agua lo empuje. Se 
hicieron  pruebas  en  dos  diámetros  de  tuberías  de  PVCO:  100  mm  (4  pulgadas)  y  150  mm  (6 
pulgadas).   

 

 

Figura 4.- Representación de las ranuras 

longitudinales. 

 

Figura 5.- Representación de las ranuras 

circunferenciales. 

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Figura 6.- Representación de los orificios. 

 

Figura 7.- Representación de las fallas en 

acometidas domiciliarias.

 

Cuando el montaje está listo, se comienza la toma de datos operando la válvula de entrada, 

que  varía  la  energía  con  la  que  ingresa  el  agua  al  sistema;  estos  cambios  son  medidos  con  el 
manómetro digital. Se espera a que salga suficiente agua a través de la falla, para llenar el canal, y 
para que la altura de flujo se estabilice aguas arriba del vertedero. Para la medición del nivel de la 
lámina de agua, se usa el sensor electrónico junto con el software mencionado anteriormente. Una 
vez se tiene la medida de la presión y el caudal, se abre o cierra la válvula de entrada y se repiten 
todos  los  pasos.  Para  poder  tener  un  banco  de  datos  robusto,  que  permita  un  análisis  estadístico 
confiable, el proceso se repetía por lo menos para 20 combinaciones diferentes de variables. 

 

RESULTADOS 
 

Luego  de  llevar  a  cabo  las  distintas  pruebas,  lo  primero  que  se  encuentra  es  que 

efectivamente  en  la  mayoría  de  los  casos,  el  comportamiento  de  las  distintas  fallas  puede  ser 
representado  como  un  emisor.  Como  se  puede  apreciar  en  la  Figura  8,  los  distintos  puntos  sea 
ajustan  de  forma  aceptable  a  las  curvas,  y  los  coeficientes  de  correlación  casi  siempre  están  por 
encima  del  90%.  También  se  puede  ver  que  en  los  orificios  de  3,  8.5  y  10  mm,  la  curva  de  4 
pulgadas  está  por  encima  de  la  de  6  pulgadas;  esto  quiere  decir  que  para  estos  casos,  un  mismo 
valor de la presión produce mayores pérdidas en las tuberías pequeñas. Sin embargo, en el orifico 
de  7.7 mm  ocurre  lo contrario, es  decir  que  las  pérdidas  serían  proporcionales  al  tamaño,  para  un 
mismo  valor  de  presión.  Finalmente  en  el  de  5  mm  las  dos curvas  parecen  sobreponerse,  es  decir 
que no habría diferencia en el comportamiento dependiendo del tamaño.   
 

 

Figura 8.- Curva de calibración de los orificios.  

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Un  comportamiento  similar  se  encuentra  con  las  ranuras  circunferenciales,  y  con  los 

collarines  de  derivación;  sin  embargo  por  la  gran  cantidad  de  datos,  no  se  presentan  todas  las 
gráficas.  El  caso  contrario  ocurrió  con  las  ranuras  longitudinales,  cuyas  curvas  no  parecen  seguir 
fielmente la misma dinámica. En la  Figura 9 se puede ver que en los casos de 12 y 37 mm, existe 
una  tendencia  similar  entre  ellas,  que  se  puede  asociar  a  los  tipos  de  falla  ya  expuestos.  Sin 
embargo, para longitudes de 60 y 100 mm, las aproximaciones son bastante regulares, y en algunos 
casos dejan dudas de la idoneidad de esta metodología para este tipo de fugas.  La dispersión de los 
datos  es  mucho  mayor  y  por  ende  los  coeficientes  de  correlación  son  mucho  más  bajos  que  los 
anteriores. Es importante mencionar que los exponentes β para este caso, se encuentran entre 0.537 
y 1.016, un rango bastante grande que explica el por qué de la diferencia de comportamiento entre 
las distintas curvas y que deja muchas inquietudes sobre cómo representar estas pérdidas. 

 

 

Figura 9.- Curva de calibración de las ranuras longitudinales. 

