Tabla de rugosidad absoluta de tuberías (ε)
Valores de referencia de la rugosidad absoluta ε (mm) para las ecuaciones de Colebrook-White y Darcy-Weisbach, cubriendo 31 materiales de tubería en condición nueva y usada — el mismo conjunto de datos de las calculadoras hidráulicas de LOGOS.
Qué es la rugosidad absoluta
La rugosidad absoluta ε es la altura media de las irregularidades de la superficie interna de la tubería, expresada en milímetros. Es una propiedad del material y de su condición: una tubería de acero al carbono sale de fábrica con ε ≈ 0,045 mm y puede superar 1 mm tras años de corrosión e incrustación.
En el cálculo de pérdida de carga, ε nunca actúa solo — lo que entra en el modelo de fricción es la rugosidad relativa ε/D, la razón entre la rugosidad y el diámetro interno. El mismo ε que es despreciable en una línea de 400 mm domina el factor de fricción en una de 25 mm.
Dónde entra en el cálculo
El factor de fricción f de la ecuación de Darcy-Weisbach, h_f = f · (L/D) · (v²/2g), proviene de la ecuación de Colebrook-White en régimen turbulento:
1/√f = −2·log₁₀( ε/(3,7·D) + 2,51/(Re·√f) )
El primer término dentro del logaritmo lleva ε/D. En Reynolds altos (régimen plenamente rugoso) el segundo término desaparece y f depende solo de ε/D.
Cómo elegir el valor en la tabla
- Típico (ε típ) — úselo como valor estándar de diseño para el material en la condición indicada.
- Mínimo (ε mín) — límite optimista; útil para verificar la sensibilidad del resultado, nunca para dimensionar.
- Máximo (ε máx) — límite conservador; adecuado cuando el fluido es agresivo, el agua no es tratada o la línea operará décadas sin limpieza.
Una práctica robusta en sistemas bombeados: dimensione la altura de la bomba con rugosidad de tubería usada (la curva del sistema se vuelve más empinada con el tiempo) y verifique el caudal máximo — carga del motor, NPSH, autoridad de la válvula — con rugosidad de tubería nueva.
Rugosidad absoluta ε por material de la tubería (mm)
| Categoría | Material | ε mín (mm) | ε típico (mm) | ε máx (mm) | Observación |
|---|---|---|---|---|---|
| Aceros | Acero al carbono nuevo (sin costura) | 0,025 | 0,045 | 0,09 | A106, A53 — recomendación estándar |
| Aceros | Acero al carbono con costura | 0,04 | 0,06 | 0,1 | Costura helicoidal/longitudinal |
| Aceros | Acero al carbono usado (1–2 años) | 0,15 | 0,2 | 0,25 | Ligera oxidación interna |
| Aceros | Acero al carbono usado (>5 años) | 0,5 | 1 | 2 | Oxidación severa, incrustación |
| Aceros | Acero al carbono con revestimiento epóxico interno | 0,04 | 0,06 | 0,1 | AWWA C210 / C213 |
| Aceros | Acero galvanizado nuevo | 0,09 | 0,15 | 0,25 | Inmersión en caliente |
| Aceros | Acero galvanizado usado | 0,25 | 0,4 | 0,6 | Tras años de operación |
| Aceros | Acero inoxidable (304/316) | 0,015 | 0,025 | 0,05 | Pulido estándar |
| Aceros | Acero inoxidable sanitario pulido | 0,0008 | 0,0015 | 0,003 | Ra ≤ 0,8 µm — alimentario/farma |
| Hierros | Hierro fundido nuevo | 0,25 | 0,4 | 0,6 | — |
| Hierros | Hierro fundido con revestimiento asfáltico | 0,1 | 0,15 | 0,22 | — |
| Hierros | Hierro fundido usado | 0,8 | 1,5 | 3 | Tuberculación |
| Hierros | Hierro dúctil nuevo (revestido de cemento) | 0,05 | 0,08 | 0,15 | EN 545 / AWWA C151 |
| Hierros | Hierro dúctil usado | 0,15 | 0,25 | 0,5 | — |
| Plásticos | PVC rígido (PN 6 a PN 25) | 0,0015 | 0,005 | 0,01 | NBR 5648 / 5688 |
| Plásticos | CPVC | 0,0015 | 0,005 | 0,01 | — |
| Plásticos | PEAD nuevo (PE 80, PE 100) | 0,0015 | 0,007 | 0,02 | ISO 4427 |
| Plásticos | PEAD usado (>10 años) | 0,02 | 0,05 | 0,1 | Poca degradación interna |
| Plásticos | PEX (polietileno reticulado) | 0,0015 | 0,007 | 0,02 | — |
| Plásticos | PPR (polipropileno random) | 0,005 | 0,01 | 0,02 | — |
| Plásticos | PRFV / GRP | 0,02 | 0,05 | 0,1 | Variable según el proceso |
| Cobre | Cobre laminado nuevo | 0,0015 | 0,003 | 0,01 | Tipos K/L/M |
| Cobre | Cobre usado | 0,005 | 0,01 | 0,02 | — |
| Cobre | Latón | 0,0015 | 0,0025 | 0,005 | — |
| Hormigón | Hormigón liso (encofrado metálico) | 0,3 | 0,5 | 1 | Buen acabado |
| Hormigón | Hormigón común | 1 | 2,5 | 5 | Acabado medio |
| Hormigón | Hormigón rugoso | 3 | 6 | 10 | Acabado deficiente |
| Otros | Madera cepillada | 0,2 | 0,5 | 1 | — |
| Otros | Vidrio / acrílico | 0,0001 | 0,001 | 0,003 | Hidráulicamente liso |
| Otros | Goma lisa | 0,01 | 0,015 | 0,03 | — |
| Otros | Manguera flexible corrugada | 1 | 3 | 5 | Manguera espiralada |
Mismo conjunto de datos usado por las calculadoras de pérdida de carga de LOGOS (Colebrook-White). Valores en milímetros.
Normas y métodos
- Colebrook-White
- Darcy-Weisbach
- EPANET 2.2
- AWWA C210/C213
- ISO 4427
- NBR 5648
Preguntas frecuentes
¿Qué rugosidad usar para tubería de acero al carbono nueva?
Para acero al carbono nuevo sin costura (A106/A53), use ε = 0,045 mm como valor estándar de diseño. El rango plausible es 0,025–0,09 mm; la tubería con costura queda algo por encima (0,06 mm típico).
¿Cuál es la rugosidad absoluta de la tubería de PVC?
El PVC rígido es hidráulicamente liso: ε = 0,005 mm típico, rango 0,0015–0,01 mm. En la práctica, el factor de fricción del PVC en los Reynolds usuales queda cerca del límite de tubería lisa.
¿Cuánto cambia la rugosidad con el envejecimiento?
Mucho — es la mayor incertidumbre del cálculo de pérdida de carga. El acero al carbono pasa de 0,045 mm nuevo a ~0,2 mm tras 1–2 años y 0,5–2 mm tras más de 5 años de corrosión e incrustación.
¿Rugosidad absoluta o relativa — cuál entra en Colebrook-White?
La ecuación usa la rugosidad relativa ε/D (adimensional): divida el ε de esta tabla (mm) por el diámetro interno de la tubería en la misma unidad. Una rugosidad de 0,045 mm en una tubería de 100 mm da ε/D = 0,00045.
¿Importa la rugosidad en régimen laminar?
No. En régimen laminar (Re < 2300) el factor de fricción es f = 64/Re y no depende de la rugosidad. Solo entra en los regímenes de transición y turbulento.