TUBERIAS Y A CCESORIOS

Tuberías en una sala de calderas.

La tubería o cañería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Cuando el líquido transportado es petróleo, se utiliza la denominación específica de oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza la denominación específica de gasoducto. También es posible transportar mediante tubería o nada materiales que, si bien no son un fluido, se adecúan a este sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos encapsulados, etcétera.

Fabricación

Hay tres métodos de fabricación de tubería.

Sin costura (sin soldadura). La tubería es un lingote cilíndrico el cual es calentado en un horno antes de la extrusión. En la extrusión se hace pasar por un dado cilíndrico y posteriormente se hace el agujero mediante un penetrador. La tubería sin costura es la mejor para la contención de la presión gracias a su homogeneidad en todas sus direcciones. Además es la forma más común de fabricación y por tanto la más comercial.

Con costura longitudinal. Se parte de una lámina de chapa la cual se dobla dándole la forma a la tubería. La soladura que une los extremos de la chapa doblada cierra el cilindro. Por tanto es una soldadura recta que sigue toda una generatriz. Variando la separación entre los rodillos se obtienen diferentes curvas y con ello diferentes diámetros de tubería. Esta soldadura será la parte más débil de la tubería y marcará la tensión máxima admisible.

Con soldadura helicoidal (o en espiral). La metodología es la misma que el punto anterior con la salvedad de que la soldadura no es recta sino que recorre la tubería siguiendo la tubería como si fuese roscada.

Materiales

Las tuberías se construyen en diversos materiales en función de consideraciones técnicas y económicas. Suele usarse el Poliéster Reforzado con fibra de vidrio (PRFV), hierro fundido, acero, latón, cobre, plomo, hormigón, polipropileno, PVC,1 polietileno de alta densidad (PEAD), etcétera.

USO DOMESTICO

Agua

Actualmente, los materiales más comunes con los que se fabrican tubos para la conducción de agua son: PRFV, cobre, PVC, polipropileno, PEAD y acero.

Desagües

Los materiales más comunes para el desalojo de aguas servidas son: PRFV, hierro fundido, PVC, hormigón o fibrocemento.2 Los nuevos materiales que están reemplazando a los tradicionales son el PRFV (Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio), PEAD (Polietileno de Alta Densidad) y PP (Polipropileno).

Gas

Suelen ser de cobre o acero (dúctil o laminar según las presiones aplicadas), dependiendo del tipo de instalación, aunque si son de un material metálico es necesario realizar una conexión a la red de toma de tierra.3 También se están comenzando a hacer de PRFV, Polietileno Reforzado con Fibra de Vidrio.4 en el caso de tuberías de conducción con requerimientos térmicos y mecánicos menos exigentes; además soportan altas presiones.

Calefacción

El cobre es el material más usado en las instalaciones nuevas, mientras que en instalaciones antiguas es muy común encontrar tuberías de hierro. En redes enterradas se emplea tubería preaislada.

USO INDUSTRIAL

Energía

En el transporte de vapor de alta energía se emplea acero aleado con cromo y molibdeno.

Para grandes caudales de agua (refrigeración) se emplea Poliester Reforzado con fibra de vidrio (PRFV-hasta DN3200), hierro fundido dúctil (hasta 2m de diámetro) o acero al carbono. En el caso de la última, la tubería se fabrica a partir de chapa doblada que posteriormente es soldada (tubería con costura).

En el ámbito de la producción de energía hidráulica se las llama tubería forzada.

Petroquímica

Artículo principal: Petroquímica

Dada la variedad de productos transportados se encuentran materiales muy distintos para atender a las necesidades de corrosión, temperatura y presión. Cabe reseñar materiales como el PRFV, Monel O el Inconel para productos muy corrosivos.

CODIGOS INTERNACIONALES

A continuación se enumeran algunos códigos que contemplan el diseño de sistemas de tuberías

ASME/ANSI

Artículo principal: ASME

Artículo principal: ANSI

ASME B31.1 - Tuberías en plantas de generación ASME B31.3 - Plantas de proceso ASME B31.4 - Transporte de hidrocarburos líquidos, gas petrolero, Andhydroys

Anmonia y Alcoholes ASME B31.5 - Tuberias para refrigeración ASME B31.8 - Conducciones de gas ASME B31.9 - Tuberias para edificios de servicios

ACCESORIOS DE TUBERÍAS

Es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de proceso.

TIPOS.

Entre los tipos de accesorios mas comunes se puede mencionar:

Bridas

Codos

Tes

Reducciones

Cuellos o acoples

Válvulas

Empacaduras

Tornillos y niples

CARACTERÍSTICAS

Entre las características se encuentran: tipo, tamaño, aleación, resistencia, espesor y dimensión.

Diámetros. Es la medida de un accesorio o diámetro nominal mediante el cual se identifica al mismo y depende de las especificaciones técnicas exigidas.

Resistencia. Es la capacidad de tensión en libras o en kilogramos que puede aportar un determinado accesorio en plena operatividad.

Aleación. Es el material o conjunto de materiales del cual esta hecho un accesorio de tubería.

Espesor. Es el grosor que posee la pared del accesorio de acuerdo a las normas y especificaciones establecidas.

.

1.- BRIDAS.

Son accesorios para conectar tuberías con equipos (Bombas, intercambiadores de calor, calderas, tanques, etc.) o accesorios (codos, válvulas, etc.). La unión se hace por medio de dos bridas, en la cual una de ellas pertenece a la tubería y la otra al equipo o accesorio a ser conectado. La ventajas de las uniones bridadas radica en el hecho de que por estar unidas por espárragos, permite el rápido montaje y desmontaje a objeto de realizar reparaciones o mantenimiento.

