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Capítulo 1

Armado de tuberías

1. Introducción

La instalación de tuberías es el medio utilizado en el transporte de los sólidos, líquidos y gases, para realizar procesos industriales diversos en los que se consiguen canalizar los productos hasta el lugar de consumo, o como medio de transmisión de otros tipos de energía mecánica o calorífica.

En el armado de las tuberías, la identificación de las diversas partes de que consta una instalación es muy importante para realizar los trabajos de manera ordenada, rápida y económica, considerándose esencial en el lenguaje de la industria en general.

Las técnicas de atornillado de tuberías incluyen el conocimiento de los tipos de elementos roscados y su representación, que permiten conocer las distintas formas de unión de los tubos y sus accesorios a la red general, en las que se utilizan herramientas manuales o automáticas que proporcionan comodidad, rapidez y seguridad en el trabajo.

La soldadura, muy extendida en la actualidad, proporciona estanqueidad en las instalaciones industriales, con lo que se consigue una flexibilidad en el armado y montaje de las tuberías. La preparación de las superficies a soldar es del todo fundamental para conseguir un correcto acabado que servirá para la posterior protección de los tramos de que consta.

En las instalaciones de tubería industrial, aparecen accesorios de regulación y control de los fluidos o sólidos que se transportan, así como elementos auxiliares que ayudan al montaje definitivo de las tuberías en la obra. Su conocimiento y correcta utilización es fundamental para la interpretación de los planos de armado de tuberías.

2. Conceptos e instalaciones

En las instalaciones industriales de tuberías se necesita conocer unos conceptos básicos y fundamentales, para poder identificar los distintos elementos que las componen.

Se puede hablar de tubería o conducto indistintamente cuando se hace referencia al lugar por donde se transportan los productos, ya sean sólidos, líquidos, gaseosos, o incluso mezclas de ellos como en el transporte neumático de producto sólido con aire.

En general, el nombre de tubería se le asigna a aquel que tiene sección circular y que transporta generalmente líquido o gas a presión, dejando el nombre de conducto o canal a aquel que tiene forma cuadrada o rectangular y que transporta productos gaseosos o sólidos.

Recuerde

La identificación de las diversas partes de que consta una instalación es muy importante para realizar los trabajos de manera ordenada, rápida y económica.

2.1. Conceptos fundamentales

Tubo: es solo uno de los elementos que forman parte de la instalación de tuberías, y se caracteriza por ser recto y tener la dimensión longitudinal mucho mayor a las otras dos que definen su sección, ya sea rectangular o circular.

Codo: es un elemento que se caracteriza por ser curvado, y varía en su amplitud de radio de curvatura, ayudando en la instalación a adaptarse a las características constructivas del edificio, o a los recorridos, entradas y salidas de los elementos incluidos en la instalación.

Unión de tubos: por medio de injertos perpendiculares o angulares, que reúnen o distribuyen los productos a lo largo de la línea de transporte.

Válvula: es el nombre genérico que se da a cualquier elemento encargado de la regulación del producto que circula por el interior de los tubos, y se pueden encontrar diversos tipos. Se describirán más adelante.

Brida: es el elemento intermedio que se utiliza como unión de tubos, válvulas y codos. Puede utilizarse o no, siempre depende del tipo de producto y de las características de transporte, por el interior de las tuberías.

Además existen otros elementos que se detallarán más adelante cuando se hable de los accesorios característicos en las instalaciones de tuberías industriales.

Sabía que...

Cuando el líquido transportado en la tubería es petróleo, se utiliza la denominación específica de oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza la denominación específica de gasoducto.

2.2. Instalaciones de tubería industrial

Se pueden encontrar en la industria muchos tipos de instalaciones que utilizan tuberías para el transporte de líquidos, gases y sólidos. Se enumeran las principales.

