Final
54
UNIVERSIDAD DE LA SERENA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE ING. DE MINAS SERVICIOS A LA MINERIA TUBERIAS Y FITTING EN EL DRENAJE DE MINAS JORGE CORTES CAMPAÑA EDUARDO ROJAS VALENZUELA MIGUEL PLAZA VELASQUEZ SERGIO GARCIA RIVERA IGNACIO MORALES CORTES JUAN CARVACHO PEREZ 23 DE MAYO DE 2014
-
Upload
diego-alejandro-leyton-trigo -
Category
Documents
-
view
15 -
download
2
description
servicio
Transcript of Final
UNIVERSIDAD DE LA SERENA
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE ING. DE MINAS
SERVICIOS A LA MINERIA
TUBERIAS Y FITTING EN EL DRENAJE DE
MINAS
JORGE CORTES CAMPAÑA
EDUARDO ROJAS VALENZUELA
MIGUEL PLAZA VELASQUEZ
SERGIO GARCIA RIVERA
IGNACIO MORALES CORTES
JUAN CARVACHO PEREZ
23 DE MAYO DE 2014
Contenido
Introducción .......................................................................................................................................1
Desarrollo ...........................................................................................................................................2
1. Materiales de tuberías ...............................................................................................................2
1.1 Tuberías de Polietileno .......................................................................................................2
1.2 Tuberías de Metal...............................................................................................................2
1.3 Tuberías de cobre ...............................................................................................................3
1.4 Tuberías de HDPE ...............................................................................................................3
2. Principales proveedores .............................................................................................................6
2.1 Tigre ...................................................................................................................................6
2.2 Vinilit ..................................................................................................................................6
2.3 Themco ...............................................................................................................................7
3. Descripción de los tipos de Fitting utilizados en Minería ...........................................................8
3.1 Válvulas ..............................................................................................................................8
3.1.1 Válvula de Globo .........................................................................................................9
3.1.2 Válvula de Bola .........................................................................................................10
3.1.3 Válvula de Mariposa ................................................................................................11
3.1.4 Válvula de Diafragma ................................................................................................12
3.1.5 Válvula de Aguja .......................................................................................................13
3.1.6 Válvula de Pellizco ....................................................................................................13
3.1.7 Válvula de Cuchilla ....................................................................................................14
3.2 Codos ................................................................................................................................15
3.3 Tes ....................................................................................................................................16
3.4 Reductor ...........................................................................................................................17
3.5 Cruz ..................................................................................................................................17
4. Sistemas de unión de tuberías .................................................................................................18
4.1 Termofusión .....................................................................................................................18
4.2 Polifusión ..........................................................................................................................21
5. Costos de fitting .......................................................................................................................23
5.1 Fitting tipo HDPE ..............................................................................................................23
5.1.1 Válvulas de Retención Uni Check HDPE ....................................................................23
5.1.2 Flanges HDPE ............................................................................................................24
5.1.3 Tapones HDPE conformadas .....................................................................................25
5.1.4 Codo 90º HDPE conformados ...................................................................................26
5.1.5 Codo 60º conformado ..............................................................................................28
5.1.6 Codo 45º HDPE conformado .....................................................................................30
5.1.7 Tes 90º HDPE conformado .......................................................................................32
5.1.8 Yes 90º HDPE conformado .......................................................................................34
5.1.9 Cruces HDPE conformadas.......................................................................................36
5.1.10 Servicio termofusión HDEP .......................................................................................38
6. Pérdidas de Cargan en Tuberías y Fitting .................................................................................40
6.1 Pérdidas Primarias o Friccionales .....................................................................................40
6.2 Pérdidas Secundarias o Pérdidas Menores .......................................................................41
6.2.1 Pérdidas por Expansión Súbita .................................................................................42
6.2.2 Pérdidas por Expansión gradual ...............................................................................44
6.2.3 Pérdidas por Accesorio .............................................................................................46
Conclusiones y Recomendaciones ....................................................................................................49
Referencias.......................................................................................................................................51
1
Introducción
En los procesos mineros actúan una gran cantidad de agentes, uno de ellos tiene bastante
importancia y es el agua. El agua participa en distintos procesos dentro de una faena, desde
humedecer el terreno para evitar el exceso de polvo en una tronadura, hasta la mezcla con el
mineral para los procesos de molienda.
Para poder llevar este bien tan preciado se necesitan de un sistema de bombas y tuberías. Las
tuberías son realmente importantes, ya que gracias a ellas se hace mucho más fácil todos los
procesos,
Las tuberías son tan importantes, que día a día se realizan grandes esfuerzos para mejorar su
rendimiento, buscando nuevos materiales y procesos de fabricación y buscando nuevas soluciones
en los fittings, para así poder disminuir las pérdidas de carga y de esta forma hacer el sistema lo más
eficiente posible.
Además de buscar eficiencia también se busca el tipo de tubería más idóneo para la tarea que
queramos y esto mezclado con la instalación más simple y la menor mantención posible y la mayor
resistencia a las adversidades climáticas.
En líneas generales un buen conocimiento de los diferentes materiales y sus respectivos usos nos
puede ahorrar un sinfín de problemas a futuro, y esto en una faena minera, en donde parar las
bombas por un corto periodo significa grandes pérdidas de dinero, es muy relevante para poder
operar de la mejor manera posible.
2
Desarrollo
1. Materiales de tuberías
1.1 Tuberías de Polietileno
Gran resistencia, algunos tipos de
polímeros ofrecen buenas opciones para
resistir la abrasión o climas bastante
crudos. HDPE, LLDPE, PVC, PPr, CPVC son
algunos de los polímeros que juegan un rol
muy importante en las faenas mineras
gracias a sus resistencias a la abrasión y
condiciones climáticas adversas, entre
otras características, las que dependiendo
de su objetivo, pueden hacerlos más
idóneos que otros elementos. Este tipo de
material para tuberías garantiza una larga
vida útil, economía de instalación y equipos, minimizando los costos de mantención y presión del
material.
Son ampliamente utilizados en la actualidad, ya que tienen una gran resistencia y flexibilidad, su
principal uso es para el sistema de lixiviación (imagen adjunta) y para el transporte de agua y pulpa.
1.2 Tuberías de Metal
Este tipo de material poco a poco ha perdido terreno en las actuales faenas mineras. Esto ha
ocurrido debido a su gran peso, su poca resistencia a climas húmedos o de alta cordillera debido a
la oxidación y su nula flexibilidad. A pesar de lo recién mencionado aun cuenta con algunas ventajas
como su gran resistencia a las presiones y su bajo coeficiente de roce entre el fluido y el metal, pero
con la aparición de los nuevos materiales sintéticos
mencionados en el párrafo anterior estas ventajas se
han logrado igualar.
Actualmente se usa en el transporte de agua a través
de grandes extensiones, como por ejemplo en
Minera Candelaria, ya que gracias a estas grandes
tuberías pueden llevar el agua del mar a su planta
desalinizadora y desde la planta a la mina.
3
1.3 Tuberías de cobre
Estas se clasifican en diferentes tipos, K- L y M,
dependiendo de su uso. Encontramos estos
productos en rollos y tiras, además de diferentes
medidas y dimensiones. La diferencia entre ambas, la
hace su facilidad de realizar curvaturas, ya que de
esta forma se evitan las pérdidas de carga por los
fittings.
En la minería estas cañerías tienen diámetros que van
desde el ¼” hasta las 2” y vienen en un largo de 6
metros, la mayor ventaja es su gran versatilidad, ya
que pueden transportar agua, gas y pulpa, otra
ventaja importante es que es mucho más liviana que las tuberías de metal, lo cual reduce los
tiempos en la instalación y en la mantención.
1.4 Tuberías de HDPE
Los primeros polietilenos de alta densidad
(HDPE), fueron desarrollados en los años 50
y hoy en día se utilizan para realizar sistemas
de tuberías. Estos sistemas de tuberías
ofrecen la ventaja de este material para
poder diseñar sistemas para aplicaciones en
donde los materiales son muy costosos o
inadecuados. Este tipo de tuberías ofrece
una mejor alternativa de diseño,
garantizando una larga vida útil, mejores
costos de mantención, entre otras.
Se han ido desarrollando tuberías de HDPE con propiedades cada vez más resistentes como por
ejemplo el caso de la tubería PE 100, que es usado generalmente para tuberías de agua a presión,
obteniendo ahorros en el espesor de la pared en un 35% en comparación a una tubería de HDPE
común, así como a su vez está la PE 200 que posee aún más resistencia que la PE 100, y la facultad
para poder alcanzar una mayor presión de trabajo sin tener que disminuir su diámetro.
4
Entre las principales ventajas de estas tuberías destacan:
Resistencia Química: Para propósitos prácticos, estas tuberías son químicamente inertes, Los
químicos naturales del suelo no pueden causarle degradación, no son conductor eléctrico, por lo
tanto la corrosión u oxidación producto de la acción electrolítica no le afecta. Además no permiten
el crecimiento de bacterias, algas u hongos y además son resistentes al ataque biológico marino.
Servicio a largo plazo: La vida útil estimada para las tuberías HDPE es superior a los 50 años para el
transporte de agua a temperatura ambiente (20°).
Bajo peso: El peso que poseen las tuberías HDPE es de aproximadamente un 70%-90% más livianas
que las fabricadas con concreto, hierro o acero, permitiendo que su manejo sea más sencillo y que
a su vez se requiera de menos equipos para su instalación. Su gravedad específica de 0.95 le permite
flotar en el agua.
Coeficiente de Fricción: Debido a su enorme resistencia química y a la abrasión, estas tuberías
mantienen unas excelentes propiedades de escurrimiento durante su vida útil. Además por poseer
paredes lisas e impermeabilidad le permiten mantener una mayor capacidad de flujo y que las
pérdidas de fricción sean mínimas.
Resistencia y flexibilidad: La resistencia de las tubería HDPE es una característica que deriva de las
propiedades químicas y físicas del material como del método de extrusión. Estas tuberías no son de
carácter frágil sino más bien flexible, por lo tanto, puede curvarse y absorber cargas de impacto en
un rango amplio de temperaturas. Esta resistencia y flexibilidad le permiten a la tubería absorber
sobrepresiones, vibraciones y tensiones causadas por movimientos del terreno. Puede deformarse
sin tener un daño permanente y sin efectos adversos a largo plazo.