TIPOS Y CARACTERÍSTICAS

Brida con cuello para soldar es utilizada con el fin de minimizar el numero de soldaduras en pequeñas piezas a la vez que contribuya a contrarrestar la corrosión en la junta.

Brida con boquilla para soldar.

Brida deslizante es la que tiene la propiedad de deslizarse hacia cualquier extremo del tubo antes de ser soldada y se encuentra en el mercado con cara plana, cara levantada, borde y ranura, macho y hembra y de orificio requiere soldadura por ambos lados.

Brida roscada. Son bridas que pueden ser instaladas sin necesidad de soldadura y se utilizan en líneas con fluidos con temperaturas moderadas, baja presión y poca corrosión, no es adecuada para servicios que impliquen fatigas térmicas.

Brida loca con tubo rebordeado. Es la brida que viene seccionada y su borde puede girar alrededor de cuello, lo que permite instalar los orificios para tornillos en cualquier posición sin necesidad de nivelarlos.

Brida ciega. Es una pieza completamente sólida sin orificio para fluido, y se une a las tuberías mediante el uso de tornillos, se puede colocar conjuntamente con otro tipo de brida de igual diámetro, cara y resistencia.

Brida orificio. Son convertidas para cumplir su función como bridas de orificio, del grupo de las denominadas estándar, específicamente del tipo cuello soldable y deslizantes.

Brida de cuello largo para soldar.

Brida embutible. Tiene la propiedad de ser embutida hasta un tope interno que ella posee, con una tolerancia de separación de 1/8'' y solo va soldada por el lado externo.

Brida de reducción.

2.-DISCO CIEGO.

Son accesorios que se utilizan en las juntas de tuberías entre bridas para bloquear fluidos en las líneas o equipos con un fin determinado.

TIPOS Y CARACTERÍSTICAS.

Los discos ciegos existen en diferentes formas y tamaños, los mas comunes son:

Un plato circular con lengua o mango

Figura en 8

Bridas terminales o sólidas

disco ciego espaciador

3.-CODOS.

son accesorios de forma curva que se utilizan para cambiar la dirección del flujo de las líneas tantos grados como lo especifiquen los planos o dibujos de tuberías.

TIPOS

Los codos estándar son aquellos que vienen listos para la pre-fabricación de piezas de tuberías y que son fundidos en una sola pieza con características especificas y son:

Codos estándar de 45°

Codos estándar de 90°

Codos estándar de 180°

CARACTERÍSTICAS

Diámetro. Es el tamaño o medida del orificio del codo entre sus paredes los cuales existen desde ¼'' hasta 120'' ". También existen codos de reducción.

Angulo. Es la existente entre ambos extremos del codo y sus grados dependen del giro o desplazamiento que requiera la línea.

Radio. Es la dimensión que va desde el vértice hacia uno de sus arcos. Según sus radios los codos pueden ser: radio corto, largo, de retorno y extralargo.

Espesores una normativa o codificación del fabricante determinada por el grosor de la pared del codo.

Aleación. Es el tipo de material o mezcla de materiales con el cual se elabora el codo, entre los mas importantes se encuentran: acero al carbono, acero a % de cromo, acero inoxidable, galvanizado, etc.

Junta. Es el procedimiento que se emplea para pegar un codo con un tubo, u otro accesorio y esta puede ser: soldable a tope, roscable, embutible y soldable.

Dimensión. Es la medida del centro al extremo o cara del codo y la misma puede calcularse mediante formulas existentes.

( Dimensión = 2 veces su diámetro.) o ( dimensión = diámetro x 2)

4.-TE.

Son accesorios que se fabrican de diferentes tipos de materiales, aleaciones, diámetros y schedulle y se utiliza para efectuar fabricación en líneas de tubería.

TIPOS

Diámetros iguales o te de recta

Reductora con dos orificios de igual diámetro y uno desigual.

CARACTERÍSTICAS

Diámetro. Las tes existen en diámetros desde ¼'' " hasta 72'' " en el tipo Fabricación.

Espesor. Este factor depende del espesor del tubo o accesorio a la cual va instalada y ellos existen desde el espesor fabricacion hasta el doble extrapesado.

Aleación. Las mas usadas en la fabricación son: acero al carbono, acero inoxidable, galvanizado, etc.

Juntas. Para instalar las te en líneas de tubería se puede hacer , mediante procedimiento de rosca embutible-soldable o soldable a tope.

Dimensión. Es la medida del centro a cualquiera de las bocas de la te.

5.-REDUCCION.

son accesorios de forma cónica, fabricadas de diversos materiales y aleaciones. Se utilizan para disminuir el volumen del fluido a través de las líneas de tuberías.

TIPOS

Estándar concéntrica. Es un accesorio reductor que se utiliza para disminuir el caudal del fluido aumentando su velocidad, manteniendo su eje.

Estándar excéntrica. Es un accesorio reductor que se utiliza para disminuir el caudal del fluido en la línea aumentando su velocidad perdiendo su eje.

CARACTERÍSTICAS

Diámetro. Es la medida del accesorio o diámetro nominal mediante el cual se identifica al mismo, y varia desde ¼'' " x 3/8'' " hasta diámetros mayores.

Espesor. Representa el grosor de las paredes de la reducción va a depender de los tubos o accesorios a la cual va a ser instalada. Existen desde el espesor estándar hasta el doble extrapesado.

Aleación. Es la mezcla utilizada en la fabricación de reducciones, siendo las mas usuales: al carbono, acero al % de cromo, acero inoxidable, etc.

Junta. Es el tipo de instalación a través de juntas roscables, embutibles soldables y soldables a tope.

Dimensión. Es la medida de boca a boca de la reducción Concéntrica y excéntrica).