Productos líquidos

1 Calefacción con transporte de agua (tubería).

2 Calefacción con transporte de aceite (tubería).

3 Calefacción con transporte de aire (conducto).

4 Fontanería de agua fría (tubería).

5 Fontanería de agua caliente sanitaria (tubería).

6 Fontanería de abastecimiento (tubería).

7 Fontanería de riego (tubería).

8 Fontanería fija para protección contra incendios (tubería).

9 Alcantarillado (tubería de hormigón).

10 Depuración de líquidos (tubería).

11 Saneamiento en viviendas (tubería).

12 Saneamiento urbano (tubería).

13 Oleoductos de gas natural (tubería).

14 Oleoductos de petróleo (tubería).

15 Oleoductos de derivados del petróleo (tubería).

Productos gaseosos

1 Aire comprimido (tubería).

2 Gas ciudad (tubería).

3 Gas natural (tubería).

4 Gas medicinal de oxígeno (tubería).

5 Vapor industrial (tubería).

6 Instalaciones de vacío (tubería).

7 Evacuación de humos (tubería y conducto).

8 Ventilación (tubería y conducto).

Productos sólidos

1 Caída por gravedad de productos sólidos (tubería).

2 Transporte neumático aire-sólido en presión (tubería).

3 Transporte neumático aire-sólido en succión (tubería).

Cada uno de los tipos de instalaciones industriales se encontrará especificado en la documentación técnica según la aplicación y el material de que se trate.

2.3. Dimensionado y longitudes de tuberías

En la definición de las tuberías, en la práctica se emplea el diámetro exterior para la identificación del elemento en el almacén y en la obra al poder tomar, de forma más sencilla, sus dimensiones mediante instrumentos de medición.

Recuerde

Se le denomina tubería cuando tiene sección circular y transporta generalmente líquido o gas a presión; y conducto o canal cuando tiene forma cuadrada o rectangular y transporta productos gaseosos o sólidos.

De esta manera, el espesor que corresponde a cada tipo de tubería estará en función del fluido (líquido o gaseoso) o del sólido que transporta, las condiciones de presión y la velocidad que se quiera tener para su transporte, restándose ese espesor de la dimensión exterior. También se puede emplear el diámetro interior real útil de la tubería, pero no es tan habitual.

En el mercado de la industria, las dimensiones de los tubos y sus accesorios se pueden encontrar, de manera más habitual, en pulgadas, con la correspondiente equivalencia en milímetros.

Se tienen:

En cuanto a las longitudes de los tubos rectos, estos están limitados por el medio de transporte que se utilice, variando las dimensiones desde los 4 hasta los 8 m, siendo la dimensión más habitual la de los 6 m.

Importante

La longitud más habitual de los tubos rectos es de 6 m.

2.4. Materiales y formas de las tuberías

El material de construcción más habitual de las tuberías es el acero, aunque también, debido al avance de la técnica, los polímeros (plásticos) han encontrado grandes aplicaciones en la industria mecánica, proporcionando ligereza y rapidez de montaje de las instalaciones, estando limitados en cuanto a las temperaturas del material que se canalice dentro de las tuberías.

Sabía que...

Actualmente el PVC está prohibido en algunos países o su aplicación ha sido limitada por considerarse que provoca efectos contaminantes para el ser humano y el entorno.

La chapa plegada de acero es la forma más habitual para la construcción de tubería de acero, que será soldada en línea o en forma helicoidal en toda su longitud. También se utilizan las tuberías sin soldadura formadas por extrusión y perforación de un redondo macizo laminado.

El acabado de chapa negra se revestirá de un elemento protector para evitar las oxidaciones y corrosiones, siendo el galvanizado el protector que se emplea en el acero que transporta agua potable o aire de instrumentación.

Los extremos de los tubos están construidos de diferentes formas, atendiendo a su utilización posterior. Así, pueden distinguirse:

1 Extremo roscado. Poseen una rosca por la que se unen los diferentes elementos para conseguir la continuidad de la instalación.

2 Extremo biselado. Están preparados para realizar uniones soldadas de los elementos, consiguiendo una estanqueidad segura en las instalaciones.

3 Extremo plano (soldadura a enchufe). Se utilizan manguitos de unión o bridas desmontables para la continuidad.

No se utiliza un tipo de unión por excelencia, ya que la diversidad de instalaciones, productos a transportar y materiales de construcción utilizados no permiten la unificación industrial en las uniones de continuidad de las instalaciones.

Recuerde

El material de construcción más habitual de las tuberías es el acero, aunque también se utilizan los polímeros (plásticos), teniendo en cuenta las limitaciones que tiene este material cuando se dan altas temperaturas.

Las técnicas de armado de las tuberías se describen a continuación, junto con los accesorios y los medios auxiliares que se utilizan en su armado antes del montaje e instalación.

