Tuberías para gas: una revisión comparativa de todos los tipos de tuberías de gas + cómo elegir la mejor opción

Uno de los aspectos más importantes en la gasificación autónoma de una vivienda es el cumplimiento de las normas y requisitos de seguridad contra incendios. Ya en la etapa de diseño, es necesario saber claramente qué tubos de gas son aplicables para la instalación exterior e interior. Una combinación exitosa de sus diferentes tipos garantizará la máxima fiabilidad de la tubería.

Explicaremos cómo se realiza la selección de tubos según la categoría operativa del gasoducto. Indicaremos qué productos se utilizan para la instalación de ramales exteriores y tuberías internas. Con nuestras recomendaciones, usted podrá elegir idealmente el material para el sistema y supervisar el trabajo de los instaladores de gas contratados.

Clasificación principal de los gasoductos

La categoría del gasoducto, que depende del nivel de presión del gas, es uno de los criterios más importantes que influyen significativamente en la selección del material de las tuberías.

Se distinguen 5 categorías principales de la red de gas:

1. I-A — estructura con la presión más alta, superior a 1,2 MPa. Diámetro del tubo 1000-1200 mm, función: conexión de estaciones térmicas, turbinas e instalaciones de vapor.
2. I — sistema con alta presión, en el rango de 0,6-1,2 MPa. Su función: transporte de gas y habilitación de puntos de distribución de gas.
3. II — presión más baja que en la categoría anterior, pero aún se considera alta. Oscila entre 300 y 600 kPa. Diámetro del tubo 500-1000 mm, función del gasoducto: suministro de gas desde los distribuidores a instalaciones industriales, viviendas y edificios de servicios sociales.
4. III — estructura de presión media con valores de 5-300 kPa. Se permite el uso de tubos de diámetro 300-500 mm. Su función: transporte de gas desde la tubería principal a los puntos de distribución de gas ubicados cerca de las viviendas.
5. IV — sistema con presión mínima (menos de 5 kPa). El diámetro del tubo no supera los 300 mm, función: suministro de gas desde el gasoducto de entrada a las viviendas y directamente a los dispositivos finales de consumo de gas.

Además de la categoría del gasoducto y la magnitud de la presión, las características de su tendido y las condiciones de operación — instalación externa o interna, superficial o subterránea — tienen una influencia considerable en la selección de las tuberías.

Si se van a enterrar, se deberán considerar factores como la profundidad de congelación, la densidad y el espesor de la capa del suelo, la probabilidad de procesos de corrosión y la presencia de corrientes parásitas.

El gasoducto superficial o aéreo se caracteriza por la simplicidad de los trabajos de instalación, pero para un funcionamiento confiable se requiere mantenimiento adicional.

Para garantizar un funcionamiento estable y duradero del gasoducto, es necesario, ya en la etapa de trabajos preparatorios y de diseño, tener en cuenta las características de instalación y operación, y realizar todos los análisis que prescriben las normas de gasificación.

Tipos de materiales para tuberías de gas

Los requisitos principales del sistema de transporte de gas son su seguridad contra incendios, que se logra mediante el sellado completo de las uniones. Anteriormente, para la red solo se usaban productos de acero, cuya vida útil dependía del espesor del material y de la presión en el sistema.

Hoy en día, junto con los tubos de acero, en la construcción y equipamiento de gasoductos se utilizan activamente productos industriales de cobre y polietileno. El área de aplicación influye directamente en la elección del material.

Así, los tubos de acero son adecuados para gasoductos aéreos y subterráneos. Se utilizan con éxito tanto para la distribución interna de viviendas como para la creación de tuberías de la más alta presión. Los tubos de polietileno, por su parte, solo son aptos para instalación subterránea, y los de cobre, para la instalación de sistemas de gas dentro de apartamentos y casas.

Los gasoductos de polietileno están reemplazando con éxito a las construcciones subterráneas de acero de propósito similar gracias a su facilidad de instalación, durabilidad y menor costo.

Para entender qué tuberías se pueden usar para el transporte de gas, es necesario conocer no solo las normas de instalación y diseño de gasoductos, sino también comprender los puntos débiles y fuertes de cada uno de sus materiales.

Características y uso de tuberías de acero

En la actualidad, los gasoductos de acero son los más comunes. Esto se debe a la alta fiabilidad del material y a su amplia área de aplicación.