6.-VALVULAS.

es un accesorio que se utiliza para regular y controlar el fluido de una tubería. Este proceso puede ser desde cero (válvula totalmente cerrada), hasta de flujo(válvula totalmente abierta), y pasa por todas las posiciones intermedias, entre estos dos extremos.

TIPOS y CARACTERÍSTICAS.

Las válvulas pueden ser de varios tipos según sea el diseño del cuerpo y el movimiento del obturador. Las válvulas de movimiento lineal en las que el obturador se mueve en la dirección de su propio eje se clasifican como se especifica a continuación.

Válvula de Globo

Siendo de simple asiento, de doble asiento y de obturador equilibrado respectivamente. Las válvulas de simple asiento precisan de un actuador de mayor tamaño para que el obturador cierre en contra de la presión diferencial del proceso. Por lo tanto, se emplean cuando la presión del fluido es baja y se precisa que las fugas en posición de cierre sean mínimas. El cierre estanco se logra con obturadores provistos de una arandela de teflón. En la válvula de doble asiento o de obturador equilibrado la fuerza de desequilibrio desarrollada por la presión diferencial a través del obturador es menor que en la válvula de simple asiento. Por este motivo se emplea en válvulas de gran tamaño o bien cuando deba trabajarse con una alta presión diferencial. En posición de cierre las fugas son mayores que en una válvula de simple asiento.

Válvula en Angulo

Permite obtener un flujo de caudal regular sin excesivas turbulencias y es adecuada para disminuirla erosión cuando esta es considerable por las características del fluido o por la excesiva presión diferencial. El diseño de la válvula es idóneo para el control de fluidos que vaporizan, para trabajar con grandes presiones diferenciales y para los fluidos que contienen sólidos en suspensión.

Válvula de tres vías

Este tipo de válvula se emplea generalmente para mezclar fluidos, o bien para derivar un flujo de entrada dos de salida. Las válvulas de tres vías intervienen típicamente en el control de temperatura de intercambiadores de calor.

Válvula de Jaula

Consiste en un obturador cilíndrico que desliza en una jaula con orificios adecuados a las características de caudal deseadas en la válvula. Se caracteriza por el fácil desmontaje del obturador y por que este puede incorporar orificios que permiten eliminar prácticamente el desequilibrio de fuerzas producido por la presión diferencial favoreciendo la estabilidad del funcionamiento. Por este motivo este tipo de obturador equilibrado se emplea en válvulas de gran tamaño o bien cuando deba trabajarse con una alta presión diferencial. Como el obturador esta contenido dentro de la jaula, la válvula es muy resistente a las vibraciones y al desgaste. Por otro lado, el obturador puede disponer de aros de teflón que, con la válvula en posición cerrada, asientan contra la jaula y permiten lograr así un cierre hermético.

Válvula de Compuerta

Esta válvula efectúa su cierre con un disco vertical plano o de forma especial, y que se mueve verticalmente al flujo del fluido. Por su disposición es adecuada generalmente para control todo-nada, ya que en posiciones intermedias tiende a bloquearse. Tiene la ventaja de presentar muy poca resistencia al flujo de fluido cuando esta en posición de apertura total.

Válvula en Y

Es adecuada como válvula de cierre y de control. Como válvula todo-nada se caracteriza por su baja perdida de carga y como válvula de control presenta una gran capacidad de caudal. Posee una característica de auto drenaje cuando esta instalada inclinada con un cierto ángulo. Se emplea usualmente en instalaciones criogénicas.

Válvula de Cuerpo Partido

Es una modificación de la válvula de globo de simple asiento teniendo el cuerpo partido en dos partes entre las cuales esta presionado el asiento. Esta disposición permite una fácil sustitución del asiento y facilita un flujo suave del fluido sin espacios muertos en el cuerpo. Se emplea principalmente para fluidos viscosos y en la industria alimentaría.

Válvula Saunders

El obturador es una membrana flexible que a través de un vástago unido a un servomotor, es forzada contra un resalte del cuerpo cerrando así el paso del fluido. La válvula se caracteriza por que el cuerpo puede revestirse fácilmente de goma o de plástico para trabajar con fluidos agresivos. Tiene la desventaja de que el servomotor de accionamiento debe ser muy potente. Se utiliza principalmente en procesos químicos difíciles, en particular en el manejo de fluidos negros o agresivos o bien en el control de fluidos conteniendo sólidos en suspensión

Válvula de Compresión

Funciona mediante el pinzamiento de dos o más elementos flexibles, por ejemplo, un tubo de goma. Igual que las válvulas de diafragma se caracterizan porque proporcionan un optimo control en posición de cierre parcial y se aplican fundamentalmente en el manejo de fluidos negros corrosivos, viscosos o conteniendo partículas sólidas en suspensión.

Válvula de Obturador excéntrico rotativo

Consiste en un obturador de superficie esférica que tiene un movimiento rotativo excéntrico y que esta unido al eje de giro por uno o dos brazos flexibles. El eje de giro sale al exterior del cuerpo y es accionado por el vástago de un servomotor. El par de este es reducido gracias al movimiento excéntrico de la cara esférica del obturador. La válvula se caracteriza por su gran capacidad de caudal, comparable a las válvulas mariposa y a las de bola y por su elevada perdida de carga admisible.

Válvula de obturador cilíndrico excéntrico

Tiene un obturador cilíndrico excéntrico que asienta contra un cuerpo cilíndrico. El cierre hermético se consigue con un revestimiento de goma o teflón en la cara del cuerpo donde asienta el obturador. La válvula es de bajo costo y tiene una capacidad relativamente alta es adecuada para fluidos corrosivos y líquidos viscosos o conteniendo sólidos en suspensión.