Aplicación práctica

Le llegó del cliente el plano en perspectiva del montaje de unos tramos de tuberías a instalar en la obra. Debe identificar los elementos de que consta la instalación, para realizar el plano de armado.

Indique el nombre de los elementos, como paso previo a la organización de los materiales a montar.

SOLUCIÓN

3. Técnicas de atornillado de tuberías

Las tuberías, para asegurar la continuidad del fluido o del sólido que se encuentra en su interior, deben tener uniones en sus extremos, para además poder incluir en sus recorridos elementos de regulación y uniones de recorridos secundarios.

De esta forma, los extremos de los tubos deben disponer de unos elementos que permitan el montaje y desmontaje, que estarán en función del nivel de estanqueidad que se requiera con el producto que se transporta.

3.1. Roscas utilizadas en tuberías

El estudio de las roscas se considera de gran importancia, ya que de ellas depende mucho el avance que se ha conseguido en la industria en general, gracias a la posibilidad de ensamblar diferentes elementos que formarán parte de la instalación industrial. Favorecen asimismo la posibilidad de intercambio de piezas que por su función y el esfuerzo al que están sometidas pueden sufrir desgastes prematuros antes que otras piezas con otra función de soporte.

Recuerde

Los extremos de los tubos, atendiendo a su utilización posterior, pueden presentar diferentes formas: extremo roscado, extremo biselado o extremo plano (soldadura a enchufe).

La eventual inclusión de elementos como válvulas en los recorridos de las instalaciones es una actividad que se realiza en muchas ocasiones, así como las posibles ampliaciones de recorridos. Esto se soluciona de manera sencilla con las uniones desmontables roscadas.

Los elementos más característicos en las uniones desmontables son el tornillo y la tuerca.

Elementos de la rosca

La rosca es una hélice formada alrededor de un cilindro, que se genera de forma uniforme y continua. Puede ser exterior (tornillo) o interior (tuerca). Se pueden tener hélices a derecha (sentido de las agujas del reloj) y a izquierda, aunque estas últimas son mucho menos utilizadas.

Los elementos característicos de la rosca son:

El paso “P”

Será la distancia entre dos filetes consecutivos y será igual al avance “a” en la rosca de una entrada. Se definen también el diámetro exterior, interior, medio y nominal que suele ser siempre el mayor (exterior). La forma y profundidad del filete es lo que determina las diferencias entre los tipos de roscas.

Rosca Métrica-DIN (Sistema Internacional)

La rosca Métrica-DIN se caracteriza por tener un ángulo de 60° entre los flancos, cresta achaflanada y fondo redondeado. Existe juego de fondo. Todas las medidas se dan en milímetros. Se indica el diámetro exterior. Es la más utilizada en los elementos de unión por medio de bridas (tornillo y tuerca).

Rosca Whitworth

Se caracteriza por tener un ángulo de 55° entre los flancos, cresta y fondo redondeados. No existe juego de fondo. Los diámetros y el paso se expresan en pulgadas, pero se suele utilizar el número de filetes que existe por cada pulgada.

Roscas de tubo y gas

La rosca de tubo es un tipo particular de las roscas Whitworth, de paso fino.

Denominación rosca de Tubo → R 1”

La rosca de gas es un tipo particular de la rosca Métrica-DIN, de paso fino.

Recuerde

Llamamos paso a la distancia entre dos filetes consecutivos .

Aplicación práctica

Usted, miembro de un equipo de instaladores de tuberías industriales, recibe la orden de identificar el calibre de la rosca de las tuercas que debe montar, para realizar un pedido al proveedor. Dispone de una tuerca de muestra, que quedó de un montaje anterior.

Describa los pasos a seguir en la identificación de la rosca de la tuerca a montar en las uniones de las bridas de las tuberías, y realice el pedido.

SOLUCIÓN

El tipo de rosca que tiene la tuerca de fijación se debe averiguar mediante el juego de galgas de roscas que se tiene como herramienta de verificación.

Se coloca la galga con los dientes directamente sobre el roscado de la tuerca, comprobando cuál de ellos se adapta perfectamente, comprobando el ajuste mediante el giro de la tuerca, manteniendo fija la galga. Debe entrar en el filete perfectamente y no debe existir salto en el desplazamiento.

Se procede a realizar el pedido al proveedor con el tipo de rosca que está indicado en la galga.

64 × Rosca ISO → M 20