Resistencia a la abrasión: Las tuberías HDPE poseen un buen comportamiento en la conducción de
materiales sumamente abrasivos, como lo son los relaves mineros. A través de numerosos ensayos
se ha podido demostrar que las tuberías HDPE con respecto a las de acero tienen un mejor
desempeño en este tipo de servicio en una razón de 4:1.
Estabilidad a la intemperie: Las tuberías HDPE se encuentran protegidas contra los rayos UV,
previniendo así la degradación debido a esta causa ya que contienen un porcentaje de negro de
humo. Si este aditivo no es correctamente dispersado, las áreas con déficit de este, estarán más
desprotegidas contra la exposición ambiental y por tanto serán el punto de partida para que el
material falle.
Estabilidad ante cambios de temperatura: La exposición de las tuberías de HDPE frente a cambios
normales de temperatura no causa degradación del material, sin embargo, existen algunas
propiedades físicas y químicas que podrían cambiar debido al dicho cambio de temperatura, por lo
que utilizan estabilizadores que protegen el material contra la degradación termina.
5
Entre las principales aplicaciones de estos sistemas de tuberías destacan:
Minería: Producto de su alta resistencia a la corrosión, abrasión, fácil instalación y manejo, este tipo
de tuberías son idóneas para:
- Riego de pilas de lixiviación
- Conducción de relaves
- Conducción de concentrados, soluciones acidas y alcalinas.
Industria en general: Las tuberías HDPE se han desarrollado con éxito en diversos tipos de industrias
y aplicaciones ya sean de carácter general como de una alta especialización.
Algunas de sus aplicaciones más frecuentes son:
- Transporte de aire comprimido y ventilación
- Protección cables eléctricos y telefónicos
- Transporte de gas, petróleo y sus derivados
- Sistema de combate contra incendios
- Etc.
6
2. Principales proveedores
2.1 Tigre
La historia de Tigre Chile comienza en el año 1997 con la adquisición de un conjunto de empresas
nacionales del rubro. En sus inicios, la compañía estaba dedicada a producir exclusivamente tuberías
de PVC, pero su desarrollo en el tiempo se tradujo en una mayor diversidad de productos con la
fabricación de conexiones sanitarias e hidráulicas. Con el enfoque puesto en entregar sistemas que
mejoren la calidad de vida de las personas y su desarrollo en la sociedad, Tigre ofrece actualmente
una de las líneas más completas de tubos y conexiones de PVC del mercado.
Su principal producto para el rubro de la minería son las Tuberías corrugadas Tigre-ADS N-12, las
que poseen doble pared –una exterior corrugada y una interior lisa– que otorga gran capacidad
hidráulica. La presentación estándar de la tubería N-12 es en tramos de 6,1 m y está disponible en
diámetros desde 4” a 60”. Las principales aplicaciones en minería de la tubería corrugada N-12 son:
sistemas de alcantarillado, aguas lluvias, conducción de canales, alcantarillas y pasadas de camino,
conducción de lixiviados, infiltración, aireación, conducción.
2.2 Vinilit
Vinilit S.A. es el principal fabricante de sistemas de tuberías plásticas en Chile, con productos
orientados a la construcción, urbanización, sanitarias, riego, minería e industria. Perteneciente a
Aliaxis Group, prestigioso grupo belga, líder mundial en sistemas plásticos de conducción de fluidos,
respaldo que nos permite mantenernos al día de las innovaciones tecnológicas exitosas en otros
países e incorporarlas en nuestros procesos.
El producto más presente en las faenas es la tubería PE 100 es el material ideal para la fabricación
de tuberías para conducción de fluidos a presión en grandes diámetros. Para una presión
determinada, se necesita un espesor de pared mucho menor que con otro tipo o grado de PE. Por
ejemplo, en el caso de la conducción de agua a 20º durante al menos 50 años de servicio con una
presión nominal (bar) de PN10 y un diámetro externo de 355 mm, se necesitaría una tubería PE 63
con un espesor de pared de 32,2 mm y con un peso medio de 34,08 kg/m, mientras que con PE 100
el espesor de la pared sería de 21,1 mm y su peso medio de 23,33 kg/m.
Dentro de las ventajas que Vinilit destaca en el PE 100 está su peso más ligero, su mayor dureza, su
gran resistencia a la abrasión, baja rugosidad y mínimas pérdidas por fricción, fácil manejo e
instalación, es flexible, estable a la intemperie, resistente a los rayos UV y no permite el crecimiento
de algas, bacterias u hongos, entre muchas otras características.
7
2.3 Themco
En el año 1977 TEHMCO dio sus primeros pasos en el mercado nacional bajo el nombre de Plásticos
Quilicura, en esa fecha y con la participación de sus actuales socios: Sr. Victor Petermann, Sr.
Eduardo Castro, Sr. Leonel Castro, Sr. Enrique Cooper, se inicia la fase de despegue y se consolida el
proyecto de adquisición de otras industrias.
Su principal producto en las faenas mineras son las Tuberías Gran Flujo. Una nueva solución para el
transporte de fluidos gravitacionales para la minería. Se fabrican con polietileno de alta densidad
bajo procesos de extrusión de pared simple y coextrusión de pared doble, permitiendo este último
producir tuberías de pared estructurada de alta rigidez, con una capa interior lisa y una capa exterior
corrugada. El proceso de extrusión de última tecnología, permite fabricar campanas integradas de
doble espesor y alta rigidez anular.
8
3. Descripción de los tipos de Fitting utilizados en Minería
En cualquier sistema de tuberías, existen una serie de conexiones y anexos reconocidas como
fittings, estos describen la cualidad de adaptarse a los distintos tamaños y formas de las tuberías y
tienen como fin igualmente regular o medir el flujo de los fluidos, usualmente agua, sobre todo en
minería, aunque igualmente pueden ser aire, gas o residuos líquidos.
Los fittings son en general adaptadores que se clasifican en diversas categorías y se utilizan en
función de su utilidad en el área minera e industria en general. Como todo sistema de transporte de
fluidos, causa el efecto de pérdidas de carga, consideradas como pérdidas localizadas, secundarias
o menores debido a que se producen en:
- Entrada o Salida de Tuberías.
- Ensanchamiento o Contracción Brusca.
- Curvas, Codos, Tes y Otros Accesorios.
- Válvulas, Abiertas o Parcialmente Cerradas.
- Ensanchamiento o Contracción Gradual.
En función a esto, a continuación se expresa un listado de los fittings más comúnmente utilizados
en minería y otros, presentado sus características principales:
3.1 Válvulas
Una válvula es un dispositivo mecánico destinado a controlar, retener, regular o dar paso a la
circulación de un fluido.
Básicamente la válvula es un ensamblaje compuesto de un cuerpo con conexión a una tubería, y de
un obturador operado por un accionamiento, que impide el paso del fluido cuando está en posición
de cierre en contacto con los sellos.
Además de los elementos y sistemas de retención propios para cada tipo de válvula, éstas pueden
llevar incorporadas una serie de accesorios como posicionadores, transductores, reguladores de
presión, etc. que proporcionan información y facilitan también la automatización de la válvula.
Existen un sinnúmero de válvulas, categorizadas principalmente por sus características y
dimensiones, es por ello que algunas de ellas son:
9
3.1.1 Válvula de Globo
Simbología Utilizada:
Las válvulas de globo son llamadas así por la forma esférica
de su cuerpo y por el elemento en forma de globo o de
disco que se aprieta contra el asiento de la válvula para
cerrarla. Si bien actualmente algunos diseños ya no son tan
esféricos, conservan el nombre por el tipo de mecanismo.
El mecanismo de uso es que el obturador de la válvula se
desplaza con un movimiento lineal. En la mayoría de los
casos, el mecanismo de avance es la de un "tornillo". El
vástago o eje del obturador va roscado al bonete o cuello
de la válvula de globo. En cuanto se le da vueltas al
vástago, ya sea mediante un volante o un actuador de giro
múltiple, el obturador avanza linealmente. Las válvulas de globo automatizadas pueden tener
vástagos sin rosca, y el desplazamiento lineal viene directamente proporcionado por el actuador.
Según la disposición geométrica de los puertos de entrada y el eje del obturador podemos clasificar
las válvulas de globo en:
- Válvula de globo de asiento recto.
- Válvula de globo de asiento inclinado.
- Válvula de globo de asiento angular
La válvula de globo es muy utilizada en la regulación de
fluidos. La geometría del obturador caracteriza la curva de
regulación, siendo lineal para obturadores parabólicos.
Son de uso frecuente gracias a su poca fricción y pueden
controlar el fluido con la estrangulación al grado deseado.
10
3.1.2 Válvula de Bola
Simbología Utilizada:
Tambien conocidas como válvulas de Esfera o Cierre rápido controlan la circulación de los líquidos
por lo que se considera un “macho” esférico agujereado. El sellado en válvulas de bola es excelente,
la bola contacta de forma circunferencial y uniforme el asiento de la válvula, el cual suele ser de
materiales blandos.
Las aplicaciones más frecuentes de la válvula de bola
son de obertura/cierre. No son recomendables usarlas
en servicios de abertura parcial o abertura por un largo
tiempo bajo condiciones de alta caída de presión a
través de la válvula, ya que los asientos blandos pueden
tener tendencia a salir de su sitio y obstruir el
movimiento de la bola.
Dependiendo del tipo de cuerpo la válvula, su
mantenimiento puede ser fácil. La pérdida de presión
en relación al tamaño del orificio de la bola es pequeña.
El uso de la válvula está limitada por la resistencia a
temperatura y presión del material del asiento, metálico o plástico.
Tipos de Válvulas de Bola:
- Válvula de bola flotante: La válvula se sostiene sobre dos asientos en forma de anillos.
- Válvula de bola guiada ("Trunnion"): La bola es soportada en su eje vertical de rotación por
unos muñones. Estos absorben los esfuerzos que realizan la presión del fluido sobre la bola,
liberando de tales esfuerzos el contacto entre la bola y el asiento por lo que el par operativo
de la válvula se mantiene bajo. Este diseño es recomendado en aplicaciones de alta presión
o grandes diámetros.
