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Ingeneria Civill 2019

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MANUAL PARA EL INGENIERO CIVIL

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y SUPERVISIÓN

DE GASODUCTOS EN EDIFICACIONES

PROPUESTA DE GRADO

TRABAJO DE GRADO

JORGE GONGORA ROMERO

UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA”

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

2016

1
Manual Para El Ingeniero Civil

Diseño, Construcción y Supervisión

De Gasoductos En Edificaciones

JORGE GONGORA ROMERO

D7300058

Una Tesis Presentada Para Obtener El Título De

Ingeniero Civil

Universidad Militar Nueva Granada

DIRECTOR:

Ing.: JAVIER FERNANDO DIAZ CELY

Universidad Militar Nueva Granada

Facultad de estudios a distancia FAEDIS

Ingeniería Civil

Agosto 2016
Dedicatoria

Al servicio nacional de Aprendizaje SENA Motor de mi vida, motor

de mi familia, motor de mi país.


AGRADECIMIENTOS

En particular a todas aquellas personas que con su conocimiento han forjado ingeniería en

mi pensamiento, desde la pequeñ a infancia hasta este periodo de estudios porque con su

entusiasmo en el trabajo ayudan a generan nuevas herramientas para mejorar la calidad de

vida de las personas.


RESUMEN

De acuerdo con la LEY de servicios pú blicos en Colombia, en concordancia a la

normatividad que reglamenta y las entidades que vigilan la prestació n del servicio de gas

combustible por ductos; Este manual sirve de guía al ingeniero civil para tomar las

decisiones pertinentes en todas las etapas que involucran su conocimiento como ingeniero

para la prestació n de un servicio seguro y responsable de redes a gas en edificaciones.


Bogotá , D.C., diciembre 3 de 2016

Señ ores:

COMITÉ DE OPCIÓ N DE GRADO

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

Bogotá D.C

Ref.: Presentació n propuesta

En cumplimiento del reglamento de la Facultad para el desarrollo de la Opció n de Grado, me permito

presentar para los fines pertinentes la propuesta titulada: “Manual Para El Ingeniero Civil

De Diseñ o, Construcció n y Supervisió n De Gasoductos En Edificaciones”.

El Director es el Ing. Civil JAVIER FERNANDO DIAZ CELY

Atentamente,

______ _

Jorge gongora romero

Có digo: 7300058

Estudiante de Ingeniería Civil


APROBACIÓ N

La propuesta de grado titulada “Manual Para El Ingeniero Civil De Diseñ o, Construcció n y Supervisió n

De Gasoductos En Edificaciones”, opció n de grado, presentada por el estudiante JORGE GONGORA

ROMERO en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al título de “Ingeniero Civil” fue

aprobada por el Director:

______

Rector Universidad Militar Nueva Granada


Contenido

Resumen V

Lista de figuras XXI

Lista de tablas XXVII

Lista de gráficos XXXI

Título XXXII

Área de aplicación XXXII

Antecedentes XXXII

Planteamiento del problema XXXIV

Marco teórico y estado del arte XXXIV

Justificación XXXIV

Objetivos XXXV

Objetivos específicos XXXV

Alcance XXXVI

Delimitación geográfica XXXVI

Duración XXXVI

Concepto XXXVI

Metodología XXXVI

Prefacio XXXVI
Capítulo 1

1. Generalidades del gas. 37

1.1 Origen del gas. 37

1.1.1 Gas natural . 37

1.1.1.1. Propiedades de los pozos gasíferos. 39

1.1.1.2. Calculo de reservas. 40

1.1.1.2.1 Metodo volumétrico. 40

1.1.1.3. Principales cuencas gasíferas en Colombia. 41

1.1.2. gas licuado de petróleo. 47

1.2. Propiedades físicas de los gases . 47

1.2.1. Leyes físicas de los gases . 48

1.2.2. Leyes básicas de los gases. 50

1.2.2.1. Ley de Avogadro . 50

1.2.2.2 Ley de Boyle. 52

1.2.2.3 Ley de Charles. 54

1.2.2.4 Ley de Gay-lussac. 55

1.2.2.5 Ley de los gases ideales . 57

1.2.2.6 Ley general de los gases. 58

1.3 Propiedades químicas de los gases hidrocarburos. 59


1.3.1 Clasificación de los gases hidrocarburos. 60

1.3.1.1 Generalidades. 60

1.3.2. Propiedades físico químicas de los gases hidrocarburos alcanos . 61

1.3.2.1. Propiedades físicas. 61

1.3.2.2. Propiedades energéticas . 64

1.3.3. Gas natural y GLP. 64

1.3.3.1. Gravedad especifica . 66

1.3.3.2. Poder calorífico de los gases combustibles. 67

1.3.3.3. Poder calorífico superior. 67

1.3.3.4. Poder calorífico Inferior.. 67

1.3.3.5. Indice de wobbe. 67

1.3.3.6. Presión de vapor. 68

1.3.3.7. Punto de ebullición. 68

1.3.3.8 Límite de inflamabilidad. 69

1.3.3.9. Límite inferior de inflamabilidad. 69

1.3.3.10. Límite superior de inflamabilidad. 69

1.3.3.11. Condiciones críticas de los gases. 69


1.3.3.12. Calor latente de vaporización. 70
1.3.3.13. Expansión volumétrica por unidad de volumen liquido de gas. 70

1.3.4. Familia de los gases. 71

1.3.4.1. Gases de la primera familia. 71

1.3.4.2. Gases de la segunda familia . 71

1.3.4.3. Gases de la tercera familia. 71

1.4. Usos del gas. 71

1.4.1. Uso domestico. 72

1.4.2. Uso comercial 72

1.4.3. Uso industrial. 72

1.5 Historia energética del gas en Colombia. 73

1.6. Normatividad del sector del gas en Colombia . 75

1.6.1. Estructura legislativa . 75

1.6.1.1. Agencia Nacional De Hidrocarburos. 75

1.6.1.2. Cámaras de comercio. Art. 54. 76

1.6.1.3 Comisió n De Regulació n De Energía Y Gas, Creg. 76

1.6.1.4 Comités De Desarrollo Y Control Y Social De Los Servicios Públicos Domiciliarios. Art.

63. Ley 142 De 1994 . 76


1.6.1.5 El Consejo Nacional De Política Económica Y Social, CONPES . 76
1.6.1.6 Contraloría General De La República. Art.276 Cnc. 77