Válvula de Mariposa

El cuerpo esta formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circular. La válvula puede cerrar herméticamente mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo. Un servomotor exterior acciona el eje de giro del disco y ejerce su par máximo cuando la válvula esta totalmente abierta (en control todo-nada se consideran 90 grados y en control continuo 60 grados, a partir de la posición de cierre ya que la ultima parte del giro es bastante inestable),siempre que la presión diferencial permanezca constante. En la sección de la válvula es importante considerar las presiones diferenciales correspondientes a las posiciones de completa apertura y de cierre; se necesita una fuerza grande del actuador para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada. Las válvulas de mariposa se emplean para el control de grandes caudales de presión a baja presión.

Válvula de Bola

El cuerpo de la válvula tiene una cavidad interna esférica que alberga un obturador en forma de bola o esfera. La bola tiene un corte adecuado (usualmente en V) que fija la curva característica de la válvula, y gira transversalmente accionada por un servomotor exterior. El cierre estanco se logra con un aro de teflón incorporado al cuerpo contra el cual asienta la bola cuando la válvula esta cerrada. En posición de apertura total, la válvula equivale aproximadamente en tamaño a 75% del tamaño de la tubería. La válvula de bola se emplea principalmente en el control de caudal de fluidos negros, o bien en fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión.

Una válvula de bola típica es la válvula de macho que consiste en un macho de forma cilíndrica o troncocónica con un orificio transversal igual al diámetro interior de la tubería. El macho ajusta en el cuerpo de la válvula y tiene un movimiento de giro de 90 grados. Se utiliza generalmente en el control manual todo-nada de líquidos o gases y en regulación de caudal.

Válvula de Orificio Ajustable

El obturador de esta válvula consiste en una camisa de forma cilíndrica que esta perforada con dos orificios, uno de entrada y otro de salida y que gira mediante una palanca exterior accionada manualmente o por medio de un servomotor. El giro del obturador tapa parcial o totalmente las entradas y salidas de la válvula controlando así el caudal. La válvula incorpora además una tajadera cilíndrica que puede deslizar dentro de la camisa gracias a un macho roscado de accionamiento exterior. La atajadera puede así fijarse manualmente en una posición determinada para limitar el caudal máximo. La válvula es adecuada en los casos en que es necesario ajustar manualmente el caudal máximo del fluido, cuando el caudal puede variar entre limites amplios de forma intermitente o continua y cuando no se requiere un

cierre estanco. Se utiliza para combustibles gaseosos o líquidos, vapor, aire comprimido y líquidos en general.

Válvula de Flujo Axial

Las válvulas de flujo axial consisten en un diagrama accionado reumáticamente que mueve un pistón, el cual a su vez comprime un fluido hidráulico contra un obturador formado por un material elastómero. De este modo, el obturador se expansiona para cerrar el flujo anular del fluido. Este tipo de válvulas se emplea para gases y es especialmente silencioso. Otra variedad de la válvula de flujo axial es la válvula del manguito a través de un flujo auxiliar a una presión superior a la del propio fluido. Se utiliza también para gases.

7.-EMPACADURAS.

Es un accesorio utilizado para realizar sellados en juntas mecanizadas existentes en líneas de servicio o plantas en proceso.

TIPOS

Empacadura flexitalica. Este tipo de empacadura es de metal y de asientos espirometatilos. Ambas características se seleccionan para su instalación de acuerdo con el tipo de fluido.

Anillos de acero. Son las que se usan con brida que tienen ranuras para el empalme con el anillo de acero. Este tipo de juntas de bridas se usa en líneas de aceite de alta temperatura que existen en un alambique, o espirales de un alambique de tubos. Este tipo de junta en bridas se usa en líneas de amoniaco.

Empacadura de asbesto. Como su nombre lo indica son fabricadas de material de asbesto simple, comprimido o grafitado. Las empaquetaduras tipo de anillo se utilizan para bridas de cara alzada o levantada, de cara completa para bridas de cara lisa o bocas de inspección y/o pasahombres en torres, inspección de tanques y en cajas de condensadores, donde las temperaturas y presiones sean bajas.

Empacaduras de cartón. Son las que se usan en cajas de condensadores, donde la temperatura y la presión sean bajas. Este tipo puede usarse en huecos de inspección cuando el tanque va a llenarse con agua.

Empacaduras de goma. Son las que se usan en bridas machos y hembras que estén en servicio con amoniaco o enfriamiento de cera.

Empacadura completa. Son las que generalmente se usan en uniones con brida, particularmente con bridas de superficie plana, y la placa de superficie en el extremo de agua de algunos enfriadores y condensadores.

Empacadura de metal. Son fabricadas en acero al carbono, según ASTM, A-307, A-193. en aleaciones de acero inoxidable, A-193. también son fabricadas según las normas AISI en aleaciones de acero inoxidable A-304, A-316.

Empacaduras grafitadas. Son de gran resistencia al calor (altas temperaturas) se fabrican tipo anillo y espirometalicas de acero con asiento grafitado, son de gran utilidad en juntas bridadas con fluido de vapor.

8.-TAPONES.

Son accesorios utilizados para bloquear o impedir el pase o salida de fluidos en un momento determinado. Mayormente son utilizados en líneas de diámetros menores.

TIPOS

Según su forma de instalación pueden ser macho y hembra.

CARACTERÍSTICAS.

Aleación. Son fabricados en mezclas de galvanizado, acero al carbono, acero inoxidable, bronce, monel, etc.

Resistencia. Tienen una capacidad de resistencia de 150 libras hasta 9000 libras.

Espesor. Representa el grosor de la pared del tapón.