11
3.1.3 Válvula de Mariposa
Simbología Utilizada:
Las válvulas de mariposa son unas válvulas muy versátiles. Tiene una gran capacidad de adaptación
a las múltiples solicitaciones de la industria, tamaños, presiones, temperaturas, conexiones, etc. a
un coste relativamente bajo.
El desarrollo de la válvula de mariposa es más reciente que
otro tipo de válvulas. Una mayor concienciación en el ahorro
energético de las instalaciones favoreció su introducción, ya
que su pérdida de carga es pequeña. En un principio se usaba
en instalaciones a poca presión de servicio, pero mejoras
tecnológicas permitió evolucionar la válvula de mariposa a
usos de fluidos con altas presiones.
El funcionamiento básico de las válvulas de mariposa es
sencillo pues sólo requiere una rotación de 90º del disco para
abrirla por completo. La operación es como en todas las
válvulas rotativas rápida. Poco desgaste del eje y poca fricción resulta en que es una válvula con un
actuador más barato. El actuador puede ser manual, oleo-hidráulico o motorizado eléctricamente,
con posibilidad de automatización.
La geometría de la válvula de mariposa es sencilla, compacta y de revolución, por lo que es una
válvula barata de fabricar, tanto por el ahorro de material como la mecanización. El menor espacio
que ocupan facilita su montaje en la instalación. En este sentido, las válvulas de compuerta y globo
resultan muy pesadas y de geometría compleja. Por todo ello, las válvulas de mariposa son
especialmente atractivas en grandes tamaños respecto otro tipo de válvulas.
La pérdida de carga es pequeña. Cuando la válvula está totalmente abierta, la corriente circula de
forma aerodinámica alrededor del disco, y aunque la pérdida de carga es ligeramente superior a las
válvulas esféricas o de compuerta, ya que estás tienen la sección totalmente libre de obstáculos, es
claramente inferior a la válvula globo.
Las válvulas de mariposa pueden estar preparadas para admitir cualquier tipo de fluido como gas o
líquido e inclusive, hasta sólidos. A diferencia de las válvulas de compuerta, globo o bola, no hay
cavidades donde pueda acumularse sólidos impidiendo la maniobrabilidad de la válvula.
12
3.1.4 Válvula de Diafragma
Simbología utilizada:
Las válvulas de diafragma se utilizan para el corte y
estrangulación de líquidos que pueden llevar una gran
cantidad de sólidos en suspensión.
En las válvulas de diafragma se aísla el fluido de las partes
del mecanismo de operación. Esto las hace idóneas en
servicios corrosivos o viscosos, ya que evita cualquier
contaminación hacia o del exterior. La estanqueidad se
consigue mediante una membrana flexible, que puede ser
reforzada con algún metal, que se tensa por el efecto de
un eje-punzón de movimiento lineal, hasta hacer
contacto con el cuerpo, que hace de asiento.
Las aplicaciones de este tipo de válvula son principalmente
para presiones bajas que a la mayoría de las demás válvulas
las corroería u obstruiría. Son de rápida obertura.
Hay dos tipos de válvulas de diafragma:
-Weir (paso restringido): Las válvulas de diafragma tipo Weir
se pueden usar en servicios de apertura y cierre y regulación.
-Straightway (paso directo) también llamadas Straight-Thru.
Estas válvulas de diafragma de paso directo solo se usan en
servicios de apertura y cierre.
13
3.1.5 Válvula de Aguja
Simbología utilizada:
La válvula de aguja es llamada así por el vástago cónico que hace de obturador sobre un orificio
de pequeño diámetro en relación el diámetro nominal de la válvula.
El desplazamiento del vástago, si es de rosca fina, es lento y el hecho de
que hasta que no se gira un buen número de vueltas la sección de paso
del fluido es mínima, convierte esta válvula en una buena reguladora de
caudal, por su estabilidad, precisión y el diseño del obturador que facilita
un buen sellado metálico, con poco desgate que evita la cavitación a
grandes presiones diferenciales.
Es posible encontrar diseños con la disposición de los puertos de entrada
y salida de la válvula de forma angular, recta (90º) o lineal (0º).
En centrales hidráulicas se utilizan las válvulas de aguja como bypass a la
válvula de mariposa o esférica de entrada a las turbinas. Primero se
opera con la válvula de aguja, que puede trabajar mejor que la principal
a grandes diferencias de presión sin cavitación, y una vez que la válvula
principal está a presiones equilibrada se realiza su obertura evitando un
golpe de ariete de la instalación
3.1.6 Válvula de Pellizco
También conocidas como Válvulas Tipo Pinch o Válvulas de mango flexible, la estanqueidad se
consigue mediante la estrangulación de un tubo flexible llamado 'sleeve', el cual es el único
componente en contacto con el medio.
Estas válvulas son idóneas en servicios de líquidos viscosos y
partículas sólidas en suspensión, evita el contacto con los
mecanismos de la válvula y cualquier tipo contaminación hacia o
desde el exterior.
Generalmente la válvula Pinch está limitada a trabajar a bajas
presiones.
Las válvulas Pinch pueden ser actuadas de forma mecánica o por
presión. En la válvulas actuadas mecánicamente, especialmente cuando maneja fluidos abrasivos,
14
es aconsejable un fuerte apriete en el cierre para prevenir la erosión del tubo flexible provocado
por el líquido que va fugando.
En las válvulas actuadas por presión, ésta es uniformemente distribuida sobre la parte externa del
tubo flexible. Como ventaja sobre las válvulas mecánicamente actuadas, la sección de paso en
cualquier posición operativa es siempre circular por lo que pueden pasar partículas de mayor
volumen. Por el contrario difícilmente pueden cerrar al 100%, y son difíciles de contralar
manualmente ya que en la operatividad de la válvula, la presión del mismo fluido en la conducción
también afecta. Esto puede ser resuelto mediante un regulador de presión.
3.1.7 Válvula de Cuchilla
Las válvulas de cuchilla son consideradas como tipo
compuerta ya que tienen una lámina en su interior que sube y
baja con un vástago y que permite realizar un “corte” al fluido
de manera sencilla. Las válvulas de cuchilla son diseñadas para
operarla en condiciones donde el fluido contiene un alto
grado de sólidos y que con cualquier otra válvula no podrá
cerrarse.
Las aplicaciones más comunes de estas válvulas con cuchilla
son en las papeleras y la minería donde los lodos son
sumamente abrasivos. También puede ser usada en
cementeras y, en general, donde el fluido es muy espeso, viscoso, arenoso y con alto grado de
sólidos. Es importante aclarar que las válvulas de cuchilla papeleras tienen diferentes características
de aguante que las mineras ya que el fluido de minera es mucho más abrasivo y el desgaste es
mayor.
Las válvulas de cuchilla son fabricadas de hierro, acero al carbón, acero inoxidable y por sus
características son válvulas con poco peso y no utilizan casi espacio en las líneas, pueden ser
automatizadas con actuadores neumático e hidráulicos y existen pocas marcas realmente con alto
desempeño dentro de la minería
15
3.2 Codos
Un codo es un accesorio de tubería instalado entre dos longitudes de tubería o conducto para
generar un cambio de dirección del flujo de las líneas o corrientes de fluidos como líquidos y gases,
usualmente con un ángulo de 45° o 90°.
Los codos están categorizados por su ángulo de desviación que está en relación directa con sus
características específicas, es por ello que usualmente se clasifican en:
Codo de 45°
Un codo de 45 grados, también conocido como “curva 45” o “codo 45”, es comúnmente utilizado
en instalaciones de abastecimiento de agua, redes de tubería industrial, tubería de instalación de
aire acondicionado, etc.
Codo de 90°
Un codo de 90 grados, también conocido como “curva 90” o “codo 90”, es un accesorio que está
diseñado de tal forma para producir un cambio en la dirección del flujo en 90 grados en los sistemas
de tuberías. Un codo de 90 grados conecta fácilmente al plástico, cobre, hierro fundido, acero y
plomo. La principal aplicación de un codo de 90 grados es conectar mangueras a válvulas, bombas
de presión de agua y desagües de la cubierta. Estos codos pueden ser hechos de material de nylon
resistente o rosca NPT.
Codo de 180°
Un codo de 180 grados, también reconocido como codo de retorno o codo en U, es un accesorio
que lleva el fluido a través de una curva totalmente cerrada en forma de U. Usualmente se colocan
en los extremos de las tuberías y es comúnmente usados en calentadores cambiadores de calor. Su
forma puede ser diseñada desde tubos rectos.
Codos de Radio Largo (LR)
Los codos de radio largo son de radios 1,5 veces el diámetro de la tubería y se utilizan normalmente
en los sistemas de gravedad de baja presión y otras aplicaciones donde la baja turbulencia y
deposición mínima de ocluidos solidos son motivo de preocupación
Codos de Radio Corto
Los codos de radio corto son de radios iguales al diámetro de la tubería y se utilizan normalmente
en sistemas similares a los de radio largo.
16
3.3 Tes
Un accesorio en forma de T es uno de los más instalados
en sistema de tuberías. Se utiliza ya sea para combinar
o dividir un flujo de fluido. Se trata de un tipo de
accesorio de tuberías que tiene forma de T que tiene
dos salidas a 90° de la conexión a la línea principal. Se
trata de un pequeño trozo de tubo con una salida
lateral. Un accesorio en forma T se utiliza para la
conexión de tuberías de diferentes diámetros o para
cambiar la dirección de tramos de tubería. Están hechos
de diversos materiales y disponibles en varios tamaños
y acabados. Ellos son ampliamente utilizados en redes de tuberías para el transporte de mezclas de
fluidos de dos fases.
17
3.4 Reductor
Un reductor tiene como función el reducir el diámetro de
la línea a un tamaño más pequeño de tubería. Un motivo
es el de aumentar la presión de flujo dentro de un sistema
de tubería. Otro es el de disminuir el volumen de un fluido.
Los reductores son generalmente concéntricos pero
reductores excéntricos se utilizan cuando se requiere para
mantener el mismo nivel de arriba o de abajo de la tubería.
3.5 Cruz
Un Accesorio de Cruz, también conocido como accesorio de 4 vías, es
una conexión de diferentes tuberías completamente en T, es decir,
cada entrada o salida está a 90 grados una de la otra. Una cruz tiene
una entrada y tres salidas, o viceversa.