1.6.1.7. ECOGAS. LEY 401 DE 1997. ART. 1º— Creación. 77

1.6.1.8. Ecopetrol S.A. Decreto 1760 De 2003art. 23. 77

1.6.1.9. Empresas De Servicios Públicos. Ley 142 De 1994. Art. 18. 78

1.6.1.10. Superintendencia De Servicios Públicos. Ley 689 De 2001. Art. 79. 78

1.6.1.11. Superintendencia De Industria Y Comercio. Ley 142 De 1994. Art. 185. 78

1.7. Normatividad técnica 79

1.7. Tubería 79

1.7.2. Válvulas 81

1.7.3 Medición y regulación 83

1.7.4. Accesorios 85

1.7.5. Equipos de cocción 86

1.7.6 Ventilación. 87

1.7.7. Glp 88

1.7.8 Gasoductos en edificaciones. 88

1.8 Aspectos ambientales sobre el sector del gas. 89

1.8.1 Resolución 057 De 1996. 89


1.8.2 Etapa de planificación 91
Capítulo 2.

2.1 Fundamentos técnicos para el diseñador. 92

2.1.1 Glosario de términos. 92

2.1.2 Planos. 98

2.1.2.1 Plano de localización y replanteo. 98

2.1.2.1.1 Plano de localización 98

2.1.2.1.2 Plano de replanteo. 100

2.1.2.1.3 Planos de cimentación. 101

2.1.2.1.4 Plano de distribución arquitectónica. 102

2.1.2.1.5 Planos de corte. 103

2.1.2.1.6 Plano de cubierta. 104

2.1.2.1.7 Planos de fachada. 106

2.1.2.2 Planos técnicos. 107

2.1.2.2.1 Plano eléctrico. 107

2.1.2.3 Planos de detalle. 108

2.1.2.3.1 Plano de escalera. 108

2.1.2.4 Planos de isometría. 109


2.1.2.4.1 Plano hidráulico. 109
2.1.3. Simbología de redes a gas. 110

2.1.4 Símbolos utilizados para representar instrumentos y equipos . 111

2.1.5 . Descriptiva aplicada a las redes a gas. 115

2.1.5.1 Localización de un punto en el espacio. 115

2.1.5.2. Localización de una línea en el espacio. 116

2.1.6 Metrología aplicada a las redes a gas. 119

2.1.6.1 Unidades básicas. 119

2.1.6.2. Unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y

suplementarias. 120

2.1.6.3. Unidades SI derivadas con nombres y símbolos especiales. 121

2.1.6.4. Unidades SI derivadas expresadas a partir de las que tienen nombres

especiales 122

2.1.6.5. Nombres y símbolos especiales de múltiplos y submúltiplos decimales de

unidades SI autorizados. 122

2.1.6. 6 Tablas de conversión de unidades. 123

2.1.6.7. Conversión entre unidades de longitud S.I y sistema británico. 124

2.2. Termodinámica 128

2.2.1. Equilibrio termodinámico 129

2.2.2. Primer principio de la termodinámica. 129


2.2.3. Capacidad calorífica de un gas ideal. 129

2.2.4 Entalpia . 131

2.2.5. Análisis de la combustión. 132

2.2.6. Aire para la combustión. 132

2.2.7. Cantidad de sustancia 133

2.2.8 .Masa molecular. 133

2.2.9 .Cantidad de aire para la combustión (mol). 134

2.2.10. Aire estequiometrico 134

2.2.11. Comportamiento de los gases combustibles comerciales en espacios

confinados. 135

2.2.12. Comportamiento del gas en ductos de sección circular. 137

Capítulo 3

3.1. Características de los materiales necesarios para redes a gas 144

3.2 .Tubería de cobre. 145

3.1.2. Tubería tipo K y tipo L tubo rígido 145

3.1.2.1. Usos y consideraciones normativas para redes internas 145

3.1.2.2. Usos Y Consideraciones Normativas Para Redes Externas. 146

3.1.3. Tubería flexible. 151


3.1.3.1. Instalaciones internas 151

3.2 Tubería de Acero . 154

3.3.1 Tubería acero al carbón negro. 156

3.3.1.1 Usos y consideraciones normativas 156

3.3.2 Tubería acero Galvanizado al carbón 159

3.3.2 Tubería acero Galvanizado al carbón 162

3.3.4 Tubería en Aluminio. 165

3.3.5 Tubería en Acero CSST. 169

3.3.6. Tubería PE- AL – PE 171

3.4. Elementos para unión, cambio de giro o derivación de fluidos. 173

3.5. Elementos Para El Control De Fluidos. 186

3.6. Elementos De Fijación. 188

Capítulo 4

4.1. Herramienta Y Equipos Utilizados Para La Instalación De Redes A Gas. 194

4.1.1. herramienta manual. 194

4.1.2. herramienta electrónica. 197

4.1.3. Herramienta Electro manual. 199

4.1.4. Equipos de consumo a gas. 202

4.1.5. Características de los equipos de regulación y medición de gas. 206

4.1.5.1 Tipos de reguladores. 207


4.1.5. 2. Tipos de medidores. 212

capitulo 5

5.1. Fenómenos de corrosión en las instalaciones de redes a gas. 216

5.1.1 Ionización. 216

5.1.2. Reducción. 217

5.1.3. Electrolito. 218

5.1.4. Tipos De Corrosión. 219

5.1.5. Mecanismos De Protección. 219

Capitulo 6

6.1. Etapas de diseño para gas natural y para glp. 220

6.1.1. Regulación en una única etapa. 221

6.1.2. Regulación en dos etapas. 221

6.1.3. Regulación en tres etapas. 224

Capitulo 7

7.1 . Diseño de redes GN. 225

7.1.1 Diseño a baja presión. 225

7.1.1.1 Parámetros de diseño. 225

7.1.1.1.1. Coeficiente de simultaneidad. 225

7.1.1.1.2. Consumo energético o potencia instalada 226

7.1.1.1.3. Perdidas admisibles en el diseño. 228

7.1.1.1.4. Formula de pole. 229

7.1.1.1.5. Formula de polyflo. 230

7.1.1.1.6. Formula de renouard. 230


7.1.1.1.8. Velocidad del gas dentro de las redes para baja presión. 231

7.1.1.2.1 .Diseño a media presión. 231

7.1.1.2.2 . Formula de mueller. 231

7.1.1.2.3 . Velocidad en el tramo. 232

7.1.1.2.4 . Longitud equivalente. 233

7.2. Diseño de redes glp con tanque estacionario. 233

7.2. 1. Parámetros de diseño para los tanques estacionarios de almacenamiento. 234

7.2. 1.1. Tipo de recipientes. 238

7.2. 1.2. Distancias de funcionamiento. 234

7.2. 1.3. Almacenamiento. 235

7.2. 1.4. Determinación de capacidad de gas de un tanque estacionario. 236

7.2. 1.5. Calculo de tamaño del tqe. 238

7.3 . Etapas de transición. 238

7.3.1. Acometida individual residencial única etapa de regulación. 240

7.3.2. Acometida colectiva residencial única etapa de regulación. 242

7.3.3. Acometida comercial. 244

7.3.4. Acometida industrial. 246

Capitulo 8

8.1. Aspectos Técnicos De Seguridad En Las Instalaciones. 248

8.1.1.Ventilación de ambientes. 248


8.1.2. Manejo de la ventilación. 249

8.1.2.1. Ventilación de los espacios confinados. 249

8.1.3. Evacuación de gases de la combustión. 250

Capitulo 9

9.1. Ejemplos de aplicación. 252

9.1.1. Ejemplo de aplicación 1 252

9.1.1.1 Características principales . 252

9.1.2.2. Características especificas. 253

9.1.3.3. Procedimiento. 254

9.1.3.3.1. Calcular la potencia instalada de los Gasodomesticos. 254

9.1.3.3. 2. Calcular la longitud de servicio del aparato crítico. 257

9.1.3.3.3. Calcular el diámetro en el tramo más largo. 260

9.1.3.3.4. Analisis de longitudes equivalentes. 261

9.1.3.3.5. Calculo lontitud total. 262

9.1.3.3.6. Comprobacion del diametro 263

9.1.3.3.7. Análisis de tramos. 263

9.1.2. Ejemplo de aplicación 2 274

9.1.2.1 Características principales . 274


9.1.2.3. Características especificas. 275

9.1.2.4. Procedimiento. 276

9.1.2.3.1. Calcular la potencia instalada de los Gasodomesticos. 276

9.1.2.3. 2. Calcular la eficiencia del servicio. 279

9.1.2.3.3. Calcular el caudal de diseño. 279

9.1.2.3.4. Calcular la longitud de servicio del aparato critico. 280

9.1.2.3.5. Calcular el diametro de suministro. 282

9.1.2.3.6. Se calcula perdida en la entrada. 283

9.1.2.3.7. Análisis de tramos. 283

9.1.3. Ejemplo de aplicación 3 287

Bibliografia y cibergrafia 297


Lista de figuras

Figura 1 conformacion de yacimientos de gas 38

Figura 2 animacion ley de Avogadro 50

Figura 3 animacion ley de boyle 52

Figura 4 animacion ley de charles 54

Figura 5 ley de gay- lussac 55

Figura 6 ley general de los gases 59

Figura 7 estructura molecualr metano 60

Figura 8 pentano 60

Figura 9 benceno 61

Figura 10 esquema teas pozos en explotació n 73

Figura 11 aire vs otros gases 136

Figura 12 union cobre soldar soldar 174

Figura 13 union hierro galvanizado 174

Figura 14 union racor hembra 175

Figura 15 union racor macho 175

Figura 16 union rcor abocinada 176

Figura 17 union PE-AL-PE 176

Figura 18 codo liso cobre 90° 172

Figura 19 codo bronce soldar roscar hembra 177

Figura 20 codo bronce soldar roscar macho 177

Figura 21 codo bronce roscar roscar 178


Figura 22 codo cobre liso 45 ° 179

Figura 23 codo hierro galvanizado 179

Figura 24 codo hembra y macho hierro galvanizado 180

Figura 25 semicodo hierro galvanizado 180

Figura 26 codo calle 180

Figura 27 codo pealpe 181

Figura 28 codo pe-al-pe y hembra 181

Figura 29 conector abocinado 182

Figura 30 union pe-al-pe y hembra 182

Figura 31 union acero ccst ensamble 182

Figura 32 union acero ccst 183

Figura 33 tee cobre liso 183

Figura 34 tee racor abocinado roscado macho 183

Figura 35 tee bronce roscar 184

Figura 36 tee bronce abocinado 184

Figura 37 tee bronce roscar 184

Figura 38 tee hierro galvanizado 185

Figur 39 Tee pe-al-pe 185

Figura 40 reduccion concéntrica hierro galvanizado 185

Figura 41 bushing hierro galvanizado 186

Figura 42 bushing hierro galvanizado macho macho 186

Figura 43 valvula de cierre hembra 187

Figura 44 valvula de cierr macho 187


Figura 45 valvula de cierre pe-al-pe hembra macho 187

Figura 46 valvula en angilo hembra macho 187

Figura 47 valvula solenoide 188

Figura 48 grapa metalica 190

Figura 49 grapa deslizable 190

Figura 50 grapa doble 190

Figura 51 grapa deslizable bajo riel 191

Figura 52 abrazadera para tubo 191

Figura 53 grapa de suspensió n 191

Figura 54 soporte para grapas 192

Figura 55 soporte para tubos 192

Figura 56 soporte en angulo para tubos 192

Figura 57 soporte para líneas de tubos 193

Figura 58 soprte para grandes grapas 193

Figura 59 pasa muros 193

Figura 60 herramienta manual 194

Figura 61 herramienta para tubos 195

Figura 62 tarraja manual 195

Figura 63 abocinador 196

Figura 64 doblatubo de resorte 196

Figura 65 corta tubo pe-al-pe 197

Figura 66 odometro 197

Figura 67 odometro 198


Figura 68 detector de metales 198

Figura 69 detector de metales 199

Figura 70 herramienta rotacional 200

Figura 71 compresor de aire 200

Figura 72 tarraja eléctrica 201

Figura 73 refrentador de tubería 201

Figura 74 tarraja eléctrica 202

Figura 75 gasodomesticos hogar 202

Figura 76 equipos a gas de calefacció n 203

Figura 77 equipos a gas de usu industrial 203

Figura 78 esquema caldera 204

Figura 79 cuarto de calderas 204

Figura 80 aire acondicionado industrial 205

Figura 81 cuarto frio 205

Figura 82 cocinas industriales 206

Figura 83 esquema regulador de acció n directa 207

Figura 84 esquema de regulador de acció n pilotada 208

Figura 85 regulador de flujo axial 209

Fgura 86 regulador de flujo radial 210

Figura 87 medidor de flujo volumétrico 212

Figura 88 medidor de acció n lobular 213

Figura 89 esquema funcionamiento medidor lobular 213


Figura 90 medidor de caudal má sico 214

Figura 91 medidor de presió n diferencial. 214

Figura 92 esquema reducció n electroquímica 215

Figura 93 esquema celda electroquímica 218

Figura 94 esquema oxidació n por anodo de sacrificio 218

Figura 95 esquema bá sico de distribució n interna de redes a gas en hogares 220

Figura 96 esquema regulació n en una etapa 221

Figura 97 esquema regulació n en dos etapas tipo a 222

Figura 98 esquema regulació n en dos etapa tipo b 222

Figura 99 esquema regulació n en dos etapas tipo c 223

Figura 100 esquema regulació n en tres etapas tipo a 223

Figura 101 esquema regulació n en tres etapas tipo b 224

Figura 102 esquema tanque estacionario glp 236

Figura 103 esquema general de acometida de redes a gas 239

Figura 104 esquema en alzado nicho acometida individual una sola etapa de regulació n

