INSTALACIONES DE

SUMINISTRO DE GASES

INTRODUCCION La actividad de dimensionar redes para gases, requiere del conocimiento

de una serie de fórmulas y datos adicionales de diseño, que no siempre están disponibles a la mano del ingeniero o calculista en la mayoría de los casos o no se tiene el tiempo para realizar esta tarea.

El presente manual es una herramienta de fácil utilización para los ingenieros, el cual consta de una serie de tablas elaboradas con base en la experiencia, que le facilitaran el calculo de redes de gases, obviando las dificultades que se presentan al realizar esta actividad, lo cual se traduce en la minimización de las horas de ingeniería y en la consecución de un diseño aproximado a las necesidades del cliente, así como la elaboración rápida del listado de materiales .

El objetivo principal de éste manual es contribuir al proceso de descentralización, en lo referente a cotizaciones de fácil ejecución y así mejorar el tiempo de respuesta.

DIMENSIONAMIENTO DE

TUBERIAS

Los sistemas de conducción de gases medicinales son hechas en cobre tipo K o L. dependiendo del lugar de instalación y constan de tres tuberías principales como se ve en la figura 1.

• Tubería principal (troncal)

• Tuberías secundarias (ramales)

• Tuberías de puestos de trabajo (bajantes)

La tubería principal es aquella que transporta y distribuye la mayor cantidad de flujo a las tuberías secundarias y va desde la fuente de suministro hasta las derivaciones de áreas o de piso en el caso hospitalario.

Las tuberías secundarias, son las que se derivan de la red principal y su función es suministrar gas a una o varias secciones. Los diámetros mínimos recomendados para los ramales son:

•„1/2‟, para las tuberías de oxígeno, aire y oxido nitroso.

•3/4”, para las tuberías de vacío.

Las tuberías de los puestos de trabajo, son las bajantes que suministran gas a cada toma o salida, las cuales pueden ser empotradas o a la vista y su longitud depende de la altura de la tubería secundaria. Los diámetros mínimos que se recomiendan para las bajantes son:

•5/8” OD, para gases a presión positiva: 02, N20, AIRE.

•5/8” OD, para gases a presión negativa: VACIO.

CRITERIOS PARA SELECCIÓN

DEL DIAMETRO

Los criterios que se deben tener en cuenta para

seleccionar el diámetro son:

Longitud de la tubería

Tipo de gas

Presión de suministro

flujo

Longitud de la tubería. Este parámetro es de gran importancia para el dimensionamiento y para la lista de materiales, se determina sobre los planos de las instalaciones del cliente o directamente en la obra mediante un levantamiento aproximado en planta o isométrico.

Tipo de gas. Determina otros parámetros permisibles como: caídas de presión, presión de trabajo, tipo de material de la tubería de acuerdo a su aplicación (uso medicinal) y velocidad del gas.

Presión de suministro. Esta variable depende del tipo de aplicación del gas a utilizar. Las presiones recomendadas en el dimensionamiento de redes industriales, son:

• 4 bares, para OXIGENO.

• 19” Hg. para VACIO.

Velocidad del gas. Esta depende del tipo de gas y de la tubería a utilizar , la cual deberá ser comparada con respecto a la permisible. Los valores recomendados son:

• 8m/s para los gases OXIGENO, AIRE Y OXIDO NITROSO.

• 25m/s para VACIO

Flujo. Está estandarizado por normas internacionales y por los proveedores de equipos.

• 20 LPM. para los gases OXIGENO Y OXIDO NITROSO.

• 1 SCFM, para los gases AIRE y VACIO.

Caída de Presión. Este factor depende principalmente de: La longitud de la tubería, de la cantidad y tipo de accesorios, del flujo, de la presión de suministro y del diámetro del tubo. Los valores permisibles más comunes hasta los puntos más lejanos son:

• O2~ AIRE ~ N2O = 5Psig.

• VACIO = 4 “ Hg.

METODOLOGIA PARA EL

DIMENSIONAMIENTO DE

TUBERIAS DE GASES

El cálculo normal de una tubería para la conducción degases mediante los procedimientos de cálculos ingenierilesuna vez conocido el trazado (Lay­out) de tuberías,básicamente consiste determinar, calcular, verificar ycomparar los anteriores criterios de tal forma que nosobrepasen los permisibles.

Para obviar el anterior procedimiento, se ha elaborado unametodología basada en la experiencia, en la cual solamentese requiere conocer el número de salidas (puestos detrabajo) o el flujo y la longitud en metros de la tubería paradeterminar el diámetro. Los pasos para dimensionartuberías por este procedimiento son:

• En el plano del cliente (vista de planta):

Definir el sitio para las centrales de gases (según

requerimientos ), y puntos de trabajo. No olvidar

tener en cuenta en estas últimas las futuras

ampliaciones.

Definir en los puestos de trabajo los gases a

utilizar de acuerdo al área. Véase la tabla 1, en la

cual recomiendan el mínimo de tomas por área,

de acuerdo a la norma CGA.

Las anteriores cantidades de salidas recomendadas, son por cuartos,cama o cubículo según él área.

• Determinar la altura del falso techo, para la instalación de latubería y el cálculo de la longitud de la bajantes.

• Elaborar un trazado de la ruta de la tubería, ubicando válvulasde sectorización y alarmas (si se requieren).

• Identificar con letras o números los nodos sobre las troncal dondese presentan las derivaciones (tramos de tubería). En la tabla 2.denominada “Plan de Dimensionamiento de tuberías” consignarestas convenciones de los diferentes tramos.

• Determinar la longitud de la tubería principal hasta cadaderivación y así sucesivamente hasta el punto más distante;consignar estas longitudes en la tabla 2 “Plan dedimensionamiento de tuberías”.

• Determinar los diámetros de la troncal principal hasta cadaderivación y así sucesivamente hasta el punto más lejano mediantela tablas 3 y 4 “Dimensionamiento de Tuberías “, según el gas(Estandarizadas y de propiedad de AGA-Fano). En estas serelaciona el número de tomas versus la longitud en metros.

• Dimensionar los diámetro de las derivaciones

principales que se localizan sobre la troncal,

siguiendo el mismo procedimiento y con las

mismas tablas, estableciendo el numero de tomas

o flujos y las longitudes al punto más lejano desde

la derivación.

• Dimensionar el diámetro de las bajantes cuando

alimenta más de una toma y tener en cuenta que

estos elementos que se han estandarizado para una

salida, permitiendo minimizar tiempo en el calculo

de la red

Seleccionar el tamaño de la central de suministro de los gases, con base en los datos de consumo o demanda por área, las cuales tienen en cuenta los factores de simultaneidad. ver tablas 5.6,7y 8 según el tipo de gas, en el capitulo siguiente.

Hallar cantidades de obra (tubería y elementos de la red como alarmas, tomas, válvulas, cajas de válvulas, etc.).

EJEMPLO DE APLICAClON

En la figura 2. se ilustra un sistema de tuberías, para dimensionar. Las medidas de longitudes están en metros y asumir que el gas a suministrar oxigeno.

Soportes típicos:

Materiales que intervienen para su fabricación

o Angulo de hierro de ¾” hasta 2 “.

o Platina de hierro de 1” y 1 ½”

o Varilla calibrada en hierro de ¼”y 3/8”

o Angulo de aluminio de ¾” y 1”

o Canaleta zincada de 1 ½”

o Tortillería zincada de ¼ hasta ½”

Clases de soportes

Existen varios diseños, los cuales varían de acuerdo a las necesidades de la instalación.

Se muestran los más típicos.