Descripción general de productos de acero

Los requisitos de las normas de construcción de gasificación son cumplidos por tuberías soldadas con costura helicoidal o recta, o productos sin costura de laminación en caliente o en frío. Se utilizan ampliamente en la construcción tanto de gasoductos principales como de líneas de conexión a viviendas particulares.

Para la fabricación de tubos de acero empleados en la gasificación, se utiliza acero con bajo contenido de carbono (hasta un 0,25%). Se elimina el azufre (contenido no superior al 0,056%) y el fósforo (contenido no superior al 0,046%). Esto es necesario para otorgar al material las propiedades requeridas.

Los parámetros principales de las tuberías son el espesor de la pared de acero y el diámetro del gasoducto, que se determinan mediante cálculo y dependen del volumen de gas bombeado y de la presión en el sistema.

Los tubos de acero sin costura son los más utilizados para la construcción de gasoductos de alta presión, esto se debe a la máxima estanqueidad de las uniones que se obtienen durante el proceso de conexión.

Además de los valores calculados, los tubos de acero laminado deben cumplir con GOST, cuyos requisitos principales se resumen en los siguientes parámetros:

• el diámetro del gasoducto interno debe ser de 25 mm o más;
• el diámetro del tubo para la instalación de sistemas de distribución de gas — 50 mm;
• para la construcción de un gasoducto aéreo se permite el uso de un producto fabricado con acero de espesor de 2 mm o superior;
• el espesor del acero del gasoducto subterráneo debe ser de al menos 3 mm.

Además del método de instalación del gasoducto, el diámetro y el espesor de las paredes de los productos de acero pueden verse afectados por las características sísmicas y climáticas del territorio donde se realiza la construcción.

Marcado de tuberías de acero

Todo especialista debe conocer el marcado de los tubos, ya que detrás de un conjunto de letras y números simples se esconde información importante. Así, la abreviatura VGP indica que se trata de un tubo de agua y gas, cuya fabricación debe regirse por GOST 3262-75.

El parámetro principal de un tubo de gas es el diámetro nominal, marcado como DU. En los productos fabricados con DU 6-150 mm, el espesor estándar de la pared se encuentra en el rango de 1,8-4 mm. Industrialmente se producen tubos reforzados, para cuya fabricación se utiliza acero cuyo espesor puede superar los 5,5 mm.

En un lote de tubos de acero con un diámetro inferior a 159 mm se cuelga una etiqueta con el marcado, al consultar la cual se puede conocer la característica completa del producto.

El marcado está presente directamente en el tubo cuyo espesor es superior a 3,5 mm y cuyo DU supera los 159 mm. En caso contrario, se marca el lote de productos, en el que se cuelga una etiqueta que contiene información sobre la longitud y el diámetro, y la calidad del acero utilizado. Obligatoriamente, la etiqueta debe llevar el sello de control técnico (OTK) del fabricante.

Las letras en el marcado de los tubos de acero corresponden a los siguientes parámetros:

• P – acero de precisión mejorada;
• N – presencia de rosca laminada;
• R – presencia de rosca cortada;
• D – rosca alargada;
• M – equipado con manguito.

La longitud estándar de los tubos de acero VGP es de 4-12 m. Se denominan de medida. Con una longitud superior a 12 m se llaman sin medida.

Particularidades de los gasoductos de acero

Las tuberías ligeras de acero de pared delgada se utilizan exclusivamente en conductos de gas de baja presión, que se emplean en la gasificación de viviendas particulares y en la construcción de la instalación interior. El bajo peso del material facilita el trabajo con las tuberías y permite tender sin problemas una red caracterizada por complejas particularidades constructivas.

Las piezas ligeras se pueden doblar en un ángulo pequeño sin necesidad de usar una dobladora de tubos. Los tubos de acero de pared delgada se caracterizan por una alta conductividad térmica, que a menudo provoca la formación de condensación.

Se puede evitar el envejecimiento prematuro debido a la corrosión si, después de instalar la tubería, se trata su superficie con pintura al óleo. Cuantas más capas se apliquen, más eficaz será la protección del acero. Estos productos se pueden unir fácilmente mediante soldadura, y también se permite la conexión roscada con accesorios.

La conexión roscada es el punto más vulnerable del gasoducto; para el sellado lo mejor es usar fibra de lino, y después del montaje verificar la estanqueidad aplicando solución jabonosa en la junta.