240

Figura 105 esquema en planta nicho acometida individual una sola etapa de regulació n

241

Figura 106 esquema en corte nicho acometida individual una sola etapa de regulació n 241

Figura 107 esquema en alzado nicho acometida colectiva una sola etapa de regulació n 242

Figura 108 esquema en planta nicho acometida colectiva una sola etapa de regulació n 243

Figura 109 esquema en corte nicho acometida colectiva una sola etapa de regulació n 243
Figura 110 esquema en alzado nicho acometida individual comercial una sola etapa de

regulació n 244

Figura 111 esquema en planta nicho acometida individual comercial una sola etapa de

regulació n 244

Figura 112 esquema en corte nicho acometida individual comercial una sola etapa de

regulació n 245

Figura 113 esquema en alzado nicho acometida colectiva una sola etapa de regulació n 245

Figura 114 esquema en planta nicho acometida colectiva una sola etapa de regulació n 245

Figura 115 esquema en corte nicho acometida colectiva una sola etapa de regulació n 246

Figura 116 esquema en alzado nicho acometida industrial 246

Figura 117 esquema en corte nicho acometida industrial 246

Figura 118 esquema general gran consumidor 247

Figura 119 isometrico de distribució n arquitectó nica 253

Figura 120, 124. 128 informacion técnica gasodomestico estufa 254

Figura 121, 125 , 129 informacion técnica gasodomestico calentador acumulado r 255

Figura 122, 126, 130 parametros técnicos calentador 256

Figura 123 127 , 131 isometrico ejemplo 1. Ejemplo 2 y ejemplo 3 296


Lista de tablas

Tabla 1. Reservas de gas natural dic 2013 42

Tabla 2. Distribució n reservas probadas dic 2013 43

Tabla 3. Distribució n reservas probables dic 2013 43

Tabla 4. Distribució n reservas posibles dic 2013 44

Tabla 5. Demanda nacional GBTU 45

Tabla 6. Decrecimiento reservas probadas-probables-posibles 46

Tabla 7. Valores físicos para algunos hidrocarburos 62

Tabla 8 . Valores físicos para GLP Y GN hidrocarburos 63

Tabla 9. Composició n general del Gas Natural en Colombia 65

Tabla 10. Composició n general del Gas GLP en Colombia 65

Tabla 11. Gravedad especifica de gas 66

Tabla 12. Poder calorífico de los gases combustibles 67

Tabla 13. Presió n de vapor 68

Tabla 14. Punto de ebullició n 68

Tabla 15. Límite de inflamabilidad 69

Tabla 16. Condiciones críticas de los gases 69

Tabla 17. Calor latente de vaporizació n 70

Tabla 18. Volumen de gas liquido 70


Tabla 19. Características moleculares de agentes presentes en el proceso de combustió n 135

Tabla 20 . Densidad relativa de algunos gases con respecto al aire

en condiciones normales (n) 137

tabla 21. referencias normativas colombiana 147

tabla 22. Referencias normativas internacionales – ASTM 147

tabla 23. Tuberia rigida tipo k. 148

tabla 24. Tuberia rigida tipo l 149

tabla 25. Alcance mecanico de trabajo tubos rigido tipo k y l 150

tabla 26. Alcance mecanico de trabajo tubos rigido tipo k y l 150

tabla 27. Referencias normativas colombianas 152

tabla 28. Referencias normativas internacionales – ASTM 152

tabla 28 a. Tuberia flexible tipo k 153

tabla 29. Tuberia flexible tipo l 153

tabla 30. Alcance mecanico de trabajo tubos flexibles tipo k y l 154

tabla 31. Dimensiones tubería de acero. 155

tabla 32. Referencias normativas 156

tabla 33. Referencias normativas internacionales – ASTM ANSI 157

tabla 34. Características tubería negra acero al carbó n 157

tabla 35. Alcance mecá nico de trabajo tubos negros acero al carbó n cedula 40 158

tabla 36. Referencias normativas 160

tabla 37. Características tubería negra acero al carbó n 161

tabla 38. Alcance mecanico de trabajo tubos negros acero al carbon cedula 40 162

tabla 39. Referencias normativas 163


tabla 40. Características tubería negra acero al carbó n 164

tabla 41. Alcance mecá nico de trabajo tubos negros acero al carbó n Cedula 40 165

tabla 42. Características tubería de aluminio cedula 40 con cromalum

Cumple norma aa series 6000 167

tabla 43. Referencias normativas ntc 167

tabla 44. Referencias normativas ASTM 168

tabla 45. Alcance mecá nico de trabajo Tubos en aluminio con cromalum cedula 40 168

tabla 46. Tuberin de acero inoxidable csst corrugated stainless steel tubing 170

tabla 47. Referencias normativas ntc 170

tabla 48. Referencias normativas ASTM y ANSI 171

tabla 49. Alcance mecá nico de trabajo de acero inoxidable

(Corrugated stainless steel tubing) 171

tabla 50. Tubería tricapa polietileno aluminio polietileno 173

tabla 51. Separació n entre elementos de fijació n tramos rectos 189

tabla 52. Factor "c" en funció n del diá metro para fó rmula de pole diseñ o de líneas a baja

presió n (fó rmula de polyflo) 229

abla 53. Tabla de potencias 233

tabla 54. Tabla de longitudes equivalentes de tubería recta en accesorios 233

tabla 55. Distancias con respecto a edificaciones y entre tanques. 235

tabla 56. Distancias con respecto a edificaciones y entre tanques. 251

tabla 57. Cuadro de longitudes ejemplo 1 258

tabla 58. Valores comerciales tubería en acero galvanizado 261

tabla 59. Tabla para cá lculo de longitudes equivalentes 261


tabla 60. Cuadro de longitudes ejemplo 2 264

tabla 61. Tabla para cá lculo de longitudes equivalentes 264

tabla 62. Longitud total 264

tabla 63. Tabla para cá lculo de longitudes equivalentes 266

tabla 64. Longitud total 266

tabla 65. Cuadro de longitudes 268

tabla 66. Tabla para cá lculo de longitudes equivalentes 268

tabla 67. Longitud total 269

tabla 68. cuadro de longitudes 271

tabla 69. Tabla para cá lculo de longitudes equivalentes 271

tabla 70. Longitud total 271

tabla 71. Cuadro de longitudes 280

tabla 72. Cuadro de longitudes 282

tabla 73. Factor c de fricció n 282

tabla 74. Diá metros comerciales tubería acero galvanizado 284

tabla 75. Tabla para cá lculo de longitudes equivalentes 285

tabla 76. Longitud total 286

Lista de grá ficos


Grafico 1 plano de localizació n 98

Grafico 2 plano de replanteo 100

Grafico 3 plano de cimentació n 101

Grafico 4 plano de distribució n 102

Grafico 5 plano de corte 103

Grafico 6 plano de cubierta 104

Grafico 7 plano de fachada 106

Grafico 8 plano eléctrico 107

Grafico 9 plano de escalera 108

Grafico 10 plano hidrá ulico 109

Grafico 11 simbología redes a gas 111

Grafico 12 simbología equipos 112

Grafico 13 simbologia instrumentació n 113

Grafico 14 simbologia informativa y de control 114

Grafico 15 coordenadas descriptiva de puntos 116

Grafico 16 descriptiva de líneas 117

Grafico 17 isometrico descriptivo 118


1. Título

Manual Para El Ingeniero Civil De Diseñ o, Construcció n y Supervisió n De Gasoductos En

Edificaciones

2. Áreas

Construcció n de redes de fluidos en edificaciones.

3. Antecedentes.

Desde el añ o de 1961 Colombia opto por el aprovechamiento del gas como recurso

energético a partir de ese momento la actividad relacionada con la prestació n del servicio

de gas en la puerta de los usuarios se ha desarrollado con el avance en materia normativa y

creació n de nuevos materiales y equipos a gas.

La normatividad que hoy en día tiene el país con respecto a la prestació n de un servicio de

calidad está ligada con aspectos regulados en cuanto a la calidad del gas, la calidad de los

materiales de construcció n, la calidad de los instrumentos mecá nicos, la calidad de los

equipos que funcionan con gas, la calidad de las edificaciones, la calidad arquitectó nica de

los espacios, la calidad de los operarios dedicados a los montajes, la calidad del medio

ambiente y a la calidad de los procesos.

En un principio las redes a gas se diseñ aban con base en normas internacionales y se

aprovechaba la experiencia de otros países en el tema. Sin embargo a empresas

instaladoras no observaban de manera meticulosa procesos que permitieran calidad en la

llama de los equipos y en consecuencia la mala combustió n siempre estuvo presente en la

prestació n del servicio sin que se presentaran pérdidas materiales y pérdidas humanas a

causa de estos procedimientos constructivos, sin embargo con la aparició n de nuevos

equipos a gas
comienza a evidenciarse pérdidas humanas pos causas de mal dimensionamiento de redes

y mala ventilació n de recintos, la manipulació n de redes por parte de manos inexpertas y

algunas veces inescrupulosas fueron detonante de pérdidas materiales a causas de

conflagraciones generadas por un uso inadecuado de las redes de gas.