18
4. Sistemas de unión de tuberías Dentro de la pequeña, mediana y gran minería, los procesos de unión de tuberías de polietileno de
alta densidad (HDPE), no tienen un procedimiento estipulado, en lo que se refiere a normas, códigos
o estándares, sino que se realiza de manera empírica. Siempre es bueno tener conocimiento de las
normas y nuevos métodos que van saliendo en la unión de tuberías y accesorios para tener los
mejores resultados lo que me puede conllevar a un ahorro en mis gastos y tener mejor beneficio en
el proceso.
Existen diferentes métodos en la unión de tuberías estos se identifican por la soldadura que se
realiza. Pero actualmente en la minería se usan 2 sistemas de unión de tuberías (HDPE), estos
sistemas son:
- Termofusión (Soldadura de Tope) - Polifusión (Soldadura de Encaje)
4.1 Termofusión Es un método de soldadura simple y rápida, para unir tubos de polietileno y sus accesorios. Las
superficie de las partes que se van a unir se calientan a la temperatura de fusión y se unen por
aplicación de presión, con acción mecánica o hidráulica, de acuerdo al tamaño de la tubería y sin
usar elementos adicionales de unión. Esta técnica produce una unión permanente y eficaz, además
es la más económica de los sistemas de uniones térmicas. Ahora sabiendo esto la soldadura a tope
no es una unión de tuberías si no es una fusión molecular convirtiéndose las partes fusionadas en
una solo pieza a pruebas de fuga.
La Soldadura a Tope es apropiada para la unión de dos tuberías del mismo SDR (relación ø / espesor)
con diámetros desde 32 mm hasta diámetros de 630 mm.
Los equipos utilizados son:
Para realizar la soldadura a tope se debe disponer de un equipo el cual consiste en lo siguiente
1. Mesa alineadora. 2. Mordazas o discos de fijación para diferentes diámetros. 3. Un disco de calefacción regulable. 4. Un Rectificador (biselador) de caras. 5. Sistema mecánico o Hidráulico para el movimiento de la mesa alineadora. 6. Generador eléctrico o Fuente eléctrica.
19
El equipo empleado para la fusión térmica dependerá exclusivamente de los diámetros de las tuberías que voy a necesitar en la mina, para ello existen en el mercado una gran variedad de marcas y diseños específicos.
Procedimiento: Para obtener una buena soldadura se realizan los siguientes pasos:
1. Se instalan los tubos en nuestra mesa alimentadora donde son presionadas por las abrazas para que no exista ningún movimiento de los tubos (Fig.2).
2. Después de tener los tubos ancladas en nuestra mesa, se introduce un rectificador (biselador) de caras el cual pulirá y cortara la superficie de nuestro tubos para que existan los mínimos errores, al rectificador se le aplica presión para que pueda realizar esto.
3. Luego de que se termina el proceso de rectificado se retira y es reemplazado por un disco de calefacción regulable, el cual su temperatura es regulable según el tipo de tubería que tenga, el tiempo que se deja el disco también depende del tubo.
4. Ahora ya que nuestras superficies se encuentras calientes son unidas con una gran presión provocando la fusión de nuestros tubos.
1
2
3
4
6
20
Fig. 2 Trabajando con el Equipo NOTA: La fuerza inicial del calentamiento, la fuerza inicial de soldadura, el tiempo de calentamiento y los tiempos de enfriamiento, son recomendaciones sugeridas por el fabricante del equipo a utilizar, y a su vez depende del ambiente donde se realiza la soldadura. Algunas de estas recomendaciones se ejemplifican en los anexos.
Fig. Utilización en la mina.
Las ventajas de este método son las siguientes:
1. Ausencia de corrosión debido a que es la fusión del mismo tuvo sin agregar nuevos productos en la unión.
2. Ausencia de incrustación y menor perdida de carga 3. Resistencia al desgaste permite obtener altas velocidades de agua sin problema de erosión. 4. Este método se usa para diámetros de tuberías de gran diámetro.
21
4.2 Polifusión
Este método involucra el calentamiento simultáneo de la superficie externa de la tubería (periferia del tubo) y la superficie interna del accesorio o fitting, hasta que se alcance la temperatura de fusión del material. Cuando se obtiene la fusión del material, se procede a introducir el tubo en el accesorio para realizar la unión como sabes esto es una fusión de partículas que una unión en sí. Las conexiones son fabricadas de manera tal que el tubo sea introducido dentro de ellas en caliente, pero esto no sucede en frío, ya que el tubo no penetra en las conexiones por ser éstas de forma cónica en su interior, garantizando así el buen contacto una vez que los materiales se encuentran en su punto de fusión. Las conexiones o fitting, están fabricadas con un espesor de pared mayor en 25% que el espesor del tubo que tienen en su interior, por lo tanto, como conexión y tubo forman una sola pieza al fusionarse, este punto se convierte en el punto más fuerte de la instalación, primero fallará algún otro punto de la tubería que este punto de unión del tubo y el fitting. Este método es utilizado en diámetros con rango hasta 110mm estos diámetro en la minería no son para trabajos pesado o de procesamiento de material donde se realizan con tubos de mayor diámetro, este método es más bien usado en la gasfitería del lugar como por ejemplo en el campamento, casino, etc. para el uso de agua o de algún otro liquido pero que no tenga gran flujo. Equipo: Se selecciona una herramienta apropiada para el tamaño de la tubería y el accesorio o fitting. Las herramientas requeridas son nombradas a continuación:
1. Elemento de calefacción manual con temperatura regulable (Como una plancha). 2. Accesorio para calentar las superficies a soldar, según sea el diámetro. 3. Cortador de tubo. 4. Raspador de superficies (liga). 5. Prensa. 6. Cortador.
22
Procedimiento: Para obtener una buena soldadura se realizan los siguientes pasos:
1. Primero se Cortar los extremos del tubo para obtener superficies limpias (Fig. 1) y también se les pasa un raspador para que tenga mejor unión.
2. Luego se escoge el dado según sea el diámetro del tubo para calentar. 3. Luego se introduce el tubo y la conexión (Fig. 2) en el dado respectivo para el calentamiento
de estos, el tiempo que deberá estar dependerá de las características de nuestro material. 4. Después que se hayan cumplidos el tiempo de calentamiento, retirar inmediatamente el
tubo y la conexión y unirlos introduciendo la punto del punto en la conexión (Fig. 3).
Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3
1
2
5
23
5. Costos de fitting
Los costos asociados a fitting corresponden a su precio en mercado dependiendo del material
empleado y el fabricante. Hoy es preferido en minería específicamente la variedad del HDPE debido
a su mayor resistencia a condiciones adversas; también es usado el Hierro y cobre.
Existen una inmensidad de fitting para diferentes situaciones de unión y/o problemáticas técnicas y
reconocer cada uno de ellos sería prácticamente imposible, sin embargo, se utilizan en los diferentes
trabajos fitting comunes o de alta utilización. A continuación se detallan los precios promedios en
USD de los fitting más usados en minería, tomando como referencia los 3 más importantes
fabricantes de los mismos; Themco, Tigre, Viniit.
5.1 Fitting tipo HDPE
5.1.1 Válvulas de Retención Uni Check HDPE
DIAMETRO (pulg.) DIAMETRO (mm) VALVULAS
US$ CANASTILLOS
US$
3 90 64,98 31,63
4 110 82,69 33,01
5 125 / 140 11,68 41,40
6 160 / 180 132,37 60,95
8 200 / 225 169,63 79,35
10 250 / 280 231,73 123,63
12 315 262,78 152,95
14 355 680,10 361,50
16 400 108,00 560,50
18 450 148,00 760,50
20 500 1.880,00 960,50
22 560 2.280,00 1.160,50
24 630 2.680,00 136,05
28 710 3.480,00 1.760,50
32 800 4.280,00 2.160,05
36 900 4.800,00 2.360,50
40 1.000 5.480,00 2.760,50
24
5.1.2 Flanges HDPE
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.) SUELTOS
US$ CIEGOS
US$
20 1/2 6,00 12,00
25 3/4 6,00 12,00
32 1 6,00 12,00
40 1 1/4 6,00 12,00
50 1 1/2 6,00 12,00
63 2 6,00 12,00
75 2 1/2 6,16 12,00
90 3 7,62 12,00
110 4 7,95 13,00
125 5 9,12 20,00
140 5 1/2 9,95 20,00
160 6 11,76 23,00
180 7 12,92 27,00
200 8 19,08 41,00
225 9 21,53 41,00
250 10 26,25 57,00
280 11 31,46 57,00
315 12 35,77 96,00
355 14 48,86 154,00
400 16 55,48 242,00
450 18 80,48 322,00
500 20 146,72 322,00
560 22 162,79 484,00
630 24 189,12 484,00
710 28 195,74 484,00
800 32 208,67
900 36 298,50
1.000 40 367,65
25
5.1.3 Tapones HDPE conformadas
DIAMETRO (mm)
DIAMETRO (pulg.)
