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Tuberías, tipos y aspectos técnicos importantes a considerar para su diseño y procura

Actualizado: ene 7

Las tuberías son el medio de transporte principalmente de fluidos más económico y versátil que existe, están presente en todos los proyectos de construcción que se llevan a cabo, desde los de mayor envergadura como los más domésticos, no solo para conducir agua o petróleo, sino también otros fluidos como: nitrógeno, oxígeno, gas, fluidos en general. También sirven para transportar materiales que, si bien no son propiamente un fluido, se adecuan a este sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos encapsulados, etc.


Ahora bien, cuando hablamos de la procura de tuberías hay muchas abstracciones y tecnicismos que en aras de mejorar el proceso de compra es bueno que se conozcan. La selección de tuberías es parte del diseño y si quisiéramos mencionar cuales son los principales criterios que los ingenieros utilizan para el diseño de tuberías son estos:


1. El caudal, las características del medio a transportar (viscosidad, peso específico).

2. La ruta o el recorrido de la tubería,

3. Revisión de los patrones de flujo,

4. Velocidades del fluido,

5. Caídas de presión enmarcadas en normas de cálculo hidráulico, el diámetro de la tubería, el grosor de las paredes, Clase, la cual está relacionada únicamente con los esfuerzos a los que es sometido el material debido a la “presión interna” en régimen permanente o en reposo.



Basado en estos últimos dos puntos, es importante recordar la definición de la presión de trabajo, como la máxima presión que habrá de soportar la tubería en condiciones normales de trabajo sin tener en cuenta los movimientos transitorios (Golpe de Ariete), debe cumplirse que la Clase debe ser igual o superior a la Presión de Trabajo. Su valor multiplicado por el “coeficiente de seguridad” (estipulados por normas para los distintos materiales) brinda las presiones de rotura mínima que los materiales deberán superar en los ensayos prefijados por las normas para cada material en particular.

Por su parte, para calcular el espesor requerido de la tubería se utiliza la siguiente expresión:

PD=2T=2σe

Despejando:

e=PD/2σ

Donde:

e: es el espesor de la tubería del material homogéneo.

P: es la presión interna

D: diámetro externo de la tubería.

σ: es la tensión de trabajo del material.


La expresión anterior representa la forma más simple de cuantificar los conceptos que posibilitan el cálculo de los espesores, pero no es la única ni exclusiva. En efecto, los fabricantes adoptan expresiones que, si bien son similares en lo conceptual, se adaptan más convenientemente a las propiedades geométricas y mecánicas de sus materiales y de su tecnología, aplicando, muchos de ellos, sumandos o coeficientes correctivos.


En este sentido, se utiliza el llamado diámetro nominal que corresponde al valor nominal del diámetro interno del tubo (DN). Los diámetros nominales son estandarizados y representan el criterio clave de selección de tuberías y accesorios.

En general, los fabricantes ofertan series de tuberías discriminadas por diámetro y clases, siendo éstas acotadas por un número entero que representa el máximo de las presiones admisibles que puede resistir en condiciones de trabajo en régimen permanente o estático.


Como a cada espesor le corresponde un esfuerzo admisible, ofrecen al mercado una serie estandarizada de tuberías aptas para resistir, en condiciones de régimen permanente, una determinada serie de presiones fijadas de antemano, éstas presiones definen las denominadas “Clases” de las tuberías.


Cada fabricante se caracteriza por la serie de diámetros y clases, por ejemplo, el PVC, en clases 4; 6 y 10, el Fibrocemento en clases 3; 5; 7,5; 10; 12; 14 y 18, el PRFV en clases 2,5; 3; 6; 10 y 16, etc. “Tuberías Estándar”, constituyen las series que publican en sus catálogos los fabricantes, discriminadas en diámetro y clases. “Tuberías especiales”, son las que se fabrican para solicitaciones especiales y no están consideradas en los catálogos.


Algunos fabricantes de tuberías de PVC, que puedes encontrar en construmerkado.com son Ferrofusion.CA, Ferroplast, entre otros.


En conclusión, ninguna rama industrial es capaz de prescindir de tuberías. El cálculo de una tubería incluye la selección de los materiales para los tubos, la elaboración de las especificaciones con todos los datos sobre el grosor y el tamaño de los tubos, la ruta de la tubería, etc. En una planta de procesamiento, desde la materia prima, el producto semi-acabado y/o el producto final pasan por distintas etapas de producción, desplazándose entre distintos aparatos e instalaciones conectados entre sí por tuberías y válvulas. Los cálculos, la selección y el montaje correctos de las tuberías son imprescindibles para garantizar la fiabilidad del proceso, la seguridad de bombeo de los medios, así como la estabilidad del sistema diseñado.


El uso de las tuberías en cada ámbito concreto está condicionado por una serie de factores que hay que tomar en consideración, ya que influyen considerablemente en el éxito de un proyecto.


Elaborado por

Ing Ysabel Delfino

Ingeniero de Petróleo, especialista en diseño Procesos con 19 años de experiencia en diseño de tuberías y plantas para el manejo de crudo, agua y gas.

Revisado por:

Equipo técnico de Construmerkado.com



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