Junta. La mayoría de las veces estos accesorios se instalan de forma enroscable, sin embargo por normas de seguridad muchas veces además de las roscas suelen soldarse. Los tipos soldables a tope, se utilizan para cegar líneas o también en la fabricación de cabezales de maniformes.

TIPOS DE TUBERIAS, Y TIPOS DE UNION

TIPO TUBERÍARUGOSIDAD EN METROS

COEFICIENTE DE MANNING

COEFICIENTE DE HAZEN WILLIAMS

DIÁMETROS COMERCIALES EN PULGADAS

TIPOS DE UNIÓN

PVC LISO* 0.009 150

1/2 - 3/4 - 1 - 1 1/4 - 1 1/2 - 2 - 2 1/2 - 3 - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14

Soldadura disolvente (unión química ) - Conexiones campana y espigo a presión

HIERRO GALVANIZADO

0.00015 A 0.00020 0.015 130

1/2 - 3/4 - 1 - 1 1/4 - 1 1/2 - 2 - 3 - 4

Campana espigo - A presión con empaque de caucho - Mecánicas - Bridadas - De bola -De rosca - Victaulic - Dresser

HIERRO FUNDIDO

0.00025 A 0.00050 0.013 130

1/2 - 3/4 - 1 - 1 1/4 - 1 1/2 - 2 - 3 - 4

Campana espigo - A presión con empaque de caucho - Mecánicas - Bridadas - De bola -De rosca - Victaulic - Dresser

ACERO 0.0004 A 0.0006 0.012 140

1/2 - 3/4 - 1 - 1 1/2 - 2 - 2 1/2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 8 - 10 - 12 - 16 - 18 - 20 - 24 - 30

A presión - Mecánicas - Soldadura – Remachada

COBRE LISO** 0.011 140

1/4 - 3/8 - 1/2 - 3/4 - 1 - 1 1/4 - 1 1/2 - 2 - 2 1/2 - 3 - 4

Campana - De rosca – Mecánica

 

  (**) Para tubos lisos, el valor de es de 0.00001 metros o menos

 

Tipos de uniones

Campana y espigo:

Es un tipo de junta integral, compuesta por una embocadura o campana en la que se introduce la espiga. Esta espiga está mecanizada al objeto de alojar una o dos juntas tóricas en material elastómero. La finalidad de las mismas es la de asegurar la estanqueidad de la unión por presión contra la pared interior de la campana. Esta junta no tiene resistencia axial y es muy apropiada para tubería enterrada por su facilidad y rapidez de montaje.

Se usa plomo como material sellante, después de la unión es envuelta con hilo de estopa, han sido en su mayoría remplazadas por uniones a presión con empaques de caucho.

 

 

  A presión con empaque de caucho :

Son mucho mas fáciles de ensamblar y menos probable que tengan escapes como resultado de desplazamientos que ocurran terminada la construcción.

 

Mecánicas :

Están disponibles tanto con anillos de seguro como sin ellos. La unión sin seguro no puede resistir mucha presión y es a veces usada con barras de empate roscadas que transfieren las cargas longitudinales a secciones adjuntas con el fin de desarrollar mas resistencia en el suelo.

 

 

  Bridadas :

Es fabricada roscando los bordes de la tubería y atornillando las bridas en los bordes. Las bridas son hechas con delgadas caras paralelas, insertándose un empaque para asegurar un ajuste hermético al agua. Esta unión nunca es enterrada , ya que la corrosión puede hacer muy difícil su posterior desmonte.

 

  Bola flexible :

Permiten la inclinación de la secciones de unión hasta 15º. Un empaque de caucho asegura el sello hermético al agua en una unión por demás metálica. Esta unión es usada en circunstancias en las cuales se prevén grandes deformaciones.

 

  De rosca :

Son usadas en distribución interna de edificaciones, en proyectos a gran escala, están provistas de bridas.

  Victaulic :

Consta de dos envolturas semicirculares que estan aseguradas entre si alrededor de la tubería. Los engranajes de las envolturas encajan en los borden de la tubería y envuelven un anillo de caucho que sirve como empaque.

Dresser :

Constan de un anillo central y dos anillos exteriores que están atornillados entre sí contra el anillo central, tras el cual fuerzan los empaques. Tales uniones permiten un grado de rotación de la unión .

Unión química :

La unión química consiste en el vendado de las dos partes a unir con el mismo material de base, obteniéndose así uniones sin intercalar ninguna pieza o mecanismo para realizar conducciones monolíticas. La longitud y el espesor de la unión dependen del diámetro de la tubería y de las condiciones de servicio. Esta unión resiste esfuerzos de tracción axial.

TUBERIAS PARA INSTALACIONES ELECTRICAS

Tubería eléctrica plegable no metálica

.

  Esta certificada para la instalación de conductores eléctricos y puede usarse en cualquier edificio que no supere los tres pisos. (Art. 341-3). No se deben utilizar tuberías eléctricas no metálicas de diámetro comercial inferior a ½”.

Deben estar rotuladas cada 3 m como mínimo.

  Tubería y accesorios de PVC

Mediante la resolución 224 del 17 de enero de 2001 la Superintendencia de Industria y Comercio estableció los colores en que debe ser producida y comercializada la tubería y accesorios de PVC y CPVC, atendiendo a la respectiva Norma Técnica Colombiana oficial obligatoria.

La tubería PVC   para alojar y proteger conductores eléctricos y telefónicos debe ser de color verde.

Tubería Conduit subterránea no metálica con conductores

Se permite el uso de esta tubería en instalaciones directamente enterradas. No debe usarse en el interior de las edificaciones. (Art. 343-3).

