TUBERIAS EN LA INDUSTRIA

Dentro de la industria, la tubería es un sistema para transportar los fluidos (líquidos y gases) de un lugar a otro. La disciplina de la ingeniería de los estudios de diseño define las tuberías como un transporte eficiente de fluidos. El proceso industrial de tuberías puede ser fabricado a partir de: Madera, Fibra de vidrio, Vidrio, Aceró, Aluminio, Plástico, Cobre y Hormigón. Los sistemas de tuberías están documentados en los diagramas de tuberías e instrumentación (P & ID). Si es necesario, los tubos pueden ser limpiados por el proceso de limpieza de tubos. Las tuberías a veces se refieren al diseño o la ejecución de la disposición real de la tubería física dentro de una planta de proceso o de edificios comerciales. En la antigüedad se denominaba: Redacción., Dibujo técnico, Dibujo de Ingeniería y Diseño. El dibujo de Ingeniería y Diseño se realiza con frecuencia por los diseñadores que han aprendido a utilizar el dibujo, asistidos por computadoras automáticas o por ordenadores (CAD). La plomería es un sistema de tuberías familiarizados con la gente, ya que constituye el medio de transporte líquido que se utiliza para proporcionar agua potable y los combustibles a sus hogares y negocios. Las tuberías de fontanería también eliminan los residuos en forma de aguas residuales y permiten la ventilación de los gases de las aguas residuales hacia el exterior. Los sistemas de rociadores contra incendios y el uso de tuberías pueden transportar el agua potable o no potable u otros líquidos de extinción de incendios. Las tuberías también tienen muchas otras aplicaciones industriales, que son cruciales para mover los fluidos primos y semielaborados para el refinado en productos más útiles. Algunos de los materiales más exóticos de la construcción son: Inconel, Titanio, Cromo-molibdeno y Varias aleaciones de acero.

Tubería Para Conducción de Fluidos en la Industria Alimenticia

En la Industria de alimentos un aspecto muy primordial para tratar es el relacionado con la conducción de fluidos tales como: productos químicos, productos alimenticios, agua, aceite, vapor, etc. Por tal razón es esencial poseer ciertos conocimientos sobre la materia, en especial para el técnico o el ingeniero que debe seleccionar y utilizar tuberías y accesorios para el diseño de máquinas procesadoras, plantas generadoras y, en general sistemas de conducción de fluidos.

Planta de Producción Alimentos

Existe una gran variedad de tuberías y de accesorios que se emplean para diversos fines; solamente los más comunes se discutirán en esta sección. Se puede obtener mayor información en los catálogos de los fabricantes y en las publicaciones de las diversas asociaciones de investigación.

TUBERÍAS

Son elementos básicos para la conducción de fluidos; se fabrican de una gran variedad de materiales de diferentes especificaciones cuya selección depende, entre otras, de la naturaleza del fluido que se va a conducir y de las condiciones de caudal, presión y temperatura.Los tubos terminados pueden ser lisos o con soldadura y estos últimos se conocen como tubos de costura, además pueden ser roscados o no.

TIPOS DE MATERIALES-Tubería de hierro fundido, adecuada para conducción subterránea de gases o de agua, instalaciones sanitarias y sistemas de vapor a baja presión.

-Tubería de Acero, usada principalmente donde existen temperaturas y presiones elevadas. Su aleación con níquel o con cromo, conocida comercialmente como la de acero inoxidable; da al tubo resistencia a la corrosión, también se usa en la conducción de fluidos alimenticios leche, jugos, aceites, etc.

-Tubería galvanizada, es el mismo tubo de hierro común con un baño de zinc para evitar la oxidación; usada en la conducción de agua potable.

-Tubería de plástico, empleada exactamente en la industria química en lugar de los tubos metálicos ya que no se corroen por su gran resistencia a los agentes químicos y atmosféricos.

Tubería de Polietileno

-Tuberías fabricadas con otros materiales, como por ejemplo: de latón, usada generalmente para conducción de líquidos calientes, si su costo es elevado; de cobre, empleada principalmente en la conducción de combustibles y de plomo, empleada extensamente en la industria química, particularmente cuando se conducen ácidos. La tubería de estos materiales se menciona a título simplemente informativo.

Tubería de Latón

ESPECIFICACIONES DE LOS TUBOS

La tubería de hierro fundido y la de acero son, generalmente normalizadas. Las que se emplean  comúnmente son las estándar, la extrafuerte y la doblemente extrafuerte; todas ellas especificadas por el diámetro nominal (DN).

Con Norma ISO

En el tubo estándar el espesor de las paredes es el más delgado de los tres tipos mencionados y se conoce comercialmente como tubo de la serie (Schedule) 40; el tubo extrafuerte tiene pared más gruesa que el estándar y corresponde a la serie 80; y el tubo doblemente extrafuerte, con espesor de pared más grueso aún, comercialmente es el tubo de la serie 160.

El diámetro nominal (DN) y el exterior (DE) conservan sus mismos valores en las tres series; en cambio, el diámetro interior (DI) varía correlativamente con el espesor de la pared del tubo.