PRECIO US$
20 ½ 14,00
25 ¾ 14,00
32 1 15,00
40 1 ¼ 15,00
50 1 ½ 15,00
63 2 16,00
75 2 ½ 16,00
90 3 16,00
110 4 19,00
125 5 21,00
140 5 ½ 23,00
160 6 27,00
180 7 32,00
200 8 43,00
225 9 45,00
250 10 57,00
280 11 71,00
315 12 96,00
355 14 180,00
400 16 208,00
450 18 272,00
500 20 377,00
560 22 465,00
630 24 553,00
26
5.1.4 Codo 90º HDPE conformados
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 41 SDR 33 SDR 26
SDR 21 PN 2,5 PE 80 PN 3,2 PE 80 PN 4 PE 80
SDR 41 US$
SDR 26
PN 4 PE 100 US$
PN 6 PE 100 US$
PN 8 PE 100 US$
20 1/2
25 3/4
32 1 8,23
40 1 1/4 8,73 8,77
50 1 1/2 7,73 9,23 9,27
63 2 7,25 8,15 9,73 10,22
75 2 1/2 7,96 8,95 10,68 11,45
90 3 17,78 20,00 23,87 25,06
110 4 19,91 22,39 27,10 29,39
125 5 21,51 24,17 30,11 33,13
140 5 1/2 31,59 35,49 42,29 46,57
160 6 39,43 44,31 52,92 59,15
180 7 45,36 50,96 57,27 65,38
200 8 54,52 61,26 71,32 83,39
225 9 62,92 70,70 78,40 91,45
250 10 71,29 80,13 101,01 120,08
280 11 86,38 97,10 123,80 150,18
315 12 110,73 124,42 168,60 206,73
355 14 178,56 200,67 255,89 311,57
400 16 241,94 271,91 317,88 395,75
450 18 288,70 324,47 444,77 545,02
500 20 461,53 518,69 572,16 710,95
560 22 874,09 982,35 1.083,62 1.346,47
630 24 1.201,43 1.350,23 1.489,42 1.850,71
27
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 17,6
SDR 13,6
SDR 11
SDR 9 PN 6 PE 80 PN 10 PE 80
SDR 17 SDR 11
PN 10 PE 100
US$
PN 12,5 PE 100
US$
PN 16 PE 100
US$
PN 20 PE 100
US$
20
½
7,49
8,15
8,53
25 ¾ 8,01 8,33 8,72 9,13
32 1 8,54 8,88 9,29 9,73
40 1 ¼ 9,05 9,41 9,85 10,31
50 1 ½ 9,57 9,95 10,41 10,90
63 2 10,78 11,43 12,16 13,01
75 2 ½ 12,27 13,25 14,33 15,63
90 3 26,39 27,89 29,53 31,50
110 4 31,63 34,20 37,19 40,74
125 5 36,12 39,74 44,13 48,87
140 5 ½ 50,67 55,65 61,46 68,25
160 6 65,66 73,23 82,91 93,13
180 7 72,94 82,04 92,83 106,25
200 8 94,92 108,92 127,06 146,18
225 9 104,05 120,70 138,48 159,11
250 10 139,63 165,19 192,42 223,54
280 11 178,33 209,95 246,14 288,68
315 12 249,08 295,08 348,15 409,57
355 14 365,65 427,57 500,05 584,65
400 16 466,56 551,38 630,25 764,56
450 18 643,42 760,02 895,81 1.051,80
500 20 847,03 1.007,61 1.194,30 1.408,85
560 22 1.604,20 1.908,32 2.261,89 2.668,23
630 24 2.204,96 2.622,97 3.108,94 3.667,45
28
5.1.5 Codo 60º conformado
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 41 SDR 33 SDR 26
SDR 21 PN 2,5 PE 80
PN 3,2 PE 80
PN 4 PE 80
SDR 41 SDR 26
PN 4 PE 100 US$
PN 6 PE 100 US$
PN 8 PE 100 US$
20 1/2
25 3/4
32 1 7,81
40 1 1/4 8,19 8,23
50 1 1/2 7,18 8,57 8,61
63 2 6,67 7,50 8,95 9,39
75 2 1/2 7,18 8,08 9,65 10,32
90 3 13,79 15,51 18,51 19,49
110 4 14,80 16,65 20,15 21,71
125 5 15,51 17,43 21,71 23,64
140 5 1/2 21,95 24,66 29,39 32,01
160 6 28,66 32,20 38,46 42,63
180 7 34,15 38,37 43,12 48,29
200 8 39,79 44,71 52,05 60,18
225 9 51,77 58,17 64,50 75,52
250 10 60,86 68,41 86,23 103,11
280 11 72,96 82,01 104,57 127,37
315 12 94,32 105,99 143,63 176,87
355 14 143,07 160,78 205,03 250,67
400 16 198,11 222,65 260,29 325,58
450 18 235,88 265,10 363,39 447,46
500 20 380,21 427,29 471,34 588,18
560 22 712,42 800,64 883,18 1.102,11
630 24 968,56 1.088,50 1.200,71 1.498,36
29
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 17,6
SDR 13,6
SDR 11
SDR 9 PN 6 PE 80 PN 10 PE 80
SDR 17 SDR 11
PN 10 PE 100
US$
PN 12,5 PE 100
US$
PN 16 PE 100 US$
PN 20 PE 100
US$
20
1/2
7,32
7,99
8,38
25 3/4 7,71 8,03 8,42 8,84
32 1 8,11 8,45 8,86 9,30
40 1 1/4 8,51 8,86 9,29 9,75
50 1 1/2 8,90 9,27 9,72 10,20
63 2 9,91 10,50 11,17 11,95
75 2 1/2 11,02 11,87 12,81 13,92
90 3 20,56 21,79 22,12 24,71
110 4 23,23 24,97 27,02 29,43
125 5 25,53 27,84 30,62 33,63
140 5 1/2 34,51 37,57 41,13 45,27
160 6 46,51 51,20 56,76 63,67
180 7 53,71 60,00 68,05 76,54
200 8 67,93 77,36 89,57 102,43
225 9 86,16 100,23 115,24 132,67
250 10 120,41 143,02 167,11 194,64
280 11 151,70 179,02 210,29 247,04
315 12 213,79 253,89 300,18 353,72
355 14 294,99 345,77 405,17 474,54
400 16 384,95 456,06 538,95 634,80
450 18 529,98 627,77 741,65 872,47
500 20 702,64 837,74 994,78 1.175,26
560 22 1.316,58 1.569,72 1.863,98 2.202,15
630 24 1.789,94 2.134,09 2.534,14 2.993,90
30
5.1.6 Codo 45º HDPE conformado
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 41 SDR 33 SDR 26
SDR 21 PN 2,5 PE 80 PN 3,2 PE 80 PN 4 PE 80
SDR 41 US$
SDR 26
PN 4 PE 100 US$
PN 6 PE 100 US$
PN 8 PE 100 US$
20 1/2
25 3/4
32 1 6,34
40 1 1/4 6,70 6,74
50 1 1/2 6,00 7,06 7,10
63 2 6,00 6,22 7,42 7,85
75 2 1/2 6,03 6,78 8,09 8,74
90 3 13,20 14,84 17,71 18,63
110 4 14,16 15,92 19,27 20,76
125 5 14,83 16,67 20,76 22,62
140 5 1/2 21,49 24,15 28,78 31,26
160 6 25,51 28,66 34,23 37,78
180 7 30,40 34,16 38,39 42,82
200 8 35,12 39,46 45,94 52,88
225 9 45,39 51,00 56,55 65,84
250 10 53,77 60,44 76,19 90,78
280 11 64,22 72,19 92,05 111,77
315 12 81,38 91,44 123,91 151,95
355 14 139,32 156,57 199,66 244,29
400 16 175,54 197,29 230,64 286,94
450 18 208,08 233,86 320,56 392,40
500 20 328,97 369,71 407,82 506,06
560 22 611,81 687,58 758,46 941,16
630 24 825,08 927,27 1.022,85 1.269,24
31
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 17,6
SDR 13,6
SDR 11
SDR 9 PN 6 PE 80 PN 10 PE 80
SDR 17 SDR 11
PN 10 PE 100
US$
PN 12,5 PE 100
US$
PN 16 PE 100
US$
PN 20 PE 100
US$
20 1/2 6,27 6,94 7,34
25 3/4 6,27 6,57 6,94 7,34
32 1 6,63 6,94 7,33 7,75
40 1 1/4 7,01 7,34 7,75 8,20
50 1 1/2 7,38 7,73 8,16 8,63
63 2 8,34 8,91 9,56 10,30
75 2 1/2 9,40 10,22 11,12 12,19
90 3 19,66 20,83 22,12 23,65
110 4 22,22 23,89 25,85 28,16
125 5 24,43 26,63 29,31 32,19
140 5 1/2 33,63 36,51 39,87 43,79
160 6 41,08 45,05 49,77 55,63
180 7 47,47 52,88 59,79 67,09
200 8 59,52 67,57 78,01 89,01
225 9 74,81 86,65 99,31 113,99
250 10 105,74 125,31 146,15 169,98
280 11 132,82 156,46 183,51 215,31
315 12 183,09 216,92 255,96 301,12
355 14 287,64 337,29 395,38 463,20
400 16 338,12 399,45 470,91 553,57
450 18 462,90 546,44 643,74 755,52
500 20 602,37 716,04 848,18 1.000,02
560 22 1.120,28 1.331,68 1.577,43 1.859,82
630 24 1.510,80 1.795,90 2.127,31 2.508,14
32
5.1.7 Tes 90º HDPE conformado
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 41 SDR 33 SDR 26
SDR 21 PN 2,5 PE 80 PN 3,2 PE 80 PN 4 PE 80
SDR 41 US$
SDR 26
PN 4 PE 100 PN 6 PE 100 PN 8 PE 100
20 1/2
25 3/4
32 1 7,26
40 1 1/4 7,81 7,87
50 1 1/2 7,00 8,36 8,42
63 2 6,64 7,47 8,91 9,58
75 2 1/2 7,42 8,34 9,96 10,96
90 3 15,63 17,58 20,98 22,42
110 4 17,32 19,48 23,58 25,95
125 5 18,84 21,17 26,37 29,44
140 5 1/2 26,89 30,21 36,00 40,02
160 6 32,21 36,19 43,22 48,83
180 7 38,92 43,73 49,15 56,01
200 8 42,60 47,87 55,73 64,92
225 9 55,45 62,31 69,10 81,39
250 10 68,56 77,06 97,13 117,05
280 11 82,35 92,56 118,01 144,68
315 12 107,62 120,93 163,87 202,89
355 14 166,70 187,34 238,89 294,07
400 16 223,51 251,20 293,67 368,68
450 18 274,76 308,80 399,73 492,94
500 20 337,77 379,61 523,93 654,70
560 22 620,03 696,83 961,75 1.201,80
630 24 825,31 927,54 1.280,17 1.599,69
33
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 17,6
SDR 13,6
SDR 11
SDR 9 PN 6 PE 80 PN 10 PE 80
SDR 17 SDR 11
PN 10 PE 100
US$
PN 12,5 PE 100
US$
PN 16 PE 100
US$
PN 20 PE 100
US$
20 1/2 6,52 7,42 7,96
25 3/4 7,11 7,57 8,09 8,68
32 1 7,68 8,17 8,73 9,36
40 1 1/4 8,27 8,80 9,41 10,09
50 1 1/2 8,85 9,42 10,07 10,80
63 2 10,35 11,24 12,23 13,39
75 2 1/2 12,01 13,27 14,65 16,32
90 3 24,02 25,85 27,84 30,21
110 4 28,27 30,91 34,02 37,68
125 5 32,43 36,08 40,49 45,25
140 5 1/2 43,86 48,54 54,00 60,35