Tubo (Conduit) metálico intermedio NTC 169

Se permite el uso de esta tubería en  todas las condiciones atmosféricas y ocupaciones. (Art. 345-3).

Tubo (Conduit) metálico rígido NTC 171

Se permite  el uso de esta tubería en todas las condiciones atmosféricas y ocupaciones, siempre y cuando la tubería y sus accesorios estén protegidos por esmaltes contra la corrosión.  Cuando sea posible se debe evitar que haya metales distintos en contacto dentro de la misma instalación. (Art. 346-1).

Tubo (Conduit) rígido no metálico

Se permite el uso de esta tubería en lugares ocultos (paredes, pisos y techos), y en lugares mojados. (Art. 347-2).

Tubería eléctrica metálica NTC 105 (Tipo EMT)

Se permite  el uso de esta tubería en todas las condiciones atmosféricas y ocupaciones, siempre y cuando la tubería y sus accesorios estén protegidos por esmaltes contra la corrosión.  Se permite instalar tuberías eléctricas, codos, acoplamientos y accesorios de metales ferrosos o no ferrosos en concreto, en contacto directo con la tierra o en zonas expuestas a ambientes corrosivos graves. (Art. 348-1).

Puesta a Tierra

  Requisitos mínimos de la instalación de puesta a tierra

            El valor de la resistencia debe ser el adecuado para cada tipo de instalación.             La variación de la resistencia debida a cambios ambientales debe ser mínima.             Su vida útil debe ser mayor de 20 años.             Debe ser resistente a la corrosión.             Debe permitir su mantenimiento periódico.             Debe cumplir los requerimientos de las normas y especificaciones.

 

TUBERIA NEUMATICA

Una moderna terminal de tubos neumáticos usada en fábricas, supermercados e instalaciones médicas.

Los Tubos neumáticos (o tuberías de cápsulas y tubos de Lamson) son sistemas en los cuales contenedores cilíndricos son propulsados a través de una red de tubos por medio de aire comprimido o por medio de vacío. Son usados para transportar objetos sólidos, al contrario de las tuberías comunes, que transportan gases o fluidos.

Las redes de tubos neumáticos ganaron gran prominencia a fines del siglo XIX y comienzos del siglo XX en negocios o administraciones que necesitaban transportar pequeños pero urgentes paquetes (como correo o dinero) a través de distancias relativamente cortas (dentro de un edificio o, a lo sumo, una ciudad). Algunos de esos sistemas crecieron hasta alcanzar gran complejidad, pero fueron reemplazados por métodos más modernos de comunicación y transporte de mensajería, y son ahora mucho más raros que antes.

Un pequeño número de sistemas de transporte neumático fueron construidos para grandes cargas, para competir con sistemas ferroviarios y subterráneos.

El correo neumático

es un sistema para enviar cartas por tubos de aire presurizado. Fue inventado por el ingeniero escocés William Murdoch en la primera década del siglo XIX y más tarde desarrollado por la London Pneumatic Dispatch Company. Los sistemas de correo neumático fueron usados en varias grandes ciudades empezando en la segunda mitad del siglo XIX

(incluyendo un poderoso sistema en Londres en 1866 diseñado para transportar humanos),1

pero fueron abandonados durante el siglo XX.

También se especuló que un sistema de tubos podría llevar correo a cualquier hogar en los EE.UU. Una mayor red de tubos en París fue usada hasta 1984, cuando finalmente fue abandonada a favor de las computadoras y las máquinas de fax. En Praga, en la República Checa, una red de tubos que tiene aproximadamente 60 kilómetros de largo sigue existiendo para envíos de paquetes por correo. A raíz de las Inundaciones europeas de 2002, el sistema de Praga sufrió daños, y las operaciones fueron suspendidas de forma indefinida.

Las estaciones de correo neumático usualmente conectaron oficinas de correo, bolsas de valores, bancos y ministerios. Italia fue el único país en poner en circulación estampillas (entre 1913 y 1966) específicamente para correo neumático. Austria, Francia, y Alemania pusieron en circulación enteros postales para uso neumático.

Las aplicaciones típicas actuales se encuentran en los bancos y hospitales. Muchos de los grandes minoristas utilizan tubos neumáticos para el transporte de cheques u otros documentos desde los cajeros a la oficina de contabilidad. Un sistema puede enviar objetos a una velocidad de 10 metros por segundo.2

Uso histórico

1853: vinculando la Bolsa de Londres hasta la estación de telégrafos de la ciudad (una distancia de 220 yardas).

1865: en Berlín (hasta 1976), el Rohrpost, un sistema de 400 kilómetros de largo en total en su punto máximo en 1940.

1866: en París (hasta 1984, 467 kilómetros de largo en total desde 1934). 1875: en Viena (hasta 1956). 1887: en Praga (hasta 2002 debido a la inundación), el correo neumático de Praga.3

1897: en la Ciudad de Nueva York (hasta 1953

Para transporte público

El Transporte Neumático en general se refiere al transporte de gente dentro de tubos neumáticos. En 1812, George Medhurst propuso por primera vez, pero nunca aplicó, la idea de "soplar" vehículos de pasajeros a través de un túnel.