El gas es un combustible y para su conducció n en edificaciones se usan tuberías de

dimensiones relativamente pequeñ as esta apariencia genera un exceso de confianza por

parte de los usuarios y por parte de algunos operarios si calificació n, esta falsa apreciació n

derivo en manipulació n de redes, para la adició n de puntos con fines de conectar nuevos

equipos a gas, el resultado ha sido de graves consecuencias por causa de perdidas humanas

y materiales. En virtud de lo anterior el gobierno colombiano especializo el sector del gas

en Colombia y creo agencias dedicadas al control del ejercicio de la prestació n de un

servicio con calidad y anular las pérdidas materiales y humanas. La funció n de las

entidades es reglamentar y normalizar la calidad de la cadena del servicio de gas con base

en leyes nacionales, decretos, resoluciones y circulares que obligan a las empresas

distribuidoras de gas a establecer procesos asertivos para dar al usuario un diseñ o de

calidad, una instalació n de calidad, un monitoreo de calidad, una supervisió n de calidad y

un mantenimiento de calidad. Para tal fin es indispensable que haya profesionales idó neos

con responsabilidad constitucional en el ejercicio del alcance de la prestació n de un buen

servicio de redes de combustible en edificaciones.

Es por esta razó n que cabe la siguiente pregunta. ¿Hasta dó nde tiene alcance el ingeniero

civil en la proyecció n, construcció n, ampliació n, supervisió n y mantenimiento de redes a

gas?
4. Planteamiento del problema

Dado que la resolució n 90902 de 2013 establece que la constitució n y la ley ordena calidad

e idoneidad en el suministro de un servicio pú blico de calidad

es pertinente preguntar.

¿Tiene el ingeniero civil dado el alcance de sus estudios una guía actualizada sobre la forma

como se deben proyectar las redes a gas para edificaciones?

5. Marco teórico y estado del arte

Actualmente existen normas técnicas para la conformidad de las redes a gas, existen

escritos sobre el diseñ o de redes a gas, el reconocido ingeniero Rafael Pérez Carmona es

autor de un libro sobre el tema, la empresa de servicios pú blicos de Medellín también ha

publicado una guía sobre dimensionamiento de redes, la revista construdata también ha

publicado artículos, igualmente hay bastante teoría sobre fundamentació n teó rica de los

gases en publicaciones de otros países y también de Colombia. sin embargo, en la

actualidad no existe un documento que contemple el diseñ o de redes y que a su vez ilustre

la fundamentació n general, histó rica, teó rica y técnica sobre las redes a gas en

edificaciones.

6. Justificación

El presente manual ilustra el origen y el estado del gas de una manera sencilla y fá cil de

entender, también se tiene una aproximació n del estado actual del recurso energético y la

proyecció n del mismo a 10 añ os, de manera ilustrativa los principios físico químicos del gas

se abordan de manera que el lector entienda el comportamiento y la composició n de los

gases combustibles usados en las reses a gas, consecuentemente por ser nuestro país un

estado de derecho y con base en el espíritu constitucional se aborda el la normatividad


ligada
al tema de las de redes a gas en Colombia y finalmente se aborda la informació n necesaria

para el diseñ o de redes a gas de conformidad con la teoría científicamente comprobada y

aceptada por las empresas distribuidoras de gas.

7. Objetivos

Elaborar un manual para el ingeniero civil que sirva como referente para la dotació n de

servicio de suministro de gas en edificaciones.

8. Objetivos específicos

1) Explicar el origen del gas

2) Conocer el estado actual de las reservas gasíferas

3) Informar sobre la evolució n del gas en Colombia

4) Identificar la entidad relacionada con el sector del gas

5) Conocer la normatividad del sector

6) Comprender el comportamiento del gas y el alcance de los gases combustibles

7) Conocer la terminología sobre las redes a gas

8) Identificar la metrología aplicada a las redes a gas

9) Conocer el fundamento científico de las fó rmulas para diseñ o

10) Identificar materiales, herramientas, equipos e instrumentació n usada en redes a gas

11) Dimensionar redes

12)Verificar recintos

13)Orientar condiciones de seguridad


9. Alcance

Dotar de un manual a los ingenieros que opten por el diseñ o de redes a gas

10. Delimitación geográfica

Este manual opera en todo el territorio nacional colombiano

11.Duración

La parte normativa y de jurisdicció n de este manual está en constante evolució n.

12.Concepto

El manual en contexto busca ubicar al ingeniero civil en un contexto socio técnico respecto

a las redes a gas.

13.Metodología

La metodología del manual está orientada al conocimiento general sobre los aspectos

relacionados con la normatividad y las propiedades de los gases par finalmente poder tener

el conocimiento para el dimensionamiento de redes a gas, su construcció n y sus

necesidades futuras.

Prefacio

A partir de la legislació n relacionada con las redes a gas en edificaciones y por la e norme

responsabilidad social que se debe observar sobre el tema del confort, economía y

seguridad de los usuarios de los servicios pú blicos, se plantea la necesidad de tener

herramientas efectivas para el Ingeniero Civil quien de acuerdo a la normatividad vigente

del sector del gas es el profesional que debe estar presente en todos los momentos del

proceso relacionado a la prestació n de un servicio pú blico de calidad.


Capítulo 1

1. Generalidades del gas

1.1 Origen del gas

1.1.1 Gas natural

La ley de la conservació n de la energía explica como la energía no se crea ni se destruye,

simplemente cambia de estado y de huésped, esta primera reflexió n es importante para

entender el origen del gas natural. Nuestro planeta por 4650 millones de añ os ha estado

bañ ado por el sol esa energía ha sido absorbida por nuestra maquinas bio que las usa para

realizar el trabajo transformador de nuestra tierra.

La diná mica terrestre se ha desarrollado desde la era arcaica hasta nuestra era actual. Cada

una de estas eras tiene una duració n en el tiempo y se identifica por el tipo de organismo

que la habitó y se identifican periodos específicos en ellas, de esta manera llegamos al

periodo carbonífero de la era paleozoica hace 345 millones de añ os aquí se identifica la

presencia de bosques de helechos y presencia de reptiles. La dinámica tectó nica, los

mecanismos del intemperismo, los ciclos estacionarios y glaciaciones han ido acumulando

en capas estructurales los sedimentos originados por la dinámica geomorfoló gica terrestre,

eso sedimentos fueron sometidos a presiones y temperaturas que transformaron su

estructura molecular dando origen a minerales combustibles actualmente explotados en

forma de carbó n, petró leo y gas.


Fig. 1 Fuente: Tomado de presentació n presentada por Casilda villescas en slide player.es

Las trasformaciones que sufren los sedimentos hasta convertirse en gas natural tiene

diversos orígenes; el primero es de tipo termogénico y el segundo biogénico

La primera transformació n deriva del gradiente geotérmico al que está expuesto el

sedimento y la presió n que soporta este material sedimentario, estas variables rompen las

cadenas pesadas de los hidrocarburos dejando flotar en la estructura el hidrocarburo má s

liviano y se encuentran atrapados a profundidades entre los 1000 m y 4000 m.

La segunda transformació n está asociada a la acció n de organismo bacteriales los cuales

descompone la materia transformá ndola en gas natural muy cercano a la superficie

terrestre con profundidades inferiores a 1000 m.

Otra hipó tesis que se le atribuye al origen del gas lo exponen geó logos rusos quienes

argumentan un origen abió tico del gas, estiman que el gas se forma en profundidades de
mantos rocosos y migra hacia estructuras má s superficiales donde queda atrapado para su

posterior explotació n.

1.1.1.1 Propiedades de los pozos gasíferos

Es importante tener en cuenta la diferencia que existe entre el petró leo condensado y el

gas, cuando un yacimiento de petró leo en fase de exploració n es valorado su capacidad

energética se determina por el volumen y el grado (API)

141.5
API   135. 5
 liquido
 agua

El volumen del reservorio está estimado por varios métodos que permiten cuantificar el

espacio intersticial de la formació n contenedora para determinar la cantidad de mineral

yacente.

Al obedecer a las leyes bá sicas de los gases, estos reservorios está n identificados por la

temperatura y presió n in situ del recurso energético a mayor presió n la energía cinética del

gas disminuye consolidá ndose en vapor condensado (hú medo) y si la presió n disminuye,

pero la temperatura aumenta se genera un gas má s libre (seco) de compuestos asociados a

la naturaleza propia del gas.

El gas natural tiene tres aspectos compositivos en su estado natural, casi siempre es posible

encontrar gas en pozos explotados, el gas se presenta como un subproducto de la

explotació n de petró leo y se aprovecha para procesos propios de la explotació n y como

remanente sin uso particular y en ocasiones para su explotació n comercial, este gas se

llama asociado (condensado)


1.1.1.2 Calculo de reservas

Con una presió n absoluta de 14.7 psia. Y una temperatura 15.56 °C como condiciones

está ndar de medició n de reservorios en pies cú bicos se mide de las siguientes maneras;

método volumétrico, método de balanceo de materiales y método de declinació n de presió n

P/Z

1.1.1.2.1 Método volumétrico

En donde:

G  43560  A  H  %1  SW bg1


i
G Gas inicial del reservorio
43560 Factor de conversión de acres a pies cúbicos
A Área del reservorio en acres
H Espesor de arenas netas del reservorio
% porosidad de la roca reservorio.
Swi saturación de agua ingnata
Bgi. factor volumétrico inicial del gas .

La variable de saturació n agua ingnata está definida por la cantidad de agua en volumen de

poros

Para comprender el termino Bgi. Debemos estimar:

P = Presió n del pozo

Pb = Presió n base

T = Temperatura de pozo
Tb = Temperatura base

Z y Zb = Factor de compresibilidad del reservorio y de superficie

En la siguiente expresió n.

PbTz
Bgi PTbZb

Pero si el barril (bbl) está en condiciones cubicas está ndar (scf) bbl/scf.

La expresió n matemá tica quedara de la siguiente forma.

1
G  7758  A  H  %1  SwiBg
i
Todo esto para campos nuevos. Solo si se tienen datos altamente confiables.

1.1.1.3 Principales cuencas gasíferas en Colombia.

Los panoramas mundiales de las reservas de gas permiten elaborar un concepto sobre el

futuro gasífero en Colombia, estos valores permiten apreciar la evolució n del suministro

energético para nuestro país.

