DIAMETRO OPTIMO EN LAS TUBERIAS DE ACERO

En todas las instalaciones químicas es necesario trasladar de un punto a otro diversos fluidos, tanto líquidos como gases a presiones y velocidades muy variables. Ello se realiza mediante conducciones de forma y tamaño diversos cuyos materiales y dimensiones se eligen de acuerdo con las exigencias de cada caso. 

En las Tablas 4.1 y 4.2 se muestran algunos valores típicos de las velocidades de líquidos y gases por el interior de conducciones cilíndricas.

El valor aconsejable de velocidad y/o diámetro se puede obtener por una optimización de costes: cuando el diámetro es muy pequeño, el rozamiento de fluido es muy grande y se requiere energía para bombearlo, mientras que cuando el diámetro es grande, el coste de la instalación es mayor. Existe una solución para el coste mínimo, que en muchas ocasiones será próximo a los valores mostrados en las tablas anteriores.

Los tubos se fabrican en dimensiones normalizadas, siendo las normas diferentes para cada tipo de material (e incluso, sector de aplicación). Su longitud puede oscilar entre 5 y 12 metros, aproximadamente. Los diámetros nominales oscilan entre 1/8 y 30 pulgadas (0,32-76 cm.), y no coinciden por lo general con el diámetro externo ni con el interno. En las tuberías de acero, para diámetros de 3 a 12 pulgadas, el valor nominal se aproxima al diámetro interno real, y, sin embargo, en tuberías grandes, de más de 12 pulgadas, el diámetro nominal es igual al diámetro externo real. En la Tabla 5.3 se presentan los valores más frecuentes de los diámetros de tubería de acero, según la norma ASA (American Standards Association). 

Se pueden considerar las siguientes denominaciones de presiones: 

• presión máxima de trabajo: es la máxima que van a soportar las conducciones
• presión nominal, que es la presión de prueba en fábrica que sirve para clasificar los tubos - presión de rotura, cuando se produce una tracción circunferencial. 

El espesor de pared de los tubos se encuentra también normalizado, y es variable para cada diámetro nominal, según sean las condiciones de presión que vayan a reinar en su interior. La norma ASA clasifica los tubos por el "número de catálogo" que viene definido por la expresión:

siendo P la presión de trabajo y S un coeficiente medido en las mismas unidades que P, y que depende del material de la tubería (está relacionado con la presión que puede soportar dicho material). Se utilizan diez números de catálogo: 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 y 160 aunque los más frecuentes, en tubos ordinarios son 40 y 80 (al tubo "normal" le corresponde el 40). En la misma Tabla 4.3 se indican los espesores reales de pared correspondientes a estos últimos números de catálogo. 

Los tubos de acero que se utilizan para presiones bajas (menores de 70 bar), son los corrientes (pletina de acero curvada y soldada), y para presiones elevadas se utilizan tubos especiales sin costura.