Los trenes atmosféricos, en los que un tubo fue colocado entre los carriles, con un pistón corriendo en suspensión del tren a través de una ranura de cierre hermético en la parte superior del tubo, fueron operados de la siguiente manera:4

1844-54: El tren atmosférico de Dalkey de la ferroviaria de Dublin y Kingstown, entre Kingstown (Dún Laoghaire) y Dalkey, Irlanda (1,75 millas (2,8 km))

1846-47: El tren de Londres y Croydon entre Croydon y New Cross, Londres, Inglaterra (7,5 millas (12,1 km))

1847-48: El tren de South Devon de Isambard Kingdom Brunel entre Exeter y Newton Abbot, Inglaterra (20 millas (32,2 km))

1847-60: El tren de París-Saint-Germain entre Bois de Vésinet y Saint-Germain-en-Laye, Francia (2 millas (3,2 km))

En 1861, la Pneumatic Despatch Company construyó un sistema lo suficientemente grande como para mover a una persona, aunque se tenía la intención de crearlo para paquetes. El 10 de octubre de 1865, la inauguración de la nueva estación de Holborn se caracterizó por haber sido el Duque de Buckingham, el presidente, y algunos de los

directores de la compañía, impulsados a través del tubo hasta Euston (un viaje de cinco minutos).

El tren neumático de Crystal Palace con 550 metros de vías fue exhibido en The Crystal Palace en 1864. Se trataba de un prototipo para un proyecto de ferrocarril neumático en Whitehall que habría pasado bajo el río Támesis que une Waterloo y Charing Cross. La excavación comenzó en 1865, pero fue suspendida en 1868 debido a problemas financieros.

Metro elevado neumático experimental de Alfred Ely Beach en funcionamiento en 1867.

En 1867 en el American Institute Fair en Nueva York, Alfred Ely Beach expuso una tubería de 32,6 metros de largo y 1,8 metros de diámetro que era capaz de mover 12 pasajeros junto con un conductor. En 1869, el Beach Pneumatic Transit Company de Nueva York construyó en secreto una línea subterránea neumática de 95 metros de largo y 2,7 metros de diámetro bajo Broadway. La línea funcionó por unos pocos meses, siendo cerrada luego de que Beach no obtuviera el permiso de extenderla.

En la década de 1960, Lockheed y el MIT con el Departamento de Comercio de los Estados Unidos realizaron estudios de viabilidad en un sistema de vactrain impulsado por la presión atmosférica ambiente y un "péndulo gravitacional asistente" para conectar ciudades en la Costa Este de los EE.UU. Calcularon que la velocidad promedio del viaje entre Filadelfia y Nueva York sería de 174 metros por segundo, que es 626 km/h (388 mph).

Cuando estos planes fueron abandonados por ser demasiado caros, el ingeniero de Lockheed LK Edwards fundó Tube Transit, Inc. para desarrollar una tecnología basada en el "transporte de gravedad-vacío". En 1967 propuso un Área en la Bahía de Tránsito Gravedad-Vacío en California que correría al lado del sistema entonces en construcción BART. Nunca fue construido.

Uso actual

Tubos neumáticos utilizados en un banco.

La tecnología aún se utiliza en menor escala. En los Estados Unidos, un gran número de bancos que atienden a los conductores utilizan tubos neumáticos para el transporte de efectivo y documentos entre los coches y los cajeros. La mayoría de los hospitales tienen un sistema de tubos neumáticos controlado por computadora para entregar las drogas, los documentos y muestras de los laboratorios y estaciones de enfermería. Muchas fábricas los utilizan para suministrar piezas de forma rápida en los campus de gran tamaño. Muchos grandes almacenes utilizan estos sistemas para transportar de forma segura grandes cantidades de efectivo desde las cajas registradoras hasta las oficinas traseras y para enviar cambio a los cajeros. El Centro de Control de Misiones original de la NASA en Houston, Texas, tenía tubos neumáticos de conectando las consolas de control con las salas de soporte de personal. El Aeropuerto Internacional de Denver es notable por la gran cantidad de sistemas de tubos neumáticos, incluyendo un sistema de 25 cm de diámetro para mover partes de avión a lugares distantes, un sistema de 10 cm para la venta de entradas de United Airlines, y un sistema en el estacionamiento para el peaje.

En Australia, Gran Bretaña y otros países, los tubos neumáticos se utilizan en muchos supermercados comunes para enviar mensajes y dinero al gerente de la tienda.

En Gran Bretaña, la Cámara de los Comunes también tiene un sistema de tubos neumáticos.

TUBERIAS Y ACCESORIOS PARA AGUA POTABLE

Cualquiera que sea el material empleado para la fabricación de válvular, se debe cumplir con las especificaciones nacionales e internacionales, respetando la metodología de instalación y los procedimientos indicados.

A través de la historia han sido varios los materiales empleados para la fabricación de estas tuberías. Hasta finales de los años 1800, fue común el uso del plomo, que comenzó a perder terreno frente al hierro galvanizado, que a su vez fue reemplazado en los años 50 por el cobre, debido a su mayor vida útil. En los 70 comenzó el uso del plástico, gracias a su gran versatilidad y disponibilidad de accesorios.

Materiales disponibles

Hierro dúctil

Las tuberías, al igual que los accesorios, deben cumplir con las especificaciones AWWA C-151 o ISO 2531, de acuerdo con la presión de trabajo. Son de fundición de hierro dúctil y se fabrican por el sistema de vaciado centrifugado en moldes de metal.

Las uniones entre tubos deben ser de tipo campana y espigo, con empaque de caucho. Por lo general no se permiten uniones con sello de plomo, tegul o materiales similares. También se aceptan uniones con bridas que cumplan la especificación ANSI B16.1, o uniones mecánicas con empaque de caucho de especificación AWWA C-111. Las normas son las mismas que se emplean para la tubería de fundición de hierro gris.

Para protegerlas, se les apli-can en el exterior dos capas de pintura anticorrosiva y dos de pintura bituminosa, epóxica o de caucho clorado; de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Solo en casos de suelos con características especiales se requerirá una protección adicional.