 

En  la  Tabla  4  se  pueden  ver,  para  el  caso  de  los  orificios,  los  distintos  valores  de  los 

exponentes  de la ecuación 1. Tal como se esperaba, la variación no es muy  grande  y el promedio 
general se puede aproximar a 0.5. Esto quiere decir que sin importar el tamaño de la tubería, o las 
características  puntuales  de  la  falla,  las  tendencias  de  las  regresiones  cuando  estas  son  redondas, 
tienden a ser similares. No se debe entender  con esto que dada una presión y una geometría de la 
fuga, se espera la misma descarga para cualquier tamaño; al contrario, dado que los coeficientes de 
descarga no son los mismos la magnitud de la fuga varía según el caso. El punto es que  las curvas 
tienden a tener la misma forma para los orificios, independiente del resto de características.  

 

Tabla 4.- Exponentes β para Orificios. 

 

 

Tabla 5.- Exponentes β para collares de 

derivación en conexiones domiciliarias. 

 

Tubería

Orificio (mm)

β

5

0.4896

7,7

0.4679

8.5

0.4588

10

0.4279

3

0.5396

5

0.5007

7,7

0.5529

8.5

0.5365

10

0.5191

0.499

4 Pulgadas

6 Pulgadas

Promedio

Tubería

Collares

de

derivación

β

50%

0,5739

100%

0,574

Sin Empaque 0,73

0,623

4 Pulgadas

Promedio

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En  la  Tabla  5  se  puede  observar  el  comportamiento  de  las  fallas  en  conexiones 

domiciliarias;  en  esta  se  evidencia  principalmente  que  el  porcentaje  de  desfase,  no  afecta 
considerablemente el comportamiento de la fuga, y en cambio, la presencia o ausencia del empaque 
si genera una variación importante. Los dos primeros valores se acercan un poco a los encontrados 
con los orificios, lo que haría pensar que existen similitudes entre ambos fenómenos. En la Tabla 6 
se  encuentra  la  información  para  las  ranuras  longitudinales;  como  se  mencionó  anteriormente,  la 
variación  encontrada  es  la  más  grande  de  todos  los  casos.  El  rango  de  valores  se  encuentra  entre 
0.537 y 1.016, es decir que para las longitudes mayores, este llega a ser casi el doble que para las 
menores. Con base en esto, resulta muy  complicado  trabajar con un único exponente a la hora de 
describir  el  caudal  de  fuga.  Finalmente,  en  la  Tabla  7  se  encuentra  la  información  de  la  última 
prueba, las ranuras longitudinales. En ella se ve que el comportamiento es bastante similar al de los 
orificios, y que exceptuando el caso de 12 mm en 6 pulgadas, la variación es mínima. Al respecto 
de  esta medición,  se  puede  pensar  que  hubo  un  error  procedimental  que  condujo a  una  diferencia 
tan grande. 
 

Tabla 6.- Exponentes β para Ranuras 

longitudinales. 

 

 

Tabla 7.- Exponentes β para Ranuras 

circunferenciales. 

 

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 
 

Además de confirmar la relación existente entre la presión en la red, la geometría y el tipo de 

la falla, con el caudal, se encuentra que vale la pena revisar algunos aspectos de la metodología, y 
algunos de los rangos de los parámetros reportados en la literatura. Es evidente que para el caso de 
los orificios no hay mucho por discutir; este tipo de acercamientos con exponentes cercanos a 0.5, 
describen  bastante  bien  este  tipo  de  fugas.  Sin  embargo,  para  el  caso  de  las  ranuras 
circunferenciales la variación de los  exponentes es mucho mayor,  y para pequeñas cambios en las 
condiciones  de  entrada,  los  valores  pueden  diferenciarse  considerablemente.  Los  resultados 
encontrados en esta investigación (Tabla 7), y aquellos mencionados en los antecedentes (Tabla 2), 
muestran heterogeneidad en el resultado que todavía no tiene una explicación clara. Es evidente que 
a  mayor  tamaño  las  pérdidas  aumentan,  pero  no  se  tiene  una  idea  clara  de  cómo  se  da  esta 
asociación. Valdría la pena hacer un análisis de sensibilidad en las fallas, de esta forma se conocería 
con  mayor  precisión,  qué  tanto  afectan  las  características  de  la  ranura  a  las  variables  de  salida. 
Teniendo  en  cuenta  que  de  por  sí,  resulta  bastante  complejo  definir  qué  tipos  de  falla  se  pueden 
encontrar  en  una  red,  el  hecho  que  existan  nuevas  incógnitas  relacionadas  con  la  geometría, 
disminuirían bastante la aplicabilidad de esta metodología.  