Colombia cuenta con varias instituciones que está n al día en mediciones de los reservorios

y los pronó sticos del consumo doméstico con el propó sito de mantener una política

constante en busca de fuentes de esta energía y son a continuació n; Ecopetrol, la UPME

(unidad de planeació n minero energética), ANH (agencia nacional de hidrocarburos) CREG

(comisió n reguladora de energía y gas).


Las reservas de gas en Colombia está n clasificadas en; reservas probadas, reservas

probables y reservas posibles

Existe un balance probado de las reservas ya que mediante decreto 2100 del 2011 se exige

mecanismos para asegurar el abastecimiento mediante operaciones confiables para la

explotació n de hidrocarburos.

Con base en el artículo de este decreto se expide la resolució n 72206 de 2014 del ministerio

de minas y energía en el cual obligan a importadores y productores, declarar la producció n

de los pozos de gas y los compromisos futuros de comercializació n como insumo para

realizar los balances sectoriales y regionales para proyectar el déficit de abastecimiento del

sector de manera gradual hacia el futuro.

El primer informe se registra el 31 de diciembre de 2013 con la siguiente informació n.

RESERVAS DE GAS NATURAL DIC 2013

TIPO UND CANTIDAD %

PROBADAS *TPC 5.51 86

PROBABLES TPC 0.51 8

POSIBLES TPC 0.39 6

TOTAL 6.41 100

Tabla 1. Reservas de gas natural dic 2013 * Tpc=Terapies cú bicos


DISTRIBUCION RESERVAS PROBADAS DIC 2013

CUENCA UND CANTIDAD %

LLANOS TPC 2.755 50

GUAJIRA TPC 1.7081 31

VALLE INFERIOR MAGDALENA

VALLE MEDIO MAGDALENA TPC 1.0469 19

VALLE SUPERIOR Y CATATUMBO

Tabla 2. Distribució n reservas probadas dic 2013

DISTRIBUCION RESERVAS PROBABLES DIC 2013

CUENCA UND CANTIDAD %

LLANOS TPC 0.186966 36.66

VALLE INFERIOR MAGDALENA TPC 0.171156 33.56

VALLE MEDIO MAGDALENA TPC 0.108528 21.28

CATATUMBO TPC 0.022287 4.37

CORDILLERA ORIENTAL TPC 0.016779 3.29

VALLE SUPERIOR MAGDALENA TPC 0.004284 0.84

GUAJIRA TPC 0 0

TOTAL TPC 0.51 100

Tabla 3. Distribució n reservas probables dic 2013


DISTRIBUCION RESERVAS POSIBLES DIC 2013

CUENCA UND CANTIDAD %

VALLE INFERIOR MAGDALENA TPC 0.226161 57.99

VALLE MEDIO MAGDALENA TPC 0.07137 18.3

LLANOS TPC 0.059514 15.26

CORDILLERA ORIENTAL TPC 0.026949 6.91

VALLE SUPERIOR MAGDALENA TPC 0.006006 1.54

TOTAL TPC 0.39 100

Tabla 4. Distribució n reservas posibles dic 2013

Como resumen se concluye el alto valor energético del valle de la magdalena y la vertiente

oriental del país.

Con base en la demanda nacional el escenario de consumo al 2023 se puede evidenciar en la

siguiente informació n.

DEMANDA NACIONAL GBTU

SECTOR

REFINERIA 150 170 220 250 270 290 350 370 430 450

INDUSTRIAL 260 300 310 320 350 360 380 385 390 300

TERMOELECTRICO 310 270 240 280 300 150 100 105 110 120

TRANSPORTE 90 92 95 97 110 115 120 122 125 130

RESIDENCIAL 130 134 138 138 140 142 145 150 160 165

COMERCIAL 40 45 48 52 60 64 67 70 73 75

PETROQUIMICO 25 26 28 29 22 20 22 24 26 27

AÑ O 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

Tabla 5. Demanda nacional gbtu


Es evidente el crecimiento de la demanda con un consumo importante del sector energético,

industrial y minero.

Para equilibrar los factores de mercado se obtiene en el siguiente esquema el alcance de los

reservorios a futuro y obtenemos;


TPC DECRECIMIENTO RESERVAS PROBADAS-PROBABLES-POSIBLES

6.25
POSIBLES

5.75 PROBABLES

5.5

5.25 PROBADAS

4.75

4.5

4.25

3.75

3.5

3.25

2.75

2.5

2.25

1.75

1.5

1.25

añ o 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

Tabla 6. Decrecimiento reservas probadas-probables-posibles


Este escenario nos conduce a tener previstos tres escenarios para satisfacer el creciente

consumo nacional

El primero es incrementar la exploració n de nuevos pozos, seguidamente la importació n y

por ú ltimo la innovació n en nuevos recursos energéticos para evitar la dependencia de los

hidrocarburos.

1.1.2 Gas licuado de petróleo

La explotació n de petró leo y gas trae como subproducto en un porcentaje por debajo del

6% gases (etano propano u butano) cuyas propiedades físicas le permiten tomar un estado

líquido a bajas presiones para facilidad de transporte y distribució n en estado líquido. En

procesos de refinería la destilació n de gasolina también deja como subproducto este tipo de

gases que mediante fraccionamiento obtienen sus propiedades.

1. 2. Propiedades físicas de los gases

En general los gases poseen propiedades inherentes a sus estructuras ató micas se

considera como gas a los elementos o compuestos cuya apariencia en estado natural

presenta uno de los estados bá sicos de la materia. Este estado es el gaseoso y mientras el

estado só lido presenta una geometría definida, el líquido tiende a acomodarse a espacios

definidos, el estado gaseoso se presenta en partículas pequeñ ísimas que al ser confinados

se acomodan al medio que los contiene.

En el estado gaseoso se identifican las siguientes propiedades físicas

Forma indefinida

Volumen indefinido
Comprensibilidad límite hasta el estado liquido

Expansibilidad límite hasta generar espacio infinito entre partículas

1.2.1 Leyes físicas de los gases

Los gases poseen una particularidad bá sica en su estructura general con referencia al

comportamiento de sus elementos o compuestos que presentan un modelo de

comportamiento físico definido por observaciones y mediciones cuando el gas se somete a

valoraciones que representan su:

-Masa

-Presió n

-Volumen

-Temperatura

Estas propiedades gaseosas se determinan por el comportamiento natural de los gases y

que se exponen en la teoría cinético-molecular que expresa lo siguiente:

-El espacio intermolecular o interató mico es inmenso comparado con el tamañ o de sus

componentes, lo que concluye que el volumen del gas es mayormente vacío.

-Los cumplimientos de las leyes diná micas está n presentes en el comportamiento de las

partículas que lo componen ya que debido a la ley de la conservació n de la energía el

continuo movimiento recto genera choques elá sticos que transmiten o ceden energía entre

partículas o contra las paredes de los recipientes


-El choque genera energía en forma de movimiento y temperatura, el movimiento genera

energía cinética y la temperatura es proporcional a su energía cinética, se puede traducir en

forma de energía caló rica.

-La presió n que un gas ejerce sobre un sistema cerrado va directamente relacionada con el

nú mero de choques entre partículas a mayor cantidad de partículas chocando entre so hay

mayor presió n.
1.2.2 Leyes básicas de los gases

1.2.2.1Ley de Avogadro

En un sistema cerrado el gas experimenta un aumento de volumen si se aumenta la

cantidad de gas en el sistema, sin cambiar el valor de la temperatura del sistema y sin

cambiar la presió n dentro del sistema.

Figura 2. Ley de avogadro Fuente: http://www.educaplus.org/

Con base en la representació n anterior expresamos este comportamiento en un modelo

matemá tico

V1 V2
n1  n2
Con base en esta expresió n matemá tica podemos obtener cualquiera de las variables dentro

del modelo matemá tico.


V 2 n 1
V1  n2

V 1 n 2
V2  n1
V2n1
n2 
V1
V 1 n2
n1  V2

Entonces se cumple que:

V
n k
Las condiciones iniciales en un sistema cerrado a temperatura y presió n constante

experimentan cambios de volumen en proporció n a la adició n del nú mero de moles de gas

Se concluye que:

El volumen es directamente proporcional al nú mero de moles de gas en un sistema cerrado

La relació n volumen vs nú mero de moles es constante en un sistema donde la presió n y la

temperatura se mantienen sin variació n.

La presió n se mantiene constante al equilibrarse el sistema durante la transició n entre el

nú mero de moles inicial y el nú mero de moles final. En un sistema cerrado a temperatura

constante y presió n constante.


1.2.2.2 Ley de Boyle

En un sistema cerrado el gas experimenta una disminució n de su volumen al incrementarse

la presió n, sin cambiar el valor de la temperatura del sistema.

Figura 3. Ley de boyle. http://www.curriculumenlineamineduc.cl/605/w3-channel.html

Con base en la representació n anterior expresamos este comportamiento en un modelo

matemá tico

P1V1  P2V2

Con base en esta expresió n matemá tica podemos obtener cualquiera de las variables dentro

del modelo matemá tico.


P2V2
P1  V1

P2V2
V1  P1

P1V1
P2  V2

P1V1
P2  P2

Entonces se cumple que:

PnVn  k
Las condiciones iniciales en un sistema cerrado a temperatura constante se mantienen igual

a las condiciones finales.

Se concluye que:

El volumen es inversamente proporcional a la presió n

La presió n por el volumen es constante es un sistema donde la cantidad de gas se mantiene

igual.

Presió n inicial por volumen inicial es igual a presió n final por volumen final en un sistema

cerrado en condiciones de presió n absoluta*

Pabs  Patm  Pman

Presió n absoluta*
1.2.2.3 Ley de Charles

En un sistema cerrado el gas experimenta un aumento de volumen si la temperatura se

incrementa y disminuye el volumen si la temperatura baja sin que haya cambio en el valor

de la presió n dentro del sistema.