Acero galvanizado

Está disponible en diámetros interiores superiores a 1/2” a 2” y se instala mediante uniones del tipo machihembrado. Los accesorios son codos, tes, adaptadores, válvulas, en-tre otros. El acero galvanizado tiene entre sus desventajas el costo, las dificultades de instalación debido a su peso y las obstrucciones que pueden generar los depósitos minerales que se forman en el interior de la tubería.  Sin embargo su vida útil es larga y cumple con los requisitos de seguridad bajo combustión, por lo que se emplea en hoteles, apartamentos y edificaciones comerciales.

Deben cumplir la norma AWWA C-200 para la lámina de acero con soldadura eléctrica, en espiral, longitudinal o para tubería sin costura. El acero cumplirá las especificaciones de la ASTM. El espesor   de la lámina se calculará con base en acero grado C de las especificaciones ASTM A 283.

El espesor mínimo admisible en redes de distribución lo establece la norma ASTM A 283 de 1/4” y las costuras no pueden ser transversales. Las uniones pueden ser de extremo liso para soldar o de campana y espiga de tipo mecánico, con un empaque de caucho que debe cumplir la especificación AWWA C-111.

AWWA C-207 y ANSI B16.5 son las normas que regulan las bridas para tuberías o accesorios de acero. En uniones mecánicas se aplican las normas especiales para máximas deflexiones, radios de curvas y desviaciones del tubo equivalente a varios grados de deflexión. Las uniones con soldadura solo se permiten en casos especiales y únicamente con las de arco.

Tanto la tubería como las uniones deberán ser sometidas a una prue-  ba hidrostática bajo la misma presión.

Para su protección, las tuberías serán revestidas interior y exteriormente, de acuerdo con las siguientes especificaciones: AWWA     C-203 (alquitrán de hulla), AWWA C-205 (mortero de cemento), AWWA C-210 (alquitrán epóxico) y AWWA C-204 (caucho colorado) o con pintura epóxica, tanto en el interior como en el exterior.

Las uniones deben protegerse interior y exteriormente de la misma manera.

Cobre

La tubería de cobre, si bien fue conocida cerca de 1900, no llegó a     ser popular hasta aproximadamente 1950.

Su espesor se señala con las iniciales “K”, “L” y “M”. La “M” es más económica, pues sus paredes son más delgadas, por lo que no se per-mite su empleo bajo condiciones de presión. La designada como “L”  tiene una sección de pared más gruesa y se utiliza para el abastecimiento de agua a presión en residencias y edificios comerciales. La tipo “K” tiene la sección de pared más gruesa que las anteriores, por lo que se usa para tuberías subterráneas de profundidad.  Por ello es necesaria una capa de protección anticorrosiva o una manga continua de polietileno, según los requisitos de instalación definidos en la norma.

Generalmente, los tubos de cobre se sueldan directamente a los accesorios de cobre o de latón. Los códigos de construcción actuales exigen el uso de soldadura sin plomo, así como de accesorios o metales de relleno sin plomo.

 

Plástico

Es actualmente el material más utilizado en la construcción de redes de agua potable y en drenajes sanitarios. Entre ellos, el cloruro de polivinilo (PVC) es el más empleado y aceptado en la mayoría de las aplicaciones, fundamentalmente en agua fría y como tuberías de respiradero.

Las conexiones se hacen con imprimaciones y solvente, según se indique en el código respectivo y en las recomendaciones del fabricante.

 

Cloruro de Polivinilo (PVC)  

Se rige por la norma ICONTEC 382 o en su defecto la ASTM D2466 o 2241, para tubería de presión. La presión de trabajo varía de 7 kg/cm² a 14.1 kg/cm² para las diferentes relaciones diámetro-espesor (RDE), las cuales varían entre 41 y  21. Los codos, adaptadores, tes y uniones de PVC deben cumplir con la norma ICONTEC 1339.

Para emplear accesorios de otro material, este deberá cumplir con las normas que le correspondan y se acoplarán de acuerdo a las recomendaciones de los fabricantes de la tubería. La unión de los tubos es mecánica integral de campana y espigo, con empaque de caucho. Para su ensamble se deben utilizar limpiadores y lubricantes recomendados por el fabricante.

Para la tubería enterrada no se requiere ninguna protección exterior especial. En cambio, como no resiste por largo tiempo  los rayos solares, las expuestas se deben cubrir con un polietile-no de color azul o negro

 

Instalación de tuberías

Algunas normas básicas sobre la colocación de tuberías incluyen:

La tubería de acueducto no podrá ir en la misma brecha que la de alcantarillado. La distancia horizontal libre será, como mí-nimo, 1.50 m entre aguas residuales y acueducto y 1.00 m entre aguas de lluvia y acueducto. La tubería de acueducto deberá ir a un nivel más alto que la del alcantarillado, con una distancia vertical libre de por lo menos 0.30 m.

Antes de iniciar la colocación, se limpiarán cuidadosamente los tubos y sus accesorios para eliminar, exterior e interiormente, los lodos y otras materias extrañas.

Cada vez que se suspenda su colocación, se pon- drán tapones en las bocas de los tubos con el fin de prevenir entrada de agua y la flotación de aquellos.

El relleno de la zanja se debe hacer lo antes posible, pero quedarán expuestas las uniones, para revisarlas cuando se haga la prueba de presión hidrostática.

Se mantendrá el drenaje adecuado de las zanjas y se evitará la rotura de redes de acueducto y alcantarillado.

En las tuberías que requieran protección interior o exterior con pintura, deben corregirse los daños provocados durante su instalación.

Durante el transporte es necesario controlar que los tubos estén asegurados y protegidos del deterioro.

La zanja se rellenará con materiales seleccionados de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. No se deben emplear partículas gruesas con cantos filosos que puedan deteriorar la tubería.