160 6 54,07 60,36 67,85 77,13
180 7 63,19 71,54 82,22 93,49
200 8 73,71 84,37 98,20 112,76
225 9 93,26 108,95 125,68 145,11
250 10 137,46 164,14 192,57 225,05
280 11 173,15 205,12 241,71 284,71
315 12 246,22 293,30 347,61 410,46
355 14 347,67 409,05 480,89 564,75
400 16 436,88 518,57 613,79 723,91
450 18 584,42 692,83 819,08 964,11
500 20 782,91 934,22 1.110,13 1.312,27
560 22 1.437,15 1.714,90 2.037,81 2.408,87
630 24 1.912,96 2.282,67 2.712,49 3.206,40
34
5.1.8 Yes 90º HDPE conformado
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 41 SDR 33 SDR 26
SDR 21 PN 2,5 PE 80
PN 3,2 PE 80 US$
PN 4 PE 80
SDR 41 SDR 26
PN 4 PE 100 US$
PN 6 PE 100 US$
PN 8 PE 100 US$
20 1/2
25 3/4
32 1 8,71
40 1 1/4 9,37 9,44
50 1 1/2 8,40 10,03 10,10
63 2 7,97 8,96 10,69 11,50
75 2 1/2 8,90 10,01 11,95 13,15
90 3 18,76 21,10 25,18 26,90
110 4 20,78 23,38 28,30 31,14
125 5 22,61 25,40 31,64 35,33
140 5 1/2 32,27 36,25 43,20 48,02
160 6 38,65 43,43 51,86 58,60
180 7 46,70 52,48 58,98 67,21
200 8 51,12 57,44 66,88 77,90
225 9 66,54 74,77 82,92 97,67
250 10 82,27 92,47 116,56 140,46
280 11 98,82 111,07 141,61 173,62
315 12 129,14 145,12 196,64 243,47
355 14 200,04 224,81 286,67 352,88
400 16 268,21 301,44 352,40 442,42
450 18 329,71 370,56 479,68 591,53
500 20 405,32 455,53 628,72 785,64
560 22 744,04 836,20 1.154,10 1.442,16
630 24 990,37 1.113,05 1.536,20 1.919,63
35
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 17,6
SDR 13,6
SDR 11
SDR 9 PN 6 PE 80 PN 10 PE 80
SDR 17 SDR 11
PN 10 PE 100
US$
PN 12,5 PE 100
US$
PN 16 PE 100
US$
PN 20 PE 100
US$
20 1/2 7,82 8,90 9,55
25 3/4 8,53 9,08 9,71 10,42
32 1 9,22 9,80 10,48 11,23
40 1 1/4 9,92 10,56 11,29 12,11
50 1 1/2 10,62 11,30 12,08 12,96
63 2 12,42 13,49 14,68 16,07
75 2 1/2 14,41 15,92 17,58 19,58
90 3 28,82 31,02 33,41 36,25
110 4 33,92 37,09 40,82 45,22
125 5 38,92 43,30 48,59 54,30
140 5 1/2 52,63 58,25 64,80 72,42
160 6 64,88 72,43 81,42 92,56
180 7 75,83 85,85 98,66 112,19
200 8 88,45 101,24 117,84 135,31
225 9 111,91 130,74 150,82 174,13
250 10 164,95 196,97 231,08 270,06
280 11 207,78 246,14 290,05 341,65
315 12 295,46 351,96 417,13 492,55
355 14 417,20 490,86 577,07 677,70
400 16 524,26 622,28 736,55 868,69
450 18 701,30 831,40 982,90 1.156,93
500 20 939,49 1.121,06 1.332,16 1.574,72
560 22 1.724,58 2.057,88 2.445,37 2.890,64
630 24 2.295,55 2.739,20 3.254,99 3.847,68
36
5.1.9 Cruces HDPE conformadas
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 41 SDR 33 SDR 26
SDR 21 PN 2,5 PE 80
PN 3,2 PE 80
PN 4 PE 80
SDR 41 SDR 26
PN 4 PE 100 US$
PN 6 PE 100 US$
PN 8 PE 100 US$
20 1/2
25 3/4
32 1 10,89
40 1 1/4 11,72 11,81
50 1 1/2 10,50 12,54 12,63
63 2 9,96 11,21 13,37 14,37
75 2 1/2 11,13 12,51 14,94 16,44
90 3 23,45 26,37 31,47 33,63
110 4 25,98 29,22 35,37 38,93
125 5 28,26 31,76 39,56 44,16
140 5 1/2 40,34 45,32 54,00 60,03
160 6 48,32 54,29 64,83 73,25
180 7 58,38 65,60 73,73 84,02
200 8 63,90 71,81 83,60 97,38
225 9 83,18 93,47 103,65 122,09
250 10 102,84 115,59 145,70 175,58
280 11 123,53 138,84 177,02 217,02
315 12 161,43 181,40 245,81 304,34
355 14 250,05 281,01 358,34 441,11
400 16 335,27 376,80 440,51 553,02
450 18 412,14 463,20 599,60 739,41
500 20 506,66 569,42 785,90 982,05
560 22 930,05 1.045,25 1.442,63 1.802,70
630 24 1.237,97 1.391,31 1.920,26 2.399,54
37
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 17,6
SDR 13,6
SDR 11
SDR 9 PN 6 PE 80 PN 10 PE 80
SDR 17 SDR 11
PN 10 PE 100
US$
PN 12,5 PE 100
US$
PN 16 PE 100
US$
PN 20 PE 100
US$
20 1/2 9,78 11,13 11,94
25 3/4 10,67 11,36 12,14 13,02
32 1 11,52 12,26 13,10 14,04
40 1 1/4 12,41 13,20 14,12 15,14
50 1 1/2 13,28 14,13 15,11 16,20
63 2 15,53 16,86 18,35 20,09
75 2 1/2 18,02 19,91 21,98 24,48
90 3 36,03 38,78 41,76 45,32
110 4 42,41 46,37 51,03 56,52
125 5 48,65 54,12 60,74 67,88
140 5 1/2 65,79 72,81 81,00 90,53
160 6 81,11 90,54 101,78 115,70
180 7 94,79 107,31 123,33 140,24
200 8 110,57 126,56 147,30 169,14
225 9 139,89 163,43 188,52 217,67
250 10 206,19 246,21 288,86 337,58
280 11 259,73 307,68 362,57 427,07
315 12 369,33 439,95 521,42 615,69
355 14 521,51 613,58 721,34 847,13
400 16 655,32 777,86 920,69 1.085,87
450 18 876,63 1.039,25 1.228,62 1.446,17
500 20 1.174,37 1.401,33 1.665,20 1.968,41
560 22 2.155,73 2.572,35 3.056,72 3.613,31
630 24 2.869,44 3.424,01 4.068,74 4.809,60
38
5.1.10 Servicio termofusión HDEP
En caso de que la empresa no cuente con los equipos necesario para la instalación de fitting HDEP,
se requerirá los servicios de empresas contratistas, lo cual es comúnmente realizado, a continuación
se detallan los costos promedios por puntos de soldadura con respecto a 10 empresas del rubro en
el norte del país. Precios en $.
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 41 SDR 33 SDR 26
SDR 21 PN 2,5 PE 80
PN 3,2 PE 80 $CLP
PN 4 PE 80
SDR 41 SDR 26
PN 4 PE 100 $CLP
PN 6 PE 100 $CLP
PN 8 PE 100 $CLP
20 1/2
25 3/4
32 1 3.000
40 1 1/4 3.000 3.000
50 1 1/2 3.000 3.000 3.000
63 2 3.000 3.000 3.000 3.000
75 2 1/2 3.000 3.000 3.000 3.000
90 3 3.000 3.000 3.000 3.300
110 4 3.000 3.000 3.000 3.450
125 5 3.000 3.290 3.575 4.065
140 5 1/2 3.000 3.450 3.900 4.550
160 6 3.115 3.730 4.225 4.875
180 7 3.230 3.890 4.550 5.525
200 8 4.600 5.675 6.750 8.325
225 9 5.010 6.105 7.200 8.775
250 10 5.200 6.425 7.650 9.450
280 11 7.500 9.375 11.250 14.065
315 12 8.385 10.695 13.000 16.575
355 14 8.820 11.760 14.700 19.600
400 16 10.610 13.705 16.800 21.700
450 18 18.660 23.840 29.025 37.090
500 20 21.500 26.875 32.250 40.315
560 22 42.240 53.420 64.600 81.700
630 24 48.165 61.135 74.100 94.050
39
DIAMETRO (mm) DIAMETRO (pulg.)
SDR 17,6
SDR 13,6
SDR 11
SDR 9 PN 6 PE 80 PN 10 PE 80
SDR 17 SDR 11
PN 10 PE 100
US$
PN 12,5 PE 100
US$
PN 16 PE 100
US$
PN 20 PE 100
US$
20 1/2 3.000 3.000 3.000
25 3/4 3.000 3.000 3.000 3.000
32 1 3.000 3.000 3.000 3.000
40 1 1/4 3.000 3.000 3.000 3.000
50 1 1/2 3.000 3.000 3.000 3.000
63 2 3.000 3.300 3.600 4.320
75 2 1/2 3.000 3.450 3.900 5.070
90 3 3.600 4.050 4.500 5.625
110 4 3.900 4.650 5.400 7.475
125 5 4.550 5.525 6.500 9.285
140 5 1/2 5.200 6.175 7.150 9.830
160 6 5.525 6.665 7.800 11.010
180 7 6.500 7.640 8.775 11.845
200 8 9.900 11.475 13.050 17.200
225 9 10.350 12.600 14.850 21.305
250 10 11.250 13.725 16.200 23.330
280 11 16.875 20.625 24.375 35.210
315 12 20.150 24.700 29.250 42.460
355 14 24.500 29.400 34.300 48.020
400 16 26.600 32.900 39.200 57.770
450 18 45.150 56.975 68.800 104.840
500 20 48.375 62.350 76.325 120.425
560 22 98.800 125.400 152.000 233.845
630 24 114.000 142.500 171.000 256.500
40
6. Pérdidas de Cargan en Tuberías y Fitting
6.1 Pérdidas Primarias o Friccionales
A medida que un flujo incompresible viaja a través de un conducto recto se produce una pérdida de
energía, que se manifiesta en una caída de la presión, producto de la fricción generada entre la capa
límite del flujo y las paredes de la tubería. La ecuación de Darcy-Weisbach permite calcular las
perdidas primarias ℎ𝑓 según muestra la siguiente ecuación:
ℎ𝑓 = 𝑓𝐿
𝐷
𝑣2
2𝑔
Donde 𝐿 es la longitud del tubo, 𝐷 es el diámetro interior del conducto, 𝑣 es la velocidad promedio
en la tubería y 𝑓 es un coeficiente adimensional denominado factor de fricción. La ecuación anterior
es aplicable tanto para flujos laminares como para flujos turbulentos y la diferencia entre ambos
flujos está en la evaluación del factor de fricción.