Figura 4. Ley de boyle. http://www.curriculumenlineamineduc.cl/605/w3-channel.html

V1 V2
T1
 T2
Con base en esta expresió n matemá tica podemos obtener cualquiera de las variables dentro

del modelo matemá tico.

V1T2
T1  V2

V2T1
T2  V1

V2T1
V1  T2

V1T2
V2  T1

Entonces se cumple que:


V
T k
Las condiciones iniciales en un sistema cerrado a presió n constante se mantienen igual a las

condiciones finales.

Se concluye que:

El volumen es directamente proporcional a la temperatura

La temperatura por el volumen es constante es un sistema donde la cantidad de gas se

mantiene igual.

Temperatura inicial por volumen inicial es igual a Temperatura final por volumen final en

un sistema cerrado en condiciones de presió n absoluta*

1.2.2.4 Ley de Gay-lussac

En un sistema cerrado con volumen constante el gas experimenta un aumento de

temperatura y presió n si se incrementa el calor al sistema.

Figura 5. Ley de Gay-lussac. http://www.curriculumenlineamineduc.cl/605/w3-channel.html


P1 P2
T1
 T2
Con base en esta expresió n matemá tica podemos obtener cualquiera de las variables dentro

del modelo matemá tico.

P2 T 1
P1  T2

V1 T 2
P2  T1
P2 T 1
T2 
P1
P1T 2
T1  P2

Entonces se cumple que:

P
T k
Las condiciones iniciales en un sistema cerrado a volumen constante se mantienen igual a

las condiciones finales.

Se concluye que:

La presió n es directamente proporcional a la temperatura

La relació n entre presió n y temperatura se mantiene constante en un sistema donde la

cantidad de gas se mantiene igual y el volumen no cambia.


Presió n inicial sobre temperatura inicial es igual a presió n sobre volumen final en un

sistema cerrado en condiciones de volumen constante*

1.2.2.5 Ley de los gases ideales

Para las leyes bá sicas en un sistema cerrado con las variables; volumen, temperatura,

presió n, numero de moles, se sabe qué la relació n o producto entre dos de estas variables

mantiene una de las otras dos y el nú mero de moles constante.

Al retomar estas relaciones producto tenemos en cada caso las siguientes expresiones

matemá ticas donde se refleja en término de nú mero de moles el enunciado de la ley de los

gases ideales.

VP  kn
V
T  kn
V
T  kn
P
T  kn

Es sencillo observar que el valor constante que se presenta en cada una de las expresiones

lo que nos posibilita dar un orden a un modelo matemático que involucre todas las variables.

VP  nRT
Donde:

P= Presió n absoluta
V=Volumen

N= Nú mero de moles

R= Constante universal de los gases

T= Temperatura absoluta

Se puede obtener

VP
nT 
Para generalizar que:

V1 P1 V2 P2
n1T1  n2T2

1.2.2.6 Ley general de los gases

Con la ley de los gases ideales podemos ubicar el modelo matemá tico en un sistema

cerrado donde el nú mero de moles se mantiene constante, de esta manera al situar el

sistema con condiciones iniciales y finales se puede diferir una nueva expresió n

matemá tica.
Figura 6. Ley general de los gases . http://www.curriculumenlineamineduc.cl/605/w3-channel.html

Condició n inicial con n constante

V1P1
n 1 R1  T1

V2P2
n 1 R2  T2

En conclusion

V1P1
T1  V2P2
T2  k
1.3 Propiedades químicas de los gases hidrocarburos

Los gases hidrocarburos son compuestos orgá nicos cuyos elementos compositivos son el

carbono y el hidrogeno.
1.3.1Clasificación de los gases hidrocarburos

1.3.1.1Generalidades

Las uniones entre el nú cleo carbó nico y los hidró genos dan origen a compuestos

clasificados de acuerdo con las estructuras que conforman. Las estructuras formadas en

forma de rama se llaman alifá ticos y las estructuras con formas cerradas en forma

hexagonal se llaman aromá ticos.

Los hidrocarburos alifá ticos se reclasifican en Alcanos, Alquenos, Alquinos y

Cicloalifaticos Alcanos, se definen por ser estructuras con uniones simples

Metano por ejemplo se muestra así: CH4

Figura 7 fuente: http://es.slideshare.net/leonelacarmen/el-metano

Pentano por ejemplo se muestra asi:C5H12


Figura 8 pentano https://userscontent2.emaze.com/images/6075dcb3-775d-47b4-82db-6192217d6976/ba49f3c7-

fc27-4a5d-bfa3-ec4c2295c8a5.png

Aromá ticos se definen por tener estructuras hexagonales con uniones dobles.

Benceno por ejemplo se muestra así:

Figura 9 benceno https://www.google.com.co/url?


sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=imgres&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiEq5CsoN

bRAhVGLyYKHTluB5MQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fmx.depositphotos.com%2F50851649%2Fstock-illustration-

structural-chemical-formulas-and-model.html&psig=AFQjCNG5Imqx-CQQC-

SWZxqX07WtJ01B7A&ust=1485191692586008

1.3.2 Propiedades físico químicas de los gases hidrocarburos alcanos

Las propiedades químicas de los gases hidrocarburos son importantes par a estimar su

alcance en la industria de este sector energético, de tal manera que al comprender su

estructura molecular y la capacidad energética de este se puede entender su uso seguro.

1.3.2.1 Propiedades físicas

Los hidrocarburos alcanos presentan estados que van desde el estado gaseoso (metano)

pasando por liquido (octano) y solido (hexadecano).


Por su ausencia y carencia de electrones son poco reactivos sin presencia de calor, es por

esta razó n que se les considera combustibles ya que requieren de energía caló rica para

reaccionar.

ALCANO FORMULA FUSION EBULLICION DENSIDAD*


°C °C
METANO CH4 -183 -162 .656
ETANO H3C  CH3 -182.8 -88.5 1.36
PROPANO H3C  CH2  CH3 -187 -42 2.01
BUTANO H3C  CH2 2  CH3 -138 -1 2.48
PENTANO H3C  CH2 3  CH3 -130 36 .626
HEXANO H3C  CH2 4  CH3 -95 69 .659
HEPTANO H3C  CH2 5  CH3 -90.5 98 .684
OCTANO H3C  CH2 6  CH3 57 126 .703
NONANO H3C  CH2 7  CH3 -54 151 .718
DECANO H3C  CH2 8  CH3 -30 174 .730
UNDECANO H3C  CH2 9  CH3 -26 196 .740
DODECANO H3C  CH2 10  CH3 -10 216 .749
TRIDECANO H3C  CH2 11  CH3 -6 234 .757
TETRADECANO H3C  CH2 12  CH3 5.5 252 .764

Tabla 7. Valores físicos para algunos hidrocarburos fuente: autor


PROPIEDAD GLP GN

FORMULA QUIMICA C₃H₈ CH₄

GRAVEDAD ESPECIFICA EN ESTADO LIQUIDO 0.509 0.3

GRAVEDAD ESPECIFICA EN ESTADO GASEOSO 1.52 0.6

PESO LIQUIDO A 15.56 °c 1.92 1.134

TEMPERATURA MINIMA DE IGNICION °C 460 -576.67 621.11

TEMPERATURA MAXIMA DE LA LLAMA AL AIRE °C 1926.67 1871.11

RELACION IDEAL GAS-AIRE PARA LA COMBUSTION 24-ene 10-ene

AIRE EN PIES CUBICOS PARA QUEMAR UN PIE CUBICO

DE GAS 847 9.5

CALOR LATENTE DE VAPORIZACION KWh/KG 0.12 0.142

PODER CALORIFICO EN BTU/PIE CUBICO 2530 985-1050

Tabla 8 . Valores físicos para GLP Y GN hidrocarburos fuente: autor


1.3.2.2 Propiedades energéticas

Para comprender la capacidad calorífica del glp y del gas natural es importante tener claro

la composició n total de cada uno de estos combustibles. Por esta razó n debemos entender

que entre má s puro es el gas má s grande es su capacidad calorífica es por esta razó n que las

comercializadoras está n en la obligació n de entregar un combustible certificado en carga

energética.

1.3.3 Gas natural y GLP

Es importante saber que la composició n del gas depende del sitio de extracció n ya que

vienen asociado al gas impurezas identificadas como azufre, nitró geno, dió xido de carbono,

ácido sulfhídrico y agua estas impurezas retardan la combustió n y hacer perder poder

calorífico a los combustibles, el gas en Colombia debe tener cierta carga calorífica en ese

orden los gases en promedio deben tener un valor energético de 950btu/pie cubico mínimo

a 1150 btu/pie cubico má ximo para el gas natural y de 2561.1 btu/pie para el Glp

Con estos valores entramos a ver la composició n del gas natural y del GLP de una manera

generalizada para permitir valoras su composició n químico orgá nica.


componente formula gas no asociado % gas asociado%

metano CH₄ 95 - 98 60 - 80

etano H₃C-CH3 1- 3 10 - 20

propano H₃C-CH₂-CH₃ .5 - 1 5 - 12

butano H₃C-(CH₂)₂-CH₃ .2 - .5 2-5

pentano H₃C-(CH₂)₃-CH₃ .2 - .5 1-3

dió xido de carbono CO₂ 0-8 0-8

nitró geno N 0.5 0-5

á cido sulfhídrico H₂S 0.5 0-5

otros A,He,Ne,Xe vestigios vestigios

Tabla 9. Composición general del Gas Natural en Colombia fuente: autor

componente porcentaje

propano 44.6

butano 53.3

olefinas 10.6

dioefinas 0.1

azufre 22.45

Tabla 10. Composición general del Gas GLP en Colombia


1.3.3.1 Gravedad especifica

GRAVEDAD ESPECIFICA DE GAS

HIDROCARBURO GAS VS AIRE GAS VS AGUA

METANO 0.5539 0.3

PROPANO 1.5225 0.5075

Tabla 11. Gravedad especifica de gas

La relació n en comparació n con una unidad de volumen de aire y la misma unidad de

volumen de gas se usa para comparar el peso de los diferentes tipos de gas con respecto de

una masa está ndar unitaria de aire, sirve para el diseñ o de á reas de evacuació n de gases.

