Darcy-Weisbach vs Hazen-Williams: cuando usar cada metodo (2026)

El dilema eterno del ingeniero hidraulico

Cuando necesitas calcular las perdidas por friccion en una tuberia, te enfrentas a dos ecuaciones clasicas: Darcy-Weisbach y Hazen-Williams. Ambas funcionan, pero tienen dominios de aplicacion distintos y te pueden dar resultados ligeramente diferentes.

En este articulo vamos a ver cuando usar cada una, como funcionan internamente y los errores tipicos que debes evitar.

Darcy-Weisbach: la ecuacion universal

Darcy-Weisbach es una ecuacion basada en la fisica del flujo y se puede aplicar a cualquier fluido (agua, aceite, glicol, diesel) a cualquier temperatura y en cualquier regimen (laminar, transicion, turbulento).

hf = f · (L/D) · v² / (2g)

Donde:

• f = factor de friccion adimensional
• L = longitud (m)
• D = diametro interior (m)
• v = velocidad del flujo (m/s)
• g = 9.81 m/s²

El problema es que f no es trivial de calcular: depende del numero de Reynolds y de la rugosidad relativa (ε/D). Existen varias correlaciones:

• Colebrook-White (implicita, requiere iteracion)
• Swamee-Jain (explicita, la mas usada en la practica)
• Moody (grafico)

La formula de Swamee-Jain es la mas practica:

f = 0.25 / [log₁₀(ε/(3.7·D) + 5.74/Re^0.9)]²

Para flujo laminar (Re < 2000), se usa:

f = 64/Re

Hazen-Williams: la ecuacion empirica para agua

Hazen-Williams es una ecuacion empirica valida solo para agua a temperatura ambiente (aproximadamente 20°C) y en regimen turbulento:

hf = 10.674 · Q^1.852 / (C^1.852 · D^4.87) · L

Donde:

• Q = caudal (m³/s)
• D = diametro interior (m)
• L = longitud (m)
• C = coeficiente de Hazen-Williams (adimensional, depende del material)

Valores tipicos de C:

• PVC nuevo: 150
• Cobre: 140
• Hierro galvanizado nuevo: 120
• Hierro viejo: 80-100
• Concreto: 110-140

La ventaja es que no necesitas calcular factor de friccion: todo esta empaquetado en el coeficiente C.

Comparacion en un ejemplo real

Datos:

• Agua a 25°C
• Tuberia PVC 2" (D = 50.8 mm, ε = 0.0015 mm, C = 150)
• L = 100 m
• Q = 3 l/s

Con Darcy-Weisbach (Swamee-Jain):

• V = 1.48 m/s
• Re = 84,200
• f = 0.0187
• hf = 4.11 m

Con Hazen-Williams:

• hf ≈ 4.05 m

Diferencia: ~1.5%. En este caso concreto los resultados son practicamente identicos.

¿Cuando usar cada uno?

Usa Darcy-Weisbach cuando:

• El fluido NO es agua a temperatura ambiente (aceite termico, glicol, diesel, agua caliente)
• Puede haber regimen laminar (tuberias muy pequenas, velocidades bajas, fluidos viscosos)
• Necesitas precision maxima
• Es un sistema critico (industrial, medico, militar)
• Trabajas a temperaturas muy altas o muy bajas

Usa Hazen-Williams cuando:

• Es un sistema de agua potable / riego tradicional
• Trabajas a temperatura ambiente (10-30°C)
• Regimen turbulento seguro (velocidades > 0.5 m/s)
• Quieres velocidad de calculo
• Tu codigo/norma local exige Hazen-Williams (AWWA, normas municipales)

Errores tipicos a evitar

1. Usar Hazen-Williams con agua caliente. La formula subestima perdidas porque la viscosidad cambia con la temperatura y H-W no la considera.

1. Usar Hazen-Williams con flujo laminar. H-W solo funciona en turbulento. Si V < 0.5 m/s, siempre usa Darcy-Weisbach.

1. Olvidar verificar Reynolds en Darcy-Weisbach. El valor de f cambia drasticamente en el regimen laminar (f = 64/Re) vs turbulento.

1. Usar el C equivocado. El coeficiente C de Hazen-Williams envejece con el tiempo. Tuberias de 20 años tienen C mas bajo que tuberias nuevas.

1. Aplicar D exterior en vez de interior. Ambas ecuaciones usan el diametro INTERIOR.

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Conclusion

Si trabajas con agua a temperatura ambiente en sistemas tradicionales, Hazen-Williams es mas rapido y funciona perfecto. Si hay fluidos diferentes, temperaturas variables o necesitas precision maxima, usa Darcy-Weisbach con Swamee-Jain para el factor de friccion.

Regla de oro: cuando tengas duda, usa Darcy-Weisbach. Nunca te vas a equivocar.