El cálculo del volumen de una cisterna cilíndrica es clave en ingeniería civil, hidráulica y arquitectura.
Aunque su geometría es simple, su aplicación práctica exige precisión, considerando unidades, normas y condiciones físicas.
Calculadora Volumen Cisterna Cilíndrica
Tabla de volúmenes comunes de cisternas cilíndricas
La siguiente tabla muestra el volumen de una cisterna cilíndrica horizontal típica (como las de almacenamiento de agua potable o aguas residuales), con distintos diámetros y longitudes, calculados en litros. Estos valores asumen que la cisterna está completamente llena.
| Diámetro (m) | Longitud (m) | Volumen (m³) | Volumen (litros) |
|---|---|---|---|
| 0.5 | 1.0 | 0.196 | 196 |
| 0.75 | 1.5 | 0.662 | 662 |
| 1.0 | 2.0 | 1.571 | 1,571 |
| 1.2 | 2.5 | 2.827 | 2,827 |
| 1.5 | 3.0 | 5.301 | 5,301 |
| 2.0 | 4.0 | 12.566 | 12,566 |
| 2.5 | 5.0 | 24.544 | 24,544 |
| 3.0 | 6.0 | 42.411 | 42,411 |
| 3.5 | 8.0 | 77.942 | 77,942 |
| 4.0 | 10.0 | 125.664 | 125,664 |
Nota: 1 metro cúbico (m³) = 1,000 litros. Esta tabla asume que la cisterna es un cilindro recto horizontal completamente lleno.
Fórmulas para el cálculo del volumen de una cisterna cilíndrica
Para calcular el volumen de una cisterna cilíndrica, se utilizan fórmulas geométricas basadas en el volumen de un cilindro recto. La fórmula principal es:
Fórmula general:
Donde:
Variables detalladas:
Conversión a litros:
Fórmulas alternativas útiles
1. Volumen a partir del diámetro:
Donde:
- d= Diámetro del cilindro (en metros)
- h= Longitud o altura del cilindro (en metros)
2. Cálculo si el nivel de llenado es parcial:
Esta fórmula se aplica si la cisterna no está completamente llena. Es importante considerar la forma del nivel de agua para aplicar esta fórmula correctamente.
Casos de aplicación real del cálculo del volumen de una cisterna cilíndrica
Ejemplo 1: Cálculo del volumen de una cisterna horizontal residencial
Situación: Se desea calcular cuántos litros de agua puede almacenar una cisterna cilíndrica horizontal ubicada en una vivienda rural.
Datos:
- Diámetro: 1.2 m
- Longitud: 2.5 m
Cálculo:
Resultado: La cisterna puede almacenar 2,827 litros de agua.
Ejemplo 2: Diseño de una cisterna industrial de almacenamiento de agua
Situación: En una planta industrial se requiere una cisterna que pueda almacenar 50,000 litros de agua. Se desea diseñar una cisterna cilíndrica horizontal con un diámetro de 2 metros. ¿Qué longitud debe tener?
Datos conocidos:
- Volumen deseado: 50,000 litros = 50 m³
- Diámetro: 2 m → Radio: 1 m
Cálculo:
Resultado: La cisterna debe tener una longitud de 15.92 metros para almacenar 50,000 litros.
Factores normativos a tener en cuenta
- Normas de almacenamiento de agua potable (ICONTEC NTC 3770, Colombia) recomiendan considerar espacio de expansión y limpieza al dimensionar cisternas.
- Normas hidráulicas (como ASCE y AWWA) especifican resistencia estructural, ventilación y accesos.
Aplicaciones prácticas del cálculo de volumen de cisternas
- Diseño de tanques de agua potable en viviendas rurales y urbanas.
- Almacenamiento de aguas lluvias para riego agrícola sostenible.
- Depósitos de emergencia en hospitales, escuelas y centros industriales.
- Sistemas de presión constante en edificios de más de tres pisos.
- Tanques sépticos cilíndricos para tratamiento primario de aguas residuales.
Errores comunes al calcular el volumen de una cisterna cilíndrica
- Olvidar convertir de m³ a litros
Muchos cálculos entregan el resultado en metros cúbicos. Se debe multiplicar por 1,000 para obtener litros. - No considerar el espesor del material
El volumen útil puede verse reducido en cisternas con paredes gruesas, especialmente en concreto. - Asumir llenado completo cuando hay estructuras internas
Algunas cisternas contienen tubos, sensores, refuerzos o divisiones internas que restan capacidad efectiva. - Ignorar inclinación o terreno irregular
Si la base de la cisterna no está nivelada, el volumen efectivo puede verse afectado. - Confundir altura con longitud
En cisternas horizontales, la altura geométrica es el diámetro, pero la dimensión relevante para el volumen es la longitud.
Recomendaciones técnicas para maximizar la eficiencia de una cisterna cilíndrica
- Instalar medidores de nivel para controlar el volumen en tiempo real.
- Revisar periódicamente por fugas o acumulación de sedimentos que puedan reducir la capacidad útil.
- Colocar un rebosadero de seguridad, con filtro antipartículas.
- Pintura o recubrimiento UV para cisternas plásticas expuestas al sol.
- Tuberías con válvulas antirretorno para evitar contaminación cruzada.
Recursos y enlaces de autoridad recomendados
Para profundizar sobre el diseño, normativas y mantenimiento de cisternas cilíndricas, se pueden consultar los siguientes recursos: