Cálculo de tuberías (MOP < 100mbar).
En la séptima clase del curso de Proyecto de instalación de gas para una cocina industrial emplearemos la fórmula de Renouard lineal para calcular las tuberías a partir del regulador de primera etapa.
Consideraremos que a la salida del armario de regulación y medida disponemos de una presión de 50 mbar; de acuerdo con lo indicado por el manual de Instalaciones receptoras de Gas Natural, la presión necesaria a la entrada del regulador de segunda etapa para que funcione correctamente será de 25 mbar.
Para los tramos comprendidos aguas abajo del regulador de segunda etapa y las conexiones de aparato, consideraremos que la presión a la salida del regulador será de 20 mbar y que la presión mínima requerida a la entrada de los aparatos es de 17 mbar (que es el valor normalizado para el gas natural).
Tendremos siempre presente que además de las limitaciones impuestas por la pérdida de presión máxima en cada tramo, debemos comprobar que la velocidad del gas no supera los 20 m/s en ningún punto. Puedes ver el detalle del cálculo en el vídeo que te dejo a continuación.
Bajo el vídeo encuentras un enlace al esquema de principio y a la hoja de cálculo, con el contenido actualizado. Ten en cuenta que hay un segundo vídeo donde aclaro un pequeña modificación que hay que introducir al esquema por la configuración de los armarios de regulación de presión de salida 55 mbar según la norma UNE 60404-1.
Vídeo de la lección
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Vídeo sobre la aclaración del esquema de principio
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Hola Bruno, muy interesante la explicación….
En el caso que se tenga una red de baja presión y una cocina parecida a los cálculos que planteas…
– ¿cual seria la presión que nos garantiza la distribuidora de gas después del contador G16?
– se indica una velocidad máxima de 20 m/s ¿hay algun limite de velocidad inferior razonable del cual mejor no bajar?
– ¿y cual seria una pérdida de carga J (mbar/m) adecuada?
Muchas gracias
Hola José Antonio,
Te respondo.
– ¿cual seria la presión que nos garantiza la distribuidora de gas después del contador G16?
Tratándose de gas natural en una instalación doméstica a la salida del contador sería 19,3 mbar. Siendo una instalación comercial con contador G16 será algo más baja, según el Manual de Instalaciones de Gas Natural (Capítulo 4) tendrás 18,7 mbar a la salida del contador y podrás llegar al aparato a 16,3 mbar. Yo suelo considerar 19 mbar a la salida del contador y 17 mbar a la entrada del aparato, por lo que la máxima pérdida de carga admisible entre contador y aparato es de 2 mbar.
– se indica una velocidad máxima de 20 m/s ¿hay algun limite de velocidad inferior razonable del cual mejor no bajar?
No me suena, reducir la velocidad supone incrementar el diámetro de la tubería. Si tienes margen de pérdida de presión no vayas a velocidades excesivamente bajas. Si no tienes margen y hay mucha distancia entre el contador y los aparatos puedes pedir permiso para medir a 50 – 70 mbar y regular en dos etapas.
– ¿y cual seria una pérdida de carga J (mbar/m) adecuada?
Depende del proyecto, tienes que medir el recorrido de tubería hasta el aparato más desfavorable y multiplicarlo por 1,20 para tener en cuenta los accesorios (1,30 si hay muchos recovecos). Eso te la longitud equivalente. Con eso puedes estimar la pérdida de carga unitaria. Por ejemplo en nuestro caso la presión en el contador es 19 mbar y en el aparato debo tener 17 mbar. Suponiendo que el recorrido tenga una longitud equivalente de 10m podemos calcular J como J = (19 – 17) mbar / 10 m = 0,2 mbar/m.
Si usamos un nomograma o tabla escogeremos la tubería que nos de un caudal mayor o igual al deseado y una J menor o igual a la deseada. Como siempre decía uno de mis jefes, caudal por exceso J por defecto.
Un saludo.
Hola Bruno, he puesto los datos que indicas en tu excel de cálculo de tuberias de gas y para Q = 13,5 Nm3/h sale con long de 30 m y 19 mbar a la salida de contador, me da un resultado de vel de 1,81 m/s, presion final 18,72 mbar y Diam 52 mm…
– me parece una velocidad un poco baja y un diametro grande… con estos datos consigo una presión final de 17,90 mbar en los aparatos de cocción… ¿como lo ves?
– Subir gas a 8 m de altura ¿se tiene que tener en cuenta para el cálculo?
– supongo que los diferentes espesores de tuberia de gas van en función de la presión de servicio… es decir, para baja presión, con 1 mm de espesor es suficiente ¿es asi?… ¿el resto de espesores cual es supresión de servicio adecuada??
– Indicas que una solución es pedir permiso para medir a 50 – 70 mbar, es una buena solución pero si la distribuidora solo suministra en baja presión en esta zona, esto no sera posible… ¿o aunque sea baja presión te pueden suministrar a 50-70 mbar?
Muchas gracias
Hola José Antonio,
El diámetro lo eliges tú, entiendo que el de 52 estaba ya en la hoja. Tantea con diámetros inferiores hasta obtener una velocidad menor de 20 m/s en el tramo y una presión de al menos 17 mbar en el aparato. 52 es una medida de cobre poco práctica, muy cara.
Te respondo al resto de las preguntas:
– Subir gas a 8 m de altura ¿se tiene que tener en cuenta para el cálculo?
Se podría tener en cuenta, pero si es gas natural, al ser menos denso que el aire, subir es favorable. Además 8 m es despreciable. En la mayor parte de los proyectos, se desprecia. (No así en las redes de distribución, donde subir o bajar una montaña tienen influencia).
– supongo que los diferentes espesores de tuberia de gas van en función de la presión de servicio… es decir, para baja presión, con 1 mm de espesor es suficiente ¿es asi?… ¿el resto de espesores cual es supresión de servicio adecuada??
Las presiones de servicio del gas en instalaciones receptoras son muy pequeñas en relación con la presión máxima de uso de las tuberías, por tanto se consideran otros factores como la corrosión o la resistencia a los golpes. Si trabajamos con cobre lo normal es emplear espesores de 1 mm en tuberías aéreas y 1,5 mm en tuberías enterradas. Si trabajamos con acero lo normal es emplear UNE 10255 serie M (DIN 2440).
– Indicas que una solución es pedir permiso para medir a 50 – 70 mbar, es una buena solución pero si la distribuidora solo suministra en baja presión en esta zona, esto no sera posible… ¿o aunque sea baja presión te pueden suministrar a 50-70 mbar?
Habría que saber cual es la presión de garantía de la red. Es una dato que deben aportar y que está regulado. El término BP ya no es reglamentario, ahora el suministro debe cumplir esto:
.8.2 Presiones relativas mínimas de garantía.
Las presiones mínimas en los puntos de suministro en las redes de distribución del gas natural, por debajo de las cuales se considerará interrupción de suministro, son las siguientes:
– 18 mbar relativos si están situados en una red de presión no superior a 0,05 bar.
– 50 mbar relativos si están situados en una red de presión superior a 0,05 bar y hasta 0,4 bar.
– 0,4 bar relativos si están situados en una red de presión superior a 0,4 bar y hasta 4 bar.
– 3 bar relativos si están situados en una red de presión superior a 4 bar y hasta 16 bar.
– 16 bar relativos si están situados en una red de presión superior a 16 bar.
Que procede de la Orden ITC/3126/2005, de 5 de octubre, por la que se aprueban las normas de gestión técnica del sistema gasista.
Es improbable que te puedan dar 70 mbar, y en cuanto a lo de los 50 mbar, debes consultarlo.
Adelante, si tienes más dudas dispara. Hay que dejar esa instalación dimensionada.
Un saludo.
Muchas gracias
Hola Bruno,
mi duda se encuentra que con una presión después de contador de solo 19 mbar hay muy poco margen…
Me explico, para llegar al aparato de cocción con 17 mbar, solo puedo aumentar diametro de tuberia… con lo que me salen velocidades un poco bajas…
– Para la conducción que va a la cocina, lleva un caudal de 10,6 Nm3/h, hay 18 m… me sale un diametro de 40 mm interior con una velocidad de 2,4 m/s y la presión final 18,51 mbar… si bajo diametro, la presión me baja y llego con 17,04 mbar que lo considero muy ajustado y si hay algun imprevisto, no llego a la presiuón minima de funcionamiento de los equipos de cocción… ¿no?
– En el caso que tengamos poco caudal en este tramo de tuberia de 40 mm, por ejemplo que solo funcione 1 plancha (improbable, pero puede pasar), tendriamos un caudal de 1,05 Nm3/h con una velocidad de tan solo 0,24 m/s… que la considero excesivamente baja… ¿puede no funcionar con una velocidad tan baja?
– Los ramales a cada equipo de cocción tienen unos 4 m, pongo diametro 15 mm interior, consigo velocidad entre 2,24 m/s y 4,17 m/s en función del consumo de cada equipo… ¿son velocidades razonables?
¿cómo terminar de cuadrar todo el conjunto para llegar a la presión de servicio de cada equipo de cocción y con una velocidad adecuada?
Y aparte tener en cuenta que en los tramos comunes que hay mayor diametro, cuando solo funciona 1 equipo de cocción, las velocidades son casi inexistentes…
Espero haberme explicado correctamente…
Muchas gracias por tu criterio
Hola José Antonio,
Lo que explicas es totalmente normal. Dimensionas para el caso más desfavorable, luego para los casos muy favorables la instalación está sobredimensionada. No vas a tener problemas por velocidades bajas. En gas no hay problema de sedimentos.
El margen de 19mbar a 17mbar no lo marco yo, es un requisito propio de la instalación. No hay problema en llegar exactamente a 17 mbar, dado que yo redondeo un poco y gas natural en su manual te indica que tienes un poco más de margen.
En cuanto al enfoque al problema, tienes varios tutoriales en vídeo donde se ataca el problema desde diferentes puntos de vista, los encuentras en la sección Masterclasses del itinerario de gas:
https://www.ingenierosindustriales.com/escritorio/itinerarios/proyectos-de-instalaciones-de-gas/
Si aún así te atascas, mándame el Excel y un esquema de la instalación y lo resolvemos en un directo.
Saludos.
BUENAS NOCHE BRUNO, LE AUMENTE UN CAUDAL A TU EJEMPLO A 35 NM3/ H Y TAMBIEN LONGITUD DEJE LA MISMA PRESIÓN Y PASO QUE INDICA QUE EL DIÁMETRO MÍNIMO ES DE 24.28 MM,TE VAS UN DIÁMETRO ARRIBA A 26 MM PERO LA PRESIÓN FINAL SALE A MENOS 50 MBAR PERO LA VELOCIDAD REAL ESTA DENTRO DE LOS 20 M/S (19.25 M/S) , AUMENTO EL DIÁMETRO A 63 MM Y LA PRESIÓN FINAL ES DE 48.60 MBAR Y LA VELOCIDAD REAL BAJA HA 2.97 M/S,
PREGUNTO QUE SIGNIFICA QUE SALGA NEGATIVA LA PRESIÓN FINAL O POR QUE PASA…
Hola Carlos,
La presión negativa significa que la pérdida de carga es excesiva y que el gas llegará sin presión al quemador del aparato. Debes buscar siempre dos cosas:
– Que la velocidad no supere 20 m/s.
– Que la presión que pierde el gas al circular por la tubería no sea excesiva, para que pueda llegar al siguiente regulador o aparato a la presión requerida.
En el caso del ejemplo, para el primer tramo, tenemos que salimos del armario de regulación a 50 mbar y debemos llegar al regulador de aparato como mínimo a 25 mbar. Así podemos perder máximo 50 – 25 = 25 mbar.
Debemos tantear con los diámetros para que, saliendo del punto E a 50 mbar lleguemos al punto N (caldera) o al punto G (colector de los aparatos de cocción) con 25 mbar. Si los caudales aumentan, es lógico que aumenten los diámetros.
Por lo indicado, si te sale presión negativa, es porque la pérdida de carga es excesiva y tienes que aumentar el diámetro de la tubería.
Un saludo.
Buen día, en el caso de la normatividad española es correcto en los reguladores de segunda etapa en el interior de una cocina industrial, instalar los reguladores considerando que están interconectados en una red de ventila, o cada regulador deberá llevar una ventila individual hasta su salida al exterior, lo comento porque veo que en instalaciones algunas veces los reguladores tienen su ventila interconectada con una ventila que se conecta a dos o tres reguladores y otras instalaciones la tienen por cada regulador, y me surge la duda si es válido considerar una red de ventila. Saludos desde México.
Buenas tardes.
En España no se exige que los reguladores en el interior de los locales tengan los venteos conducidos. Entiendo que esto se debe a que el local tiene una ventilación determinada por la naturaleza del gas (GLP o GN), el tipo de aparatos (no conducidos, conducidos o estancos) y la potencia de los aparatos no conducidos o conducidos, y entonces el legislador entiende que si el regulador alivia al local, el local no puede acumular gas porque ventila al exterior.
Desconozco en profundidad la norma mexicana, pero respecto a la ventila de reguladores dice algo así:
6.4.2.3 Cuando el regulador se ubique en recintos cerrados, se debe instalar un tubo que conecte mediante rosca la ventila del regulador con la atmósfera, a fin de que el desfogue se haga a un lugar seguro.
Dado que las normas no especifican claramente sobre la interconexión de ventilaciones para reguladores de gas, se debe aplicar el principio de seguridad primero:
Ventilación Individual: Proporcionar ventilaciones individuales para cada regulador asegura que cualquier fallo o liberación de gas se evacúe directamente al exterior sin afectar a otros dispositivos. Este enfoque suele ser más seguro y cumple con el principio de diseño redundante.
Capacidad de la Ventilación: Si se considera la interconexión, debe garantizarse que la capacidad de la ventilación conjunta sea suficiente para evacuar el gas de todos los reguladores conectados simultáneamente sin generar contrapresiones. Me parece un complicación técnica que no sé si merece la pena.
Gracias por la consulta, un saludo desde el noroeste de España.