Cuando se requiere instalar un gasoducto que pueda soportar la máxima presión, se suele usar tubos reforzados de pared gruesa más macizos. La mayor resistencia del gasoducto se logra con una unión de calidad de tubos de acero sin costura, mediante soldadura; en la etapa final es obligatorio inspeccionar las uniones.

Ventajas y desventajas de las estructuras

Los productos de acero, debido a sus cualidades físicas, se caracterizan por su alta resistencia, y los trabajos de soldadura bien realizados garantizan la fiabilidad y estanqueidad de la junta. Pueden considerarse universales por la posibilidad de instalación aérea y subterránea. También son adecuados tanto para uso interior como exterior.

Junto con los aspectos positivos, también hay una serie de desventajas que no se pueden ignorar al elegir tubos y al realizar medidas para optimizar la vida útil de los gasoductos de acero:

• dificultad en la realización de los trabajos de montaje;
• baja resistencia a la corrosión;
• tendencia a la formación de condensación, que se manifiesta especialmente en tubos ligeros;
• peso elevado;
• alto costo;
• mala flexibilidad.

Cumpliendo con las normas de construcción, las reglas de instalación y operación, y garantizando un aislamiento de calidad, el tiempo de funcionamiento ininterrumpido del gasoducto de acero será de al menos cuatro décadas.

Particularidades de las tuberías de gas de polietileno

Junto con las construcciones de acero, en los últimos tiempos se utilizan activamente otros productos, para cuya fabricación se emplean materiales poliméricos.

Los trabajos de instalación de un gasoducto de polietileno se realizan mucho más rápido que en el caso de tuberías de acero, lo que se debe a la ausencia de uniones roscadas y a la necesidad de utilizar equipos pesados de soldadura eléctrica y de gas.

Métodos de unión de estructuras poliméricas

Hoy en día, la calidad de las tuberías de polietileno permite construir gasoductos subterráneos fiables, cuya vida útil alcanza los 80-90 años. Con mayor frecuencia, la red de materiales de polietileno se instala para llevar la línea a viviendas particulares.

Además, estos productos pueden utilizarse para transportar gas en sistemas cuya presión no supere los 1,2 MPa.

Para unir tuberías de polietileno a tope, es necesario centrarlas cuidadosamente, calentar los bordes hasta fundirlos y unirlos bajo la presión que se ajusta en el centrador regulable.

La estanqueidad de la unión de tuberías de polietileno de calidad adecuada se garantiza mediante soldadura, que puede realizarse de dos maneras:

1. Las tuberías, cuyos bordes se calientan previamente con un soldador especial, se montan a tope. De manera similar se realiza el montaje de los accesorios. El calentamiento debe realizarse hasta alcanzar la viscosidad.
2. Los bordes del producto se introducen en un manguito de conexión especial, dentro del cual hay elementos calefactores. El voltaje aplicado asegura el calentamiento de los elementos y la fijación de las tuberías en el accesorio. La unión obtenida mediante soldadura electrofusión soporta una presión de hasta 16 MPa.

Si se trata de una conexión individual a la red de gas, es mejor optar por la opción de instalación más barata, que implica la soldadura a tope.

En la gasificación colectiva de urbanizaciones de casas, asociaciones de dachas, aldeas, es mejor recurrir a la soldadura por electrofusión, más cara, de los elementos de polietileno del gasoducto. Este método proporciona la máxima estanqueidad y fiabilidad de la unión.

Características de las tuberías de polietileno

Las tuberías de polietileno se fabrican con diámetros de 20 a 400 mm, los tamaños estándar se marcan como SDR11 y SDR17,6. Dependiendo de la clase de resistencia, se distinguen productos con marcado PE80 (color negro con inserciones amarillas) y PE100 (color negro con inserciones azules).

La tubería de polietileno PE-80 se marca con una línea característica de color azul y se utiliza para la instalación de gasoductos subterráneos de baja presión.

Para la gasificación individual y la instalación de tuberías de baja presión, son adecuadas las tuberías de polietileno PE80. Por su parte, los productos PE100 tienen mayor resistencia y se permite su uso para la creación de gasoductos con presión de hasta 1,2 MPa.

Debe tenerse en cuenta que la instalación de tubos PE100 requerirá un gran esfuerzo, ya que habrá que calentarlos a una temperatura más alta; sin embargo, estos costos se compensan con la excelente calidad de la unión.

Ventajas y desventajas de las tuberías de gas poliméricas

El popular tubo de acero de antes está siendo notablemente reemplazado por los análogos de polietileno.