El comportamiento de un fluido, en particular a lo que se refiera a las pérdidas de energía, depende
de que el flujo sea laminar o turbulento. Por esta razón se necesita un medio para predecir el tipo
de flujo sin tener que observarlo en realidad. Osborne Reynolds fue el primero en demostrar que es
posible pronosticar si un flujo es laminar o turbulento si se conoce un número adimensional, hoy
conocido como Número de Reynolds (𝑅𝑒), el cual se define como:
𝑅𝑒 =𝑣𝐷𝜌
𝜇
En donde 𝑣 es la velocidad promedio del flujo, 𝐷 es el diametro de la tubería, 𝜌 es la densidad y 𝜇
es la viscosidad del fluido.
Fig. 1 Perfil de velocidad dentro de una tubería producto de la fricción desarrollada entre el fluido y las paredes del conducto.
41
Para aplicaciones prácticas se considera que si el Número de Reynolds es menor a 2000 el flujo será
laminar y este es mayor que 4000 el flujo será turbulento. En el rango que varía entre 2000 y 4000
es imposible predecir el comportamiento del flujo y por tanto se denomina región crítica.
Para calcular el factor de fricción 𝑓 y así cuantificar las pérdidas de energía en la tubería recurriremos
a las formulas mostradas la siguiente tabla. En ella podemos observar que el factor de fricción para
tuberías rugosas en un régimen turbulento no solo depende del número de Reynolds sino también
depende del diámetro y la rugosidad absoluta del tubo (generalmente medida en mm).
Tubería Régimen Fórmula Autor
Lisas y rugosas Laminar 𝑓 =64
𝑅𝑒 Poiseullé
Lisas Turbulento
Re < 100.000 𝑓 =
0.316
𝑅𝑒0.25 Blasius
Lisas Turbulento
Re < 100.000
1
√𝑓= 2 log(𝑅𝑒√𝑓) − 0.8 Kármán -
Prandtl
Rugosas Turbulento
(zona de trans.)
1
√𝑓= −2 log (
𝑘/𝐷
3.7+
2.51
𝑅𝑒√𝑓) Colebrook
Rugosas Turbulento (zona final)
1
√𝑓= 2 log (
𝐷
2𝑘) + 1.74 Kármán -
Prandtl Tabla 1 Distintas expresiones para calcular el Factor de Fricción f según el régimen de flujo y el tipo de tuberías.
6.2 Pérdidas Secundarias o Pérdidas Menores
Las pérdidas que ocurren en tuberías debido a dobleces, codos, válvulas, tes o fitting en general se
llaman perdidas menores. Según algunos autores este nombre es incorrecto porque en muchas
ocasiones estas pérdidas son más importantes que las debidas a fricción en la tubería. En la mayoría
de los casos las perdidas secundarias son determinadas en laboratorio.
La pérdida en energía es proporcional al cuadrado de la velocidad como lo muestra la ecuación 1
ℎ𝑠 = 𝑘𝑣2
2𝑔
Donde 𝑘 es un valor adimensional denominado coeficiente de perdida. La magnitud de este
coeficiente depende de la geometría del depósito que ocasiona la perdida y a veces de la velocidad
del flujo.
42
6.2.1 Pérdidas por Expansión Súbita
Conforme un fluido pasa de una tubería pequeña a otra más grande a través de una expansión
súbita, su velocidad disminuye de manera abrupta, lo que ocasiona turbulencia, que a su vez genera
una pérdida de energía. La cantidad de turbulencia y por tanto energía perdida depende de la razón
de los tamaños de las dos tuberías.
De manera simplificada es posible calcular el coeficiente de pérdidas como:
𝑘 = (1 − (𝑑1
𝑑2)
2
)
2
Donde 𝑑1 y 𝑑2 corresponden a los diámetros de la tubería de sección más pequeña y más grande
respectivamente. No obstante se ha demostrado experimentalmente que a medida que la velocidad
aumenta el coeficiente de perdidas disminuye. La tabla 2 muestra distintos coeficientes de perdida
debido a expansión súbita en función de la velocidad del flujo y del diámetro de las tuberías.
Fig. 2 Esquema turbulencias generadas en un cambio brusco de diámetro en tuberías
43
Velocidad 𝑣
𝑑2/𝑑1 0.6 m/s 1.2 m/s 3.0 m/s 4.5 m/s 6 m/s 9 m/s 12 m/s
1.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1.2 0.11 0.10 0.09 0.09 0.09 0.09 0.08
1.4 0.26 0.25 0.23 0.22 0.22 0.21 0.20
1.6 0.40 0.38 0.35 0.34 0.33 0.32 0.32
1.8 0.51 0.48 0.45 0.43 0.42 0.41 0.40
2.0 0.60 0.56 0.52 0.51 0.50 0.48 0.47
2.5 0.74 0.70 0.65 0.63 0.62 0.60 0.58
3.0 0.83 0.78 0.73 0.70 0.69 0.67 0.65
4.0 0.92 0.87 0.80 0.78 0.76 0.74 0.72
5.0 0.96 0.91 0.84 0.82 0.80 0.77 0.75
10.0 1.00 0.96 0.89 0.86 0.84 0.82 0.80 Tabla 2 Fuente: Handbook of Hydraulic. King H. W. y E. F. Bratter, 1963.
La figura 2 muestra una expansión súbita en el diámetro de la tubería la cual fue modelada utilizando
la herramienta CFX del software Ansys. La tubería 1 tiene un diámetro de 10 cm mientras que la
tubería 2 tiene un diámetro de 30 cm. La velocidad del flujo de agua que entra en la tubería es de
20 m/s y se consideró un modelo de turbulencia 𝑘 − 𝜀 de un 10%. La imagen de la izquierda muestra
las zonas de iso-velocidad para un perfil longitudinal a la tubería. La imagen de la derecha muestra
las líneas de flujo, observe que en la tubería más angosta la velocidad del flujo permanece
aproximadamente constante y una vez que atraviesa el ensanchamiento se generan una seria de
vórtices que son los que producen la pérdida de energía en el flujo.
La figura 3 muestra secciones transversales de velocidad, claramente se observa que en el cuarto
perfil de derecha a izquierda el flujo se vuelve completamente desarrollado, es decir, alcanza una
velocidad constante en toda la sección.
Fig. 3 Velocidad y Líneas de Flujo para un cambio brusco en el diámetro de tuberías modelado con CFX. La imagen de la izquierda muestra en un corte longitudinal las velocidades del flujo. La imagen de la derecha muestra las líneas de flujo para una vista longitudinal.
44
6.2.2 Pérdidas por Expansión gradual
Si es posible hacer que la transición de una tubería pequeña a otra más grande sea menos abrupta
que aquella que se logra con una expansión súbita con aristas afiladas, la perdida de carga se reduce.
Es normal que esto se produzca al colocar una sección cónica entre las dos tuberías ya que las
paredes del cono tienden a guiar al fluido durante la desaceleración y la expansión de la corriente
de flujo. Por tanto, a medida que el ángulo del cono disminuye, se reduce el tamaño de la zona de
separación y la cantidad de turbulencia.
Fig. 4 Secciones transversales que muestran la velocidad del flujo. Observe como de derecha a izquierda el flujo se vuelve más uniforme hasta convertirse en un flujo completamente desarrollado (estacionario).
45
La pérdida de carga para una expansión gradual también se determina mediante la ecuación:
ℎ𝑠 = 𝑘𝑣2
2𝑔
Donde 𝑣 es la velocidad promedio del flujo en la tubería más angosta. La magnitud de 𝑘 depende
tanto de la relación de diámetros 𝑑2 𝑑1⁄ como del ángulo del cono. En la tabla 3 se muestran
distintos valores de 𝑘 en función de 𝑑2 𝑑1⁄ y 𝜃.
Angulo del Cono 𝜃
𝑑2/𝑑1 2° 6° 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40° 45° 50° 60°
1.1 0.01 0.01 0.03 0.05 0.10 0.13 0.16 0.18 0.19 0.20 0.21 0.23
1.2 0.02 0.02 0.04 0.09 0.16 0.21 0.25 0.29 0.31 0.33 0.35 0.37
1.4 0.02 0.03 0.06 0.12 0.23 0.30 0.36 0.41 0.44 0.47 0.50 0.53
1.6 0.03 0.04 0.07 0.14 0.26 0.35 0.42 0.47 0.51 0.54 0.57 0.61
1.8 0.03 0.04 0.07 0.15 0.28 0.37 0.44 0.50 0.54 0.58 0.61 0.65
2.0 0.03 0.04 0.07 0.16 0.29 0.38 0.46 0.52 0.56 0.60 0.63 0.68
2.5 0.03 0.04 0.08 0.16 0.30 0.39 0.48 0.54 0.58 0.62 0.65 0.70
3.0 0.03 0.04 0.08 0.16 0.31 0.40 0.48 0.55 0.59 0.63 0.66 0.71 Tabla 3 Fuente: Handbook of Hydraulic. King H. W. y E. F. Bratter, 1963.
Los coeficientes de pérdida mostrados en la tabla 3 no consideran la perdida de carga producto de
la fricción entre el fluido y las paredes del cono, ya que se considera que este es de longitud
despreciable en comparación con las tuberías.