También es posible obtener el mismo dato al comparar el gas en estado líquido con el agua

en estado líquido.

La calidad del combustible radica en pruebas de laboratorio que permiten conocer los

componentes corrosivos, los contenidos de azufre, aceite, densidad relativa, temperatura

de evaporació n, residuos, agua, sequedad, sulfuro de hidrogeno, á cido sulfhídrico, poder

calorífico, índice wobbe, y composició n.

La cantidad del gas se determina por métodos de medició n volumétrico en concordancia

con la presió n y la temperatura como factores de correcció n.


1.3.3.2 Poder calorífico de los gases combustibles.

HIDROCARBURO PCS PCI

METANO 1097 BTU 957 BTU

PROPANO 2517 BTU 2417 BTU

Tabla 12. Poder calorífico de los gases combustibles

La energía que desprenden los gases combustibles se hace con base en está ndares de

temperatura y presió n, estableciendo temperatura y presió n base igual a 15.6 °C y 14.696

psi. Así el poder calorífico expresado en btu/pie cubico, permite comparar la composició n

del gas para determinar su precio de distribució n.

1.3.3.3 Poder calorífico superior

La energía que se libera en la combustió n de una masa de gas a volumen constante y cuyos

productos de oxidació n son gases no combustibles má s agua líquida. Permite establecer la

eficiencia térmica para equipos de combustió n.

1.3.3.4 Poder calorífico Inferior

La energía que se libera en la combustió n de una masa de gas a volumen constante y cuyos

productos de oxidació n son gases no combustibles má s agua en forma de vapor. Permite

establecer la eficiencia térmica para equipos de combustió n.

1.3.3.5 Índice de wobbe

La calidad del gas depende de tres variables; composició n química. Poder calorífico y

evaporació n total. El índice de wobbe está relacionado con el poder calorífico y depende de

manera indirecta con la presió n y la temperatura. Y es igual a la relació n del poder

calorífico
superior entre la raíz cuadrada de la densidad relativa del gas con respecto del aire de

acuerdo con la altura donde se quema el combustible y garantiza el trabajo ejercido por el

combustible.

1.3.3.6 Presión de vapor

HIDROCARBURO PRESION DE VAPOR psia

METANO 5000

PROPANO 800

Tabla 13. Presió n de vapor

A temperatura de 37.8°C la presió n generado por el gas que está por encima de la

superficie liquida en un sistema cerrado y con medida instrumental manométrica se

determina la presió n de vaporizació n del gas dentro de un recipiente e indica la facilidad

con que se evapora el gas a temperatura constante y sirve para el diseñ o de recientes

contenedores de gas.

1.3.3.7 Punto de ebullición

PUNTO DE EBULICION PUNTO DE EBULLICION A 14.7 psia

METANO -161,667 °C

PROPANO -42.222 °C

Tabla 14. Punto de ebullició n

A temperatura está ndar de una atmosfera de presió n (14.7 psia) la evaporació n del gas en

forma turbulenta queda determinada para fines de controlar el estado líquido de los gases
1.3.3.8 Límite de inflamabilidad

HIDROCARBURO LIMITE INFERIOR % LIMITE SUPERIOR %

METANO 4% 14%

PROPANO 2.15% 9.60%

Tabla 15. Límite de inflamabilidad

1.3.3.9 Límite inferior de inflamabilidad

La cantidad mínima de gas en proporció n porcentual con el aire para mantener la llama viva

en un proceso de combustió n se usa para diseñ ar inyectores de gas para optimizació n del

uso del combustible, en caso contrario un bajo porcentaje de gas no mantendría la llama

viva.

1.3.3.10 Límite superior de inflamabilidad

La cantidad má xima de gas en proporció n porcentual con el aire para mantener la llama

viva en un proceso de combustió n se usa para diseñ ar inyectores de gas para optimizació n

del uso del combustible, en caso contrario un alto porcentaje de gas no generaría

combustió n.

1.3.3.11 Condiciones críticas de los gases

CONDICIONES CRITICAS

HIDROCARBURO TEMPERATURA °C PRESION psia

METANO -82.778 668

PROPANO 96.667 616

Tabla 16. Condiciones críticas de los gases


Para transformar un gas a estado líquido sin necesidad de bajar su temperatura por debajo

de cierto límite y solo recurriendo al ejercicio de la presió n se debe contar con ciertas

condiciones que permitan esta transformació n, si se aumenta la temperatura por encima de

este límite no es posible cambiar de estado gaseoso a estado líquido, de manera que si se

cumplen las condiciones críticas la diferencia entre gas y líquido no es observable y se

pueden medir densidades idénticas para dos estados diferentes.

1.3.3.12 Calor latente de vaporización

CALOR LATENTE DE EVAPORACION O CONDENSACION

HIDROCARBURO BTU/Lb

METANO 219

PROPANO 185.05

Tabla 17. Calor latente de vaporizació n

La cantidad de energía en forma de calor que usa el gas para vaporizarse o condensarse en

condiciones críticas y sirve de referencia para el diseñ o de vaporizadores.

1.3.3.13 Expansión volumétrica por unidad de volumen liquido de gas

VOLUMEN DE GAS Y LIQUIDO

HIDROCARBURO LIQUIDO A GAS GAS A LIQUIDO

17 GALONES LIQUIDO POR

METANO 59 PIES CUBICOSPOR GALON LIQUIDO KILOPIE CUBICO

27.5 GALONES LIQUIDO

PROPANO 36 PIES CUBICOS POR GALON LIQUIDO POR KILOPIE CUBICO

Tabla 18. Volumen de gas liquido


Cuando se toma una unidad de volumen de agua la cantidad de vapor crece 1500 % al

evaporar todo el contenido líquido, de manera inversa el gas necesita cierta cantidad

cubica de gas para obtener cierta cantidad de líquido este es el volumen correspondiente

de gas por unidad de volumen líquido.

1.3.4 Familia de los gases

Cuando los gases tienen características comunes entre si pertenecen a un grupo

determinado de gases esta propiedad comú n los agrupan en familias de gases clasificadas en

gases de primera, segunda y tercera familia, es importante tener en cuenta este aspecto ya

que el funcionamiento de los equipos a gas es diferente si se usa para el mismo equipo gas

de diferente familia, esta condijo afecta especialmente los inyectores de gas y por

consiguiente la llama y la capacidad energética del gas.

1.3.4.1 Gases de la primera familia

Son gases que se manufacturan a partir del craqueado de hulla y la aireació n del butano y

del propano

1.3.4.2 Gases de la segunda familia

Son gases naturales, en este grupo se encuentra el gas metano

1.3.4.3 Gases de la tercera familia

Los gases de la tercera familia son el propano y el gas butano derivados de la destilació n del

petró leo y comú nmente llamados glp gases licuados de petró leo.

1.4 Usos del gas


1.4.1Uso domestico

El gas para uso doméstico se utiliza para dotar de gas; estufas, hornos, grecas, ollas

arroceras en la preparació n de alimentos. En generació n de temperatura alimenta de

energía chimeneas, calefactores de ambientes, aires acondicionados, neveras, calderas

calefactoras, secadoras de ropa. En generació n de luz el gas proporciona energía a

lá mparas mó viles y estacionarias bá sicamente el gas puede nutrir un 80% de necesidades

energéticas en el hogar.

1.4.2. Uso comercial

la energía que produce el gas es ú til para autoclaves, calderas centralizadas, hornos

industriales, asaderos de aves y carnes, equipos de refrigeració n, equipos de climatizació n y

centrales de iluminació n.

1.4.3 Uso industrial

La industria que tradicionalmente usaba carbó n y fuel oíl para sus procesos industriales en

la actualidad usa gas natural o propano que permite una producció n má s limpia. De esta

manera muchos de los productos manufacturados que compramos deben su uso a el gas

como motor de desarrollo también los vehículos se nutren de gas para prestar servicio de

confort al usuario y finalmente la generació n de energía eléctrica se nutre del gas para

generar la demanda creciente de energía en las ciudades.


1.5 Historia energética del gas en Colombia

Figura 10 quema teas pozos en explotació n. fuente internet

Una vez superada la escalada inicial de violencia en el país, los colombianos en manos de su

dirigencia buscan afanosamente dar al país respuestas energéticas a causa de la fuerte ola

de inmigració n interna y que genera demanda de productos y servicios nuevos y a gran

escala por el incremento poblacional de las ciudades principales, de esta manera se inician

fases exploratorias de campos petroleros y es en la magdalena medio donde da inicio las

fases productoras de crudo. Como parte del proceso a la explotació n de petró leo el gas

asociado en la producció n petrolera es quemado ya que se consideraba un desecho de la

producció n y de esta forma era quemado en las teas ardientes de los campos de

explotació n.

Con la ordenació n en 1961 de la ley 10 del mismo añ o se comienza a dar un cambio al

manejo errado de esta energía prohibiéndose su quema y ratificá ndose posteriormente a

través del decreto 1873 de 1973, con el decreto en firme se da inicio a la construcció n del

primer gasoducto del país, se construye para alimentar de gas la regió n atlántica en los
procesos
industriales de gran escala con el propó sito de bajar costos de producció n. Hacia el añ o

1986 durante el ejercicio presidencial de Virgilio barco se lanza una política de masificació n

del gas para todo tipo de uso en el país, fue difícil implementar este ambicioso plan por falta

mayor exploració n energética de este recurso. En el añ o 1990 ya con la experiencia vivida

se establecen líneas má s estructuradas para la masificació n del gas en el país y con apoyo

de la CEE el CONPES aprueba un documento donde se identifican las prioridades de

masificació n para permitir la inversió n privada en este nuevo negocio. De esta manera se

subdividieron los negocios de exploració n, explotació n, transporte y distribució n de gas.

