La industria nacional ha tenido un crecimiento considerable en los últimos años, y esto sumado a que ha sido acompañado muchas veces de la informalidad ha originado una implementación de infraestructura bastante desordenada y sin la asesoría de personal calificado.
Esto se ve claramente en el sistema de distribución de vapor industrial, el cual, en su mayoría, no ha tenido un diseño previo o ingeniería para su instalación. Observamos muchas veces en nuestras inspecciones por plantas troncales en su mayoría instaladas de manera empírica; o sacando derivaciones de la misma sin tener consideraciones en el comportamiento del vapor.
Otro de los errores que se pueden encontrar en el diseño de instalaciones de tuberías de vapor, tenemos 02 casos: Sobredimensionamiento o Subdimensionamiento.
Tenemos el primer caso, sobredimensionar las tuberías, lo que puede resultar en lo siguiente:
- Las tuberías serán más caras de lo necesario.
- Se formará un mayor volumen de condensado a causa de las mayores pérdidas de calor.
- La calidad de vapor y posterior entrega de calor será más pobre, debido al mayor volumen de condensado que se forma.
- Los costes de instalación serán mayores.
En un ejemplo particular, el costo de instalar una tubería de 3” resultó un 44 % más caro que el costo de una de 2”, cuya capacidad hubiese sido la adecuada. El calor perdido por la tubería aislada de 3” fue un 21 % mayor del que se hubiera perdido en la de 2”. Las partes no aisladas hubieran perdido un 50 % más de calor en la línea de 3” que en la de 2”, esto se debe a la mayor superficie de transferencia de calor disponible.
En el segundo caso, subdimensionar las tuberías significará que:
- La velocidad del vapor y la caída de presión sean mayores, generando una presión inferior a la que se requiere en el punto de utilización.
- El volumen de vapor será insuficiente en el punto de utilización.
- Habrá un mayor riesgo de erosión, golpe de ariete y ruidos, a causa del aumento de velocidad.
Para evitar estos casos, se recomienda tener una manera correcta de dimensionar las tuberías de vapor. Estas se pueden dimensionar bajo características como la velocidad del fluido mediante el siguiente procedimiento:
Necesitaremos estos datos de entrada.
A partir de esta información, se puede calcular la sección de la tubería.
Esta fórmula puede despejarse para obtener el diámetro de la tubería a utilizar.
De esta manera obtendremos el valor del diámetro de tubería en metros y seleccionaremos la tubería a instalar de acuerdo al valor comercial más próximo.
Como consideración para el cálculo del dimensionamiento de tuberías de vapor por el método de velocidad se puede tener en cuenta las siguientes velocidades asumidas:
TABLA – Recomendación de velocidades en tuberías
De requerir mayor información al respecto no dude en contactarse con nosotros.
En IPS INGENIEROS estamos atentos a su requerimiento para el análisis del sistema de distribución de vapor de su planta y así detectar oportunidades de mejora.
