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.

El poli(cloruro de vinilo) o PVC

Es un polímero por adición y además una resina que resulta de la polimerización del cloruro de vinilo o cloro eteno. Tiene una muy buena resistencia eléctrica y a la llama.

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 soldadura 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.

El hierro fundido, hierro colado, más conocido como fundición gris es un tipo de aleación conocida como fundición,

Los más empleados habitualmente son: Acero Negro y Cobre para Calefacción y Climatización, yCobre y Acero Galvanizado para ACS; las tuberías de materiales Plásticos están siendo cada vez másutilizadas.Las tuberías de acero se denominan por su diámetro nominal en milímetros, o en pulgadas.

Las tuberías de cobre se suelen designar de dos maneras diferentes, de ellas debe utilizarse la quese da en segundo lugar:- Diámetro interior x Diámetro exterior (mm x mm).Por ejemplo: tubería de 20x 22 mm.- Diámetro Exterior xEspesor (mm x mm).La tubería del ejemplo anterior también se puede designar como 22x 1 mm.

PERDIDAS DE CARGALas pérdidas de carga son las pérdidas de presión que sufren los fluidos en su circulación a travésde las tuberías y conductos. Son debidas a los rozamientos de los fluidos con las paredes de lastuberías o conductos y a los rozamientos entre las distintas capas de fluido.

Para determinar el tipo de derrame que se establece en las tuberías, se utiliza el número adimensionalde Reynolds: Re = v · D/v: Velocidad del derrame (m/s).D: Diámetro de la tubería (m).V: Viscosidad cinemática del fluido (m2/s).

* REGIMEN TURBULENTOEn régimen turbulento el Factor de Fricción se determina experimentalmente, obteniéndose un f en función del número de Reynolds y de la rugosidad absoluta de las tuberías.La fórmula de COLEBROOK (1.939) es la que proporciona una mayor precisión para el cálculo de f:1/ f = -2 · lg K/(3,7 · D) + 2,51/(Re · f)Esta expresión requiere un cálculo muy laborioso, por lo que, a partir de ella, se han obtenido otras expresiones para el cálculo de pérdidas de carga en tuberías que resultan más sencillas de aplicación.Las fórmulas más utilizadas en las instalaciones de Climatización y A.C.S. (fluido: agua) son:- TUBERIAS DE COBREh = 467 · · 0,25 · Q1,75 / D4,75

h: mmCA/m.: kg/l (a la temperatura de cálculo).: cSt (a la temperatura de cálculo).Q: 1/h.D: mm.Esta expresión es válida para: Re 105

K 0,003 mm.- TUBERIAS DE ACEROh = 0,55 · · V0,13 · Q1,87 /D5,01

h: mmCA/m.: kg/m3 (a la temperatura de cálculo).: cSt (a la temperatura de cálculo).Q: 1/h.D: mm.Esta expresión es válida para: Re 105

K 0,05 mm.t 80 ºCCon estas expresiones se elaboran los ábacos para el cálculo de las pérdidas de carga lineales. Como y varían con la temperatura, estos ábacos son diferentes para cada temperatura.

Otra manera de presentar los ábacos es en forma de tablas; en el Anexo se dan gráficos y tablas para el cálculo de las pérdidas de carga lineales.

DIMENSIONAMIENTO DE LAS TUBERIAS:Aunque el RITE no fija valores máximos para las pérdidas de carga lineales, resulta adecuadorespetar el límite fijado en las IT.IC. según las cuales las tuberías se calcularán de forma que la pérdida de carga en tramos rectos sea inferior a 40 mmCA/m, sin sobrepasar los 2m/s en los tramos que discurran por locales habitados.En la práctica, es conveniente dimensionar las tuberías de modo que la pérdida de carga lineal no supere los 20 mmCA/m, habitualmente entre 10 y 15 mmCA/m; en estas condiciones, las velocidades siempre serán inferiores a 2 m/s.En los casos de distribuciones largas o con muchas ramificaciones, debe procurarse que lastuberías, sobre todo las más alejadas de las bombas de circulación, tengan pérdidas aún más bajas, de modo que la instalación presente desequilibrios hidráulicos pequeños; en la ITE 03.7. se indica que la presión diferencial en la acometida de los diferentes aparatos alimentados por una misma bomba, no debe diferir en más de un 15 %.Determinación del espesor de pared

El espesor de un tubo de P.V.C. koplast podrá determinarse utilizando la siguiente ecuación:

donde:

e = Espesor de pared del tubo ( mm )De = Diámetro exterior del tubo ( mm )Pn = Presión Nominal ( kg/cm² )T = Tensión de diseño ( 100 Kg/cm² )

Tuberías de Presión Hidráulica

Pérdida de Carga por fricción

Efecto producido por el roce del fluído con la pared del tubo. Las pérdidas por fricción aumentan con la rugosidad del

tubo. La siguiente ecuación es usada para hallar las pérdidas de carga por fricción::

Hazzen - Williams

donde:

J = Pérdida de carga ( m/Km )

Q = Caudal ( m³/s )

Di = Diámetro interno del tubo ( m )

Capacidad de conducción

La capacidad de conducción de un tubo de P.V.C. koplast está dada por la siguiente expresión::

Hazzen - Williams

donde:Q = Caudal ( m³/s ))C = Coeficiente de rugosidad = ( C = 150 )Di = Diámetro interno del tubo ( m )

Δh = Pérdida de carga total en la línea ( m ) L = Longitud total de la línea ( m )Línea de Gradiente Hidráulico

Es la línea que grafica a la presión a la cual trabaja el sistema en toda su longitud.

H = Pérdida de carga totalhf = Pérdida de carga por fricciónhl = Pérdida de carga localizadaP = Presión de llegada

Clases de Tuberías

Los tubos de P.V.C. koplast pueden soportar presiones desde 50 m hasta 150 m; las cuales tienen denominaciones de clases:

Clase 5 = Soporta 50 m de agua ó 75 1b/pulg²Clase 7.5 = Soporta 75 m de agua ó 105 1b/pulg²Clase 10 = Soporta 100 m de agua ó 150 1b/pulg²Clase 15 = Soporta 150 m de agua ó 200 1b/pulg²

En una misma línea de conducción, por efectos de economía pueden usarse varias clases de tubos, dependiendo de la diferencia de cotas entre el plano de carga estática y el punto en la línea.

P.C.E. = Plano de carga estática.

Golpe de Ariete

El golpe de Ariete, es el efecto que se produce durante la propagación de ondas de presión, es una tubería de

conducción de fluidos a presión. Esto es ocasionado por el cierre brusco de una válvula.

La teoría de Joukovsky, conocida como la Teoría de la Onda Elástica, recomienda las siguientes ecuaciones:

donde:

V = Velocidad de la onda ( m / s )

K = Módulo de compresión de agua ( 2.06 x 10 4 Kg/cm² )

E = Módulo de elasticidad del material del tubo ( PVC = 3 x 10 4 Kg/cm² )

Di = Diámetro interior del tubo ( mm )

e = Espesor mínimo de pared ( mm )

El incremento de la presión por defectos del golpe de ariete viene dado por la siguiente ecuación:

ΔP = Incremento de la presión ( m )

V = Velocidad de la Onda ( m/s)

g = Aceleración de la gravedad (m/s?)

Vf = Velocidad del fluído (m/s)

Golpe de Ariete

La onda máxima de presión, ocurre cuando una válvula es cerrada en un tiempo menor que el tiempo de cierre

crítico.

donde:

Tc = Tiempo de cierre crítico (s)

L = Longitud del tramo (m)

V = Velocidad de la onda (m/s)