E

l uso inicial de estos tubos fue para la conducción de fluidos a bajas presiones y su diámetro interior se usó como identificación que correspondía al diámetro nominal. La primera modificación importante para ahorrar material fue la de reducir el grosor de la pared del tubo, con lo cual se aumentó el diámetro interior; sin embargo se continuó identificándolos comercialmente con el diámetro nominal inicial (tubería estándar). La segunda modificación importante fue la de aumentar el grosor de sus paredes para conducir fluidos a altas presiones, disminuyendo de esta forma el diámetro interior (tubería extrafuerte y doblemente extrafuerte), se continuó la identificación por el diámetro nominal inicial; las modificaciones mencionadas no alteraron las especificaciones de los acoples y el diámetro exterior de los tubos se mantuvo igual.La tubería galvanizada como ya se explicó en tipos de materiales son los mismos tubos de hierro común con baño de zinc. Puesto que estos tubos solamente se emplean para la conducción de agua a baja presión no se fabrican sino de una sola explicación a saber: tubos de pared delgada equivalentes a los tubos estándar de hierro y de acero. Por consiguiente, no se fabrican tubos galvanizados extrafuertes y doblemente extrafuertes; a menos que se requieran para un diseño especial.La tubería de plástico no está normalizada y por consiguiente, las especificaciones son adoptadas por cada fabricante. No soportan ni altas temperaturas ni altas presiones. Generalmente son más costosas que las de hierro, las de acero y las galvanizadas.

ROSCAS PARA TUBOS

Los fabricantes de los tubos normalizados aplican la norma NPT para roscas (Tabulados por National Pipe Taper); es similar a la rosca Whitworth, con la diferencia que tiene una conicidad de 1/16 de pulgada por cada pulgada de recorrido, para lograr una junta hermética.En ocasiones se usa rosca cónica exterior (la del tubo) con rosca recta interior (la del acople); ya que el material del tubo es lo suficientemente dúctil para el ajuste de los hilos de la rosca.

Aplicaciones de las tuberías basadas en polímeros en la industria química

Los sistemas de tuberías poliméricas se vienen usando en segmentos bien definidos de la industria de procesos químicos desde hace décadas. Si la elección de los materiales se hace correctamente, se ha probado su sostenibilidad para tratar con casi cualquier carga química a temperaturas de hasta 100 ºC en la región de presión moderada (p < 10 bar).

Estado del arte

Los sistemas de tuberías son relevantes donde se transportan, distribuyen, dosifican o almacenan medios líquidos o gaseosos. Si bien son comunes en diferentes actividades, en la industria química existen una serie de restricciones para los sistemas de tuberías que deben ser tenidas en cuenta. Veamos a qué nos referimos:

Los márgenes de seguridad a considerar deben ser más altos para que el sistema funcione correctamente.

Resistencia química suficientente, o corrosión predecible.

Comportamiento de corrosión uniforme para todos los componentes con contacto de medios directos.

Mantenimiento simple, extensión o re-estructuración del sistema.

Ratio de precio/rendimiento atractivo.

Alto nivel de disponibilidad de componentes.

Facilidad de instalación.

Comparado con otras aplicaciones el uso de tuberías en el sector químico se caracteriza conforme a la demanda que implica la seguridad. Esto explica por qué los polímeros se usan aún comparativamente poco - alrededor del 10 % - en el mercado de tuberías de CPI global. Sin embargo, mirando esto desde la perspectiva técnica se espera se incrementen las tasas de adopción de estos materiales.

Ventajas & Caracterización

Los aspectos más decisivos para los materiales en el sector químico es la resistencia química a largo plazo. Es bastante auto-explicatorio que el perfil de la resistencia química de los componentes del sistema de tuberías se definirá por su identidad química. Sin embargo, para un no especialista no es fácil entender que los diferentes polímeros muestran muy grandes diferencias en sus perfiles de resistencia química. Adicionalmente, este perfil puede ser influido, formado y adaptado a una aplicación específica cuando el impacto de la formulación polimérica se explote completamente. Además, la enorme inluencia en las propiedades de los polímeros y la resistencia química pueden también ganarse procesando la formulación. En algunos casos ambos aspectos pueden tener una influencia similar.

Ratio coste-rendimiento y disponibilidad de componentes del sistema

Cuando se comparan sistemas de tuberías basados en polímeros como alternativa a sistemas metálicos, una serie de características son evidentes en los polímeros: Peso ligero, propiedades de aislamiento térmico y eléctrico, a menudo técnicas de unión más simples, además de formas más fáciles de manipulación durante la instalación. También están disponibles soluciones integradas de medición y unidades de control, además de varios sistemas de válvulas. Estos aspectos de sinergia pueden alargarse en caso de que el fabricante sea capaz de suministrar sistemas de tuberías completos para fiferentes aplicaciones.

Uniones múltiples

La unión de sistemas de tuberías basados en polímeros es bastante versátil y está sometida a la elección del polímero. Métodos establecidos en segmentos como drenaje, generación o aguas residuales; tales como las uniones socket, abrazaderas o electrofusión; no se utilizan en el sector químico o petroquímico. En

estos sectores predominan las uniones con disolventes y la soldadura térmica. En caso de uniones múltiples y desmontables (por ejemplo  bobinas prefabricadas),