Hay muchas explicaciones razonables para este hecho, que se encuentran en las cualidades beneficiosas de los tubos de PE:

1. Buena resistencia a la corrosión, capacidad de soportar la acción de compuestos químicamente agresivos.
2. Alta resistencia, resistencia al impacto mecánico.
3. Excelente capacidad de flujo, garantizada por la ausencia de rugosidad. Si se comparan los productos de polietileno con los de acero del mismo diámetro, la capacidad de flujo del conducto de gas hecho con tubos de PE será un 30% mayor.
4. Simplicidad en la ejecución de los trabajos de instalación. La soldadura de PET no requiere equipos pesados de soldadura a gas y eléctrica, como en la instalación de un gasoducto de acero. Además, los tubos de polietileno se doblan fácilmente, lo que permite sortear los obstáculos que surgen en el trazado del gasoducto.
5. Bajo costo de los productos de polietileno en comparación con los análogos de cobre y acero.

Las tuberías de polietileno se utilizan bastante activamente en la conexión de gas a una vivienda particular. Esto se debe a una serie de cualidades positivas. Sin embargo, existen algunas particularidades en su aplicación que limitan o incluso excluyen por completo la posibilidad de construir una red de gas con estructuras de polietileno.

Por lo tanto, no se pueden utilizar tubos de PET en zonas sísmicamente activas, en áreas donde se registren descensos de temperatura hasta -45 grados, ni en gasoductos con una presión superior a 1,2 MPa.

Además, los tubos de polietileno son completamente incompatibles con la instalación de la red en túneles y colectores, mientras que los de acero sí permiten esta opción. Debe tenerse en cuenta que, al calentar el polietileno a 80 grados, se produce su deformación con la consiguiente destrucción.

No se recomienda el uso de PET para la creación de gasoductos aéreos, ya que el material se destruye rápidamente bajo la acción de los rayos ultravioleta. Si se decide instalar un gasoducto aéreo, los tubos deben cubrirse con una composición polimérica protectora especial.

Detalles de la construcción de un gasoducto de cobre

Las tuberías de cobre comenzaron a utilizarse relativamente hace poco para la instalación de redes de gas. Se permite el uso de tuberías de cobre estiradas y laminadas en frío con un espesor de pared no menor a 1 mm para realizar la instalación interior.

El cobre es un material bastante caro; sin embargo, su uso se justifica por la simplicidad de los trabajos de instalación y la posibilidad de crear líneas de configuración compleja.

Los tubos de cobre correctamente unidos no solo garantizan una total estanqueidad de las juntas, sino que también se integran perfectamente en el interior de cualquier habitación

Otro hecho indiscutible a favor de los tubos de cobre es su atractivo aspecto. Dado que el gasoducto no se puede ocultar en nichos, paredes y cajones, las estructuras de acero pueden arruinar fácilmente la apariencia de la habitación, mientras que los tubos de cobre solo enriquecerán el interior.

Los productos de cobre poseen las siguientes cualidades positivas que pueden ser decisivas al elegirlos para la instalación de un gasoducto:

• alta plasticidad, gracias a la cual es posible tender líneas de configuración compleja;
• simplicidad y facilidad de realizar trabajos de montaje, el producto se corta fácilmente, la unión de los tubos se realiza mediante el uso de racores de presión o soldadura;
• aspecto atractivo;
• durabilidad: la vida útil, si se sigue la tecnología, alcanza los 100 años;
• resistencia a daños mecánicos y capacidad de resistir la acción de compuestos químico-activos.

Los tubos de cobre también tienen sus puntos débiles, el principal de los cuales es la alta conductividad térmica, que favorece la formación de condensación. Además, su resistencia es mucho menor que la de los tubos de acero, mientras que su precio es mucho más elevado.

La tecnología de soldadura de tuberías de cobre, que garantiza una unión hermética, se presenta en el siguiente artículo, que recomendamos leer.

Conclusiones y video útil sobre el tema

El video muestra el proceso de fabricación de tubos de acero sin costura:

La soldadura por electrofusión de tubos de polietileno en el video:

Actualmente, los tubos de cobre y de polímero, aunque en algunos casos pueden competir con los de acero, no pueden reemplazarlos por completo. Las estructuras de polietileno son ideales para gasoductos subterráneos, las de cobre facilitan la instalación de tuberías internas, y las de acero son universales y pueden usarse para crear cualquier tipo de red de gas.

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