La dilatación y contracción del tubo por variación térmica generan cargas axiales que pueden romper segmentos de tuberías o conexiones a equipos, ya que no cuentan con un método para controlar el movimiento generado. Conoce 4 formas de evitarlo
¿Sabías que los cambios de temperatura afectan los sistemas de distribución de agua potable? En ciertos lugares del país, ocurren cambios drásticos entre temperaturas máximas y mínimas durante el día que pueden causar que tramos de tubos en sistemas de tuberías se dilaten o se contraigan. La dilatación y contracción del tubo generan cargas axiales sustanciales que pueden romper segmentos de tuberías o conexiones a equipos, ya que no cuentan con un método para controlar el movimiento generado por las variaciones radicales en la temperatura.
Las tuberías de distribución de agua potable pueden tener diámetros promedio de hasta 99 pulgadas, equivalente a la altura de un autobús. El tiempo que lleva reparar un tubo de estas dimensiones puede alargarse demasiado, privando del suministro de agua a muchos ciudadanos.
Las dimensiones de todos los materiales, incluyendo tuberías, maquinaria, estructuras y edificios, están sometidas a cambios provocados por las variaciones de temperatura. Estas variaciones provocan dilataciones y contracciones en los materiales, poniéndolos en un estado de tensión o compresión, dando lugar a posibles fallos en su funcionamiento, lo cual puede ocasionar situaciones potencialmente peligrosas. Además, el movimiento debido a otras causas, como un sismo, debe incluirse como un factor de riesgo ante el aumento de temperatura de los componentes.
Otro ejemplo lo encontramos en los sistemas de climatización, en el que las tuberías se ven sometidas a cambios de temperatura continuos, y una falla en el sistema provocada por tales variaciones puede no sólo provocar situaciones de peligro, sino dejar a un edificio sin calefacción o aire acondicionado. Es por esta razón que hay que explorar los métodos disponibles para absorber el movimiento térmico para reducir estos riesgos.
La clave para acomodar de forma efectiva la expansión y contracción de los tubos provocados por las variaciones térmicas reside en permitir y dirigir un movimiento controlado y predecible del sistema de tuberías.
Existen diversas maneras de conseguirlo, las cuales dependen de la selección del método específico por parte del ingeniero a cargo del proyecto, así como del tipo de sistema al que se enfrente y los parámetros del proyecto en su totalidad. En la búsqueda de soluciones innovadoras y eficientes para esta problemática, con el paso de los años, se ha perfeccionado el método de unión mecánica ranurada, incorporando coples flexibles, los cuales se pueden utilizar estratégicamente en partes del sistema donde se calcula que habrá movimiento. Las uniones flexibles ranuradas logran aislar a los sistemas de tuberías, permitiendo que se muevan de manera independiente sin ocasionar tensión excesiva sobre el resto de los elementos de una estructura.
Impacto de cambios de temperatura en tuberías
Hay cuatro maneras de acomodar el movimiento térmico de las tuberías mediante coples ranurados flexibles:
- Colocar una junta de expansión que permita un movimiento axial equivalente al movimiento térmico calculado. Esto absorbe la dilatación o contracción de los materiales en caso de aumento o disminución de las temperaturas después de la instalación del sistema.
- El sistema flotante, es uno que puede contraerse y expandirse sin necesidad de juntas de expansión, pero que requiere instalar guías para la tubería que controlen la dirección del movimiento. Este sistema es posible, siempre y cuando el movimiento no provoque presiones o perjudique las uniones o las conexiones de los ramales o equipos en el sistema.
- Utilizar coples ranurados flexibles aprovechando su capacidad de deflexión controlada. En este caso, la flexibilidad permite controlar el movimiento de expansión o contracción de las tuberías, otorgando tolerancia al desplazamiento de los materiales. Pares de coples flexibles se pueden utilizar en puntos de cambio de dirección del sistema para acomodar grandes variaciones en la longitud de tramos largos de tuberías.
- Creación de omegas de expansión con coples flexibles (uniones grises en las imágenes siguientes), que permiten mayor tolerancia al movimiento provocado por las variaciones térmicas en comparación con el que experimentaría un tubo recto sin ninguna variación en su dirección.
De esta forma, se demuestra por qué las soluciones de unión mecánica ranuradas son una buena alternativa para trabajar el ajuste térmico en los sistemas de tuberías. En resumen, son tres las razones principales para considerarlas en los proyectos: porque son rápidas y sencillas en su instalación, por ejemplo, el uso de coples ranurados en tuberías es un proceso hasta diez veces más rápido que la soldadura y 3 veces más rápido que el método bridado; porque dan un mayor rango de movimiento a los tubos que disponen de ellas, y porque pueden ser acomodados en espacios más pequeños, aplicando un estrés muy bajo en los componentes de la estructura. Además, el mantenimiento es mucho más sencillo, ya que no se tiene que desinstalar todo el sistema, solamente las uniones necesarios para adquirir acceso al punto de interés.
Considerando que en esta época del año los sistemas de tuberías tienen mayor riesgo de fallar a causa de la variación térmica, debemos de pensar en las soluciones que garanticen el funcionamiento de sistemas críticos para ciudades o edificios, como lo son servicio de agua potable o los servicios de climatización.