En el añ o 1993 se cristaliza la manera de llevar el gas a los hogares en Colombia por medio

del sistema Build Operation Maintennance Transfer donde Ecopetrol como dueñ o de la

riqueza otorga por contrato a un privado los derechos de construcció n operació n

mantenimiento y transferencia del gas desde el campo hacia el consumidor con sus valores

de tarifa. Ecogas nace en 1997 como respuesta a la independencia de la comercializació n

del gas para que administre, controle opere y explote el sistema de gasoductos

colombianos. La política de masificació n permite al gobierno expedir la ley 142 de 1994

que faculta a mininas para establecer contratos de exclusividad en á reas específicas sin

intervenció n de otro distribuidor en dichas zonas a partir de ese momento y hasta el día de

hoy se garantiza una cobertura de interés nacional y nacen decretos reglamentarios para el

acompañ amiento de las partes que se benefician de la energía que proporciona el gas

natural.
1.6 Normatividad del sector del gas en Colombia

1.6.1 Estructura legislativa

La repú blica de Colombia como estado de derecho obedece a normas legislativas que

regulan la sociedad colombiana, estableciendo un orden jerá rquico legal con una norma de

normas que nace de la voluntad política de todos los habitantes quienes a través del voto

popular eligen una asamblea nacional constituyente quienes al seno de la asamblea

nacional constituyente redactan la carta magna de la republica con el nombre de

constitució n política de la repú blica de Colombia estructurando los deberes y derechos de

los habitantes de la republica la importancia de la constitució n es que establece derechos

fundamentales para elevar la calidad de vida de los colombianos. Art. 2 y 365 de la

constitució n colombiana. Junto a la ley 142 de 1994 y resoluciones 057/96 y 067/96 se

garantiza el acceso al se rvicio.

En adelante la legislació n histó rica garantiza al ciudadano el recurso combustible, el

abastecimiento, el transporte, la distribució n y la entrega del recurso energético a puerta de

casa, para tal fin se requiere la expedició n de leyes nacionales que garanticen energía

limpia y de calidad en los hogares colombianos, para tal fin se crean y se mantienen

entidades encargadas de las diferentes etapas del servicio y que para tal fin se crearon o

modificaron.

1.6.1.1 Agencia Nacional De Hidrocarburos.

Creada a partir del decreto 1760 del 2003. En el título II art. 2° Créese la Unidad

Administrativa Especial denominada Agencia Nacional de Hidrocarburos, ANH, entidad

adscrita al Ministerio de Minas y Energía, con personería jurídica, patrimonio propio,


autonomía administrativa y financiera, sometida al régimen jurídico contenido en el

presente decreto y, en lo no previsto en él, al de los establecimientos pú blicos, de


conformidad con lo dispuesto en la Ley 489 de 1998 y en las normas que la sustituyan,

modifiquen o adicionen.

1.6.1.2 CAMARAS DE COMERCIO. ART. 54.

Funciones de las cá maras de comercio. Las cá maras de comercio tendrá n, ademá s de las

que les señ ala el artículo 86 del Có digo de Comercio, la funció n de realizar todos los actos

similares a los que ya les han sido encomendados, y que resulten necesarios para que las

empresas de servicios pú blicos y las demá s personas que presten servicios pú blicos

cumplan con los deberes y ejerciten los derechos de los comerciantes que surgen para ellos

de esta ley.

1.6.1.3 Comisión De Regulación De Energía Y Gas, Creg.

Delegada a través del decreto 1524 de 1994 exigido en la ley 142 de 1994 y cuya funció n

esta en relació n con el art.23 de la ley 142 de 1994.

1.6.1.4 Comités De Desarrollo Y Control Y Social De Los Servicios Públicos

Domiciliarios. Art. 63. Ley 142 De 1994

Funciones. Con el fin de asegurar la participació n de los usuarios en la gestió n y

fiscalizació n de las empresas de servicios pú blicos domiciliarios, los comités de desarrollo

y control social de los servicios pú blicos domiciliarios ejercerá n las siguientes funciones

especiales:

1.6.1.5 El Consejo Nacional De Política Económica Y Social, CONPES

Creado por la Ley 19 de 1958. É sta es la má xima autoridad nacional de planeació n y se

desempeñ a como organismo asesor del Gobierno en todos los aspectos relacionados con el
desarrollo econó mico y social del país. Para lograrlo, coordina y orienta a los organismos
encargados de la direcció n econó mica y social en el Gobierno, a través del estudio y

aprobació n de documentos sobre el desarrollo de políticas generales que son presentados

en sesió n.

1.6.1.6 Contraloría General De La República. Art.276 Cnc.

El control fiscal es una funció n pú blica que ejercerá la Contraloría General de la Repú blica,

la cual vigila la gestió n fiscal de la administració n y de los particulares o entidades que

manejan fondos o bienes de la Nació n.

1.6.1.7. ECOGAS. LEY 401 DE 1997. ART. 1º— Creación.

Créase una entidad descentralizada del orden nacional, vinculada al Ministerio de Minas y

Energía con el cará cter de Empresa Industrial y Comercial del Estado, con personería

jurídica, autonomía administrativa, financiera y patrimonial, que se denominará Empresa

Colombiana de Gas y podrá usar la sigla Ecogas, entidad. que se regirá por lo establecido en

la presente ley, por los estatutos que adopte y apruebe la Junta Directiva y sujeta a la

regulació n, vigilancia y control de las autoridades competentes.

1.6.1.8 Ecopetrol S.A. Decreto 1760 De 2003art. 23.

Naturaleza jurídica, denominació n y sede. Créese la Sociedad Promotora de Energía de

Colombia S.A., sociedad pú blica por acciones del orden nacional, vinculada al Ministerio de

Minas y Energía, con personería jurídica, patrimonio propio, autonomía administrativa y

financiera. Su domicilio y sede principal será la ciudad de Bogotá , D.C., y podrá establecer

subsidiarias, sucursales y agencias en el territorio nacional y en el exterior.


1.6.1.9 Empresas De Servicios Públicos. Ley 142 De 1994. Art. 18.

La empresa de servicios pú blicos tiene como objeto la prestació n de uno o má s de los

servicios pú blicos a los que se aplica esta ley, o realizar una o varias de las actividades

complementarias, o una y otra cosa.

1.6.1.10 Superintendencia De Servicios Públicos. Ley 689 De 2001. Art. 79.

Funciones de la superintendencia. Las personas prestadoras de servicios pú blicos y

aquellas que, en general, realicen actividades que las haga sujetos de aplicació n de las leyes

142 y 143 de 1994, estará n sujetos al control y vigilancia de la Superintendencia de

Servicios Pú blicos.

1.6.1.11 Superintendencia De Industria Y Comercio. Ley 142 De 1994. Art. 185.

Trá nsito de legislació n en materia de inspecció n, control y vigilancia. La Superintendencia

de Industria y Comercio continuará ejerciendo las funciones señ aladas en el Decreto 2153

de 1992, respecto de las empresas oficiales, mixtas o privadas que presten los servicios

pú blicos de que trata esta Ley, hasta el 30 de junio de 1995. Pero si antes de este período se

organiza la Superintendencia de Servicios Pú blicos Domiciliarios, de tal manera que pueda

ejercer plenamente sus funciones, la Superintendencia de Industria y Comercio dejará

inmediatamente de ejercer las funciones pertinentes.

Es exigencia del sector para todas las empresas mantener en pá gina la legislació n nacional

que relacione la empresa prestadora de servicio pú blico con la legislatura correspondiente,

como referente se exalta la empresa gas natural quien de manera responsable tiene en
su haber toda la legislació n histó rica y actualizada del sector de redes a gas.
En su pá gina
http://aplicativos.gasnaturalfenosa.com.co/cundi/rjgnf/indextematico.php?ID=Z

La gran importancia de conocer la legislació n sobre el tema energético es de ponderació n

especial para el ingeniero civil ya que allí se encuentran las posibilidades de

emprendimiento empresarial para e ingeniero civil.

1.7 Normatividad técnica

La normatividad técnica tiene que ver con las especificaciones técnicas de los materiales,

los procesos y los diseñ os, como herederos de las normas ASTM Colombia adopta las

normas NTC y que tienen su fundamento en normas americanas. Para el sector de las redes

a gas las normas está n agrupadas por procesos y materiales y resultan de esta selecció n las

siguientes:

1.7.1 Normas tubería


1.7.2 Válvulas
1.7.3 Medición y regulación
1.7.4 Accesorios
1.7.5 Equipos de cocción
1.7.6 Ventilación
1.7.7 Glp

1.7.8 Gasoductos en edificaciones


1.8 Aspectos ambientales sobre el sector del gas

1.8.1 Resolución 057 De 1996

ART. 20. —Acatamiento de otros requisitos. Las personas a las cuales se aplica esta

resolució n, deberá n obtener todos los permisos y autorizaciones que la Ley 142 de 1994

contempla para ejercer actividades en el sector; y, en particular, los relativos a aspectos

ambientales, sanitarios, técnicos y de orden municipal (Art. 25).

Las actividades andró genas para el uso responsable del gas debe ir ligado con la

implementació n de metodologías que garanticen un mínimo impacto ambiental sobre los

ciclos del agua y del aire.

De esta manera a través de aná lisis comparativos con otros combustibles fó siles el gas

presenta las siguientes ventajas ambientales.

El combustible que menos dió xido de carbono aporta al medio ambiente

A través de mejoramiento en boca de pozo el gas natural está libre de azufre

Las eficiencias de los quemadores para gas garantizan en la actualidad una baja producció n

de ó xido de nitró geno.

Por ser mayormente metano en su composició n final está libre de partículas só lidas como

ceniza, polvo y otros residuