Número de Reynolds: Qué Es, Fórmula y Cómo Interpretarlo
Dos tuberías con el mismo diámetro pueden tener comportamientos de flujo completamente distintos según la velocidad del agua. El número de Reynolds es el valor que permite anticipar, sin necesidad de observar el flujo, si va a ser ordenado o caótico.
Qué representa este número
El número de Reynolds (Re) es un valor adimensional que compara las fuerzas inerciales de un fluido en movimiento contra sus fuerzas viscosas. No tiene unidades porque es, precisamente, una relación entre dos magnitudes de la misma naturaleza. Su utilidad práctica es enorme: permite predecir el régimen de flujo sin necesidad de ensayos, usando solo propiedades del fluido y de la tubería.
La fórmula
Re = ρ · V · D / μ = V · D / νDonde ρ es la densidad del fluido, V la velocidad media, D el diámetro interno de la tubería, μ la viscosidad dinámica y ν la viscosidad cinemática (μ/ρ). Para agua a temperatura ambiente, ν ≈ 1.0×10⁻⁶ m²/s, valor que se usa en la mayoría de los cálculos de ingeniería sanitaria.
Los tres regímenes de flujo
En tuberías circulares, un Re menor a 2000 indica flujo laminar: las partículas se mueven en capas paralelas, sin mezclarse entre sí. Entre 2000 y 4000 el flujo está en zona transicional, inestable y difícil de predecir con precisión. Por encima de 4000 el flujo es turbulento, con mezcla caótica entre capas, que es, de hecho, el régimen más común en redes de agua potable y alcantarillado.
Ejemplo resuelto
Una tubería de 100 mm de diámetro (0.1 m) transporta agua a una velocidad de 1.2 m/s.
Con Re = 120 000, el flujo es claramente turbulento. ¿Y si esa misma tubería transportara un aceite mucho más viscoso, con ν = 5×10⁻⁴ m²/s, a la misma velocidad? El número de Reynolds caería a apenas 240, muy dentro del rango laminar, aunque la geometría de la tubería no haya cambiado en nada.
Por qué importa saber el régimen
El régimen de flujo determina qué ecuaciones aplicar después. El factor de fricción usado en Darcy-Weisbach, por ejemplo, se calcula de forma distinta según si el flujo es laminar (f = 64/Re, una relación directa) o turbulento (que requiere el diagrama de Moody o ecuaciones como Colebrook-White). Confundir el régimen lleva a aplicar la fórmula equivocada y obtener pérdidas de carga con errores significativos.