Para  el  caso  de  las  ranuras  longitudinales,  los  resultados  muestran  que  el  comportamiento 

varía mucho más como función de las condiciones de entrada. En la Figura 9 se ve la poca precisión 
que tuvieron algunas curvas al describir el comportamiento de la fuga; en algunos casos se puede 
suponer  que  otro  tipo  de  regresiones  serían  mucho  más  exactas.  Además,  si  se  comparan  los 
resultados de la Tabla 6 con los de la Tabla 2 y la Tabla 3, se puede ver que los rangos de variación 
son mucho más grandes, y de nuevo, no se tiene una idea de cómo asociar las variables de entrada 

Tubería

R. Longitudinal (mm) β

12

0.537

37

0.623

60

0.915

100

0.811

12

0.612

37

0.643

60

0.846

100

1.016

0.750

6 Pulgadas

Promedio

4 Pulgadas

Tubería

R.Circunferenciales (mm)

β

12

0.5581

37

0.4861

60

0.4296

100

0.4225

12

0.9828

37

0.4952

60

0.4888

100

0.4605

0.540

4 Pulgadas

6 Pulgadas

Promedio

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con las de salida. En este caso ni siquiera se puede decir que hay proporcionalidad entre la geomtría 
y el caudal fugado; en la figura mencionada se ve que en algunos casos es mayor en la tubería de 
4”,  y  en  otros  es  mayor  en  la  de  6”.  Un  análisis  de  sensibilidad  podría  de  nuevo  ser  una  buena 
opción, para dar una idea de la asociación entre las características y el resultado. 

Por otro lado, teniendo en cuenta que se buscaba hacer un estimativo de la cantidad de agua 

que se puede perder por fugas, se toma como presión de referencia en la red 25 mca, y se  halla que: 
para un orificio de 5 mm en una tubería de 4 pulgadas se está perdiendo 20.74 m

3

 de agua al día. Si 

se  tiene  en  cambio,  una  ranura  longitudinal  o  una  circunferencial  de  60  mm  de  longitud  en  una 
tubería de 6 pulgadas, se estaría perdiendo entre 77.76 m

3

 y 112.32 m

3

 al día respectivamente. Estos 

valores  sin  lugar  a  duda  significan  grandes  pérdidas  para  los  operadores,  sobrecostos  para  los 
usuarios  y  un  pésimo  uso  de  un  recurso  no  renovable.  Se  podría  pensar  que  esta  presión  es 
exagerada  para  algunas  zonas;  sin  embargo,  en  los  puntos  cercanos  a  los  embalses,  o  zonas  de 
bombeo, resultaría antes muy bajo respecto al valor real. 

En cuanto a los estudios de los collarines de derivación, se puede decir que este es un primer 

acercamiento a unos accesorios que a pesar de su frecuente uso, no han sido asociados a las fugas o 
al menos, no se ha estudiado su influencia en estas. Se pusieron a prueba dos casos fundamentados 
en  errores  de  instalación,  para averiguar  el  comportamiento  hidráulico  de  los  mismos.  A  priori  se 
puede decir que este es bastante similar al encontrado con los orificios, y la variación dependiendo 
del porcentaje de desfase es mínima. Por otro  lado, el hecho de tener o no empaque hermético  sí 
constituye un factor que diferencia las situaciones, y por ende debe ser estudiado aparte. De todos 
modos  lo  ideal  es  realizar  más  pruebas  para  corroborar  lo  encontrado  en  esta  investigación, 
haciendo variar porcentajes de desfase y diámetros de los tubos, y permitir así la generalización de 
estas conclusiones.  

Finalmente,  a  pesar  que  el  presente  trabajo  no  discute  temas  financieros  de  la  gerencia  de 

redes, sí ayuda a confirmar que una metodología que busque manejar los excesos de presión en las 
tuberías,  puede  reducir  considerablemente  los  índices  de  fuga  de  caudales  a  través  de  distintas 
fallas. El reto ahora consiste en cuantificar monetariamente la equivalencia de esta descarga, como 
agua  no  facturada,  para  compararla  con  los  costos  de  la  reducción  de  las  presiones,  de 
mantenimiento y otros, y averiguar qué tan factible resulta realizar estos cambios en las estrategias 
de las compañías. 
 
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