La figura 6 muestra el modelamiento desarrollado para un ensanchamiento gradual de una tubería
con un ángulo de 35°. Se desarrolló el modelo con una velocidad de entrada de agua de 12 m/s, un
modelo de turbulencia 𝑘 − 𝜀 de un 10% de intensidad.
Fig. 5 Esquema de un ensanchamiento gradual de la tubería.
46
Un efecto similar al mostrado en las dos últimas simulaciones ocurre cuando se angosta la tubería.
6.2.3 Pérdidas por Accesorio
En la industria se dispone de muchas clases de válvulas y acoplamientos o accesorios para cumplir
las especificaciones de las instalaciones de sistemas de circulación de fluido. Las válvulas se emplean
para controlar la cantidad de fluido. Los acoplamientos incluyen codos, tes, boquillas, etc. y su
función es dirigir la trayectoria del flujo o hacer que cambie su tamaño.
Los datos experimentales muestran amplias variaciones en los coeficientes de pérdida para distintos
accesorios dependiendo del tamaño y del fabricante, por ejemplo los valores de 𝑘 para una válvula
de globo completamente abierta varían desde 4 a 25 dependiendo de sus características
geométricas y del material con cual fue fabricada. La tabla 4 muestra valores representativos de 𝑘
para distintos acoplamientos.
Accesorio 𝑘
Válvula de globo (completamente abierta) 10.00
Válvula de ángulo (completamente abierta) 5.00
Válvula de retención de columpio (completamente abierta) 2.50
Válvula de compuerta (completamente abierta) 0.19
Codo en U 2.20
Conexión en T estándar 1.80
Codo estándar 0.90 Tabla 4 Fuente: Mecánica de los Fluidos. Victor Streeter. Tercera Edición.
Fig. 6 Modelamiento computacional para un ensanchamiento gradual en la tubería. Observe los vórtices generados en la parte superior de la tubería luego de atravesar el ensanchamiento.
47
No obstante debido a la gran variabilidad en los coeficientes de perdida, es posible determinar
dicho factor mediante la siguiente expresión:
𝑘 =𝐿𝑒
𝐷𝑓𝑇
Donde el término 𝐿𝑒 𝐷⁄ se denomina relación de longitud equivalente y se considera constante para
un tipo dado de válvula o acoplamiento, dichos valores son mostrados en la tabla 5 para distintos
accesorios. El valor de 𝐿𝑒 se denomina longitud equivalente, y es la longitud de una tubería recta
del mismo diámetro nominal que el de la válvula, la cual pondría la misma resistencia que ésta. El
término 𝐷 es el diámetro interior de la tubería. El coeficiente 𝑓𝑇 es el factor de fricción en la tubería
en que está conectada la válvula o acoplamiento y se asume que el flujo se encuentra en la zona de
completa turbulencia, la tabla 6 muestra valores del factor de fricción para distintas tuberías de
acero nuevas.
Tipo 𝐿𝑒 𝐷⁄
Válvula de Globo abierta por completo 340
Válvula de ángulo abierta por completo 150
Válvula de compuerta abierta por completo 8
¾ abierta 35
½ abierta 160
¼ abierta 900
Válvula de verificación tipo giratorio 100
Válvula de verificación tipo bola 150
Válvula de mariposa abierta por completo, 2 a 8 in. 45
10 a 14 in. 35
16 a 24 in. 25
Válvula de pie tipo disco de vástago 420
Válvula de pie tipo disco de bisagra 75
Codo estándar a 90° 30
Codo a 90° de radio largo 20
Codo roscado a 90° 50
Codo estándar a 45° 16
Codo roscado a 45° 26
Vuelta cerrada en retorno 50
Te estándar con flujo directo 20
Con flujo en el ramal 60 Tabla 5 Fuente: Crane Valves, Signal Hill, CA.
48
Modelamiento de un flujo computacional en un codo estándar de 90°. Se generó dicha simulación
mediante un modelo de turbulencia 𝑘 − 𝜀 con un 5% de intensidad. Observe que en esta simulación
no se produce turbulencia apreciable o vórtices sino que solo se aprecia un aumento de la velocidad
en la parte interna del codo y una posterior caída de la velocidad en la pared interna del tubo que
es donde se produce la perdida de energía.
Tabla 6 Fuente: Mecánica de Fluidos, Robert Mott.
Tamaño nominal de la tubería (in)
Factor de Fricción 𝑓𝑇
½ 0.027
¾ 0.025
1 0.023
1¼ 0.022
1½ 0.021
2 0.019
2½, 3 0.018
3½, 4 0.017
5 0.016
6 0.015
8-10 0.014
12-16 0.013
18-24 0.012
Fig. 7 Simulación de un flujo en un codo estándar de 90°. La imagen de la izquierda muestra una vista longitudinal de la tubería. La imagen de la derecha muestra una sección transversal de una tubería en la parte media del codo. Observe la distribución de la velocidad del flujo en esa zona.
49
Conclusiones y Recomendaciones
El sistema de tuberías se define como una red completa de tubos, fittings y otros muchos
componentes diseñados para realizar una tarea específica y que es transportar fluidos desde un
punto determinado a otro. Ahora bien, como todo sistema posee efectos positivos y negativos, lo
cual se evalúa en base a los servicios que brinda la red, su funcionamiento e instalación, además de
estimar si el sistema de tuberías es apto para las necesidades que se poseen. En este punto es donde
el presente informe se enfocó, que fue averiguar las características de los diferentes sistemas de
tuberías, las propiedades específicas de cada elemento posible a utilizar e inclusive el diagnóstico
teórico-práctica de las pérdidas de carga efectuadas en toda red de conexión con tubos y fittings.
En minería, los sistemas de tubería ocupan un grado de importancia relevante y se buscan a los
mejores proveedores y especialistas para ejecutar un transporte de fluidos de calidad, con pérdidas
mínimas y con la mayor eficiencia posible. En la información entregada, se puede llegar a determinar
las características esenciales para ejecutar un buen sistema de redes de tubería a interior o exterior
mina. Como todo sistema minero, las distancias de transporte o las profundidades de extracción de
fluidos, como agua, son importantes, sobre todo el transporte de agua desde frentes con sistemas
hidráulicos de extracción por bombeo, o bien ingreso de agua a los frentes con el fin de cubrir la
necesidad que puede tener un equipo como un jumbo u otro para comenzar a perforar la frente de
trabajo; allí las condiciones de presión son relevantes, por lo que se debe evaluar en el sistema y
examinar los puntos débiles de la red hídrica. En esta idea, es donde podemos aplicar el enfoque,
ya que es imprescindible una buena evaluación del sistema de tuberías, investigar las pérdidas y
reconocer cuales son las posibles mejoras y como mantener de forma permanente en
funcionamiento el sistema. El objetivo general es establecer una inspección constante de las
tuberías, para reconocer que la elección del sistema de conexión de tuberías evaluada es el correcto.
Tomando en cuenta, los fittings y sus usos, estos constituyen alrededor del 20%-30% de los costos
en sistema de tuberías en la industria en general, por lo que esto nos indica que la selección de ellos
es de suma importancia en términos aspectos económicos, así como en el desarrollo del sistema de
tubería, ya que una buena elección de ellos evita las pérdidas generadas en el sistema y, además
produce un buen funcionamiento de la operación en la que se requiere extraer o ingresar fluido.
Es recomendable, para todo caso de evaluación de un sistema de tuberías, tener muy en cuenta las
pérdidas generadas en el sistema, en la actualidad, sistemas computacionales como softwares
generan una excelente forma de análisis de estas de redes de flujo de fluidos, ya que se puede
observar de manera muy certera y real como se desarrolla en el interior de una tubería el
movimiento de los fluidos utilizados, observar donde se producen las mayores pérdidas e incluso se
puede llegar a establecer si el sistema en uso es el mejor, o tiene que ser renovado o en lo posible
modernizado.
Finalmente, como idea general se puede establecer que a través de este informe se reconoce el rol
que cumplen las tuberías en cualquier proceso industrial, cuáles son sus funcionamientos y
requerimientos y la variedad de tipos que existen en el mercado actual. Es reconocible que con el
50
avance de la tecnología se prevé un mejoramiento continuo de estos sistemas, con reducción en los
costos y productos de mejor calidad.
51
Referencias
Mecánica de los Fluidos, Victor Streeter.
Mecánica de Fluidos, Robert Mott.
Mecánica de Fluidos, Frank. White.
TPC Training Systems, “Sistemas de Tubería, Aplicaciones Típicas”.
Richard. W. Greene, “Válvulas”.
www.agpvalvulas.com
http://www.valvias.com/tipos-de-valvulas.php
http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718-33052010000300007&script=sci_arttext
http://www.tigre.cl/Mineria_HDPE_Tuberias.xhtm
http://www.tehmco.cl/.../10.../3-tuberia-gran-flujo.html
http://www.vinilit.cl/index.php/vinilit/mercado_mineria
http://www.cobrexpres.cl/productos.html
http://www.tehmco.cl/s/productos/11-accesorios
http://www.tigre.cl/454.phtm
http://hdpe.cl/
http://www.vinilit.cl/index.php/vinilit/productos/3
http://www.vinilit.cl/index.php/vinilit/productos/11
http://www.vinilit.cl/index.php/vinilit/productos/10
http://antofagastaciudad.olx.cl/termoingenieria-norte-arriendo-de-equipos-de-termofusion-iid-
49514568
http://www.metalcop.cl/
http://www.quiminet.com/productos/dixon-valve-fitting-41823600259/proveedores.htm
http://www.krah.cl/wp-content/uploads/2013/07/Ficha-Tecnica-Tuberia-Lisa_Rev.Junio2013.pdf
http://www.krah.cl/wp-content/uploads/2013/04/Ficha-Tecnica-Tuberia-PE-200.pdf
http://hidrauvlica.weebly.com/uploads/5/3/3/9/5339473/hdpe_-_agua.pdf
http://www.aguamarket.com/productos/productos.asp?producto=16324
http://www.revinca.com/fusion.pdf
http://www.termofusionchile.cl/
http://www.profesormolina.com.ar/mismaterias/instalaciones/manuales/termofusion_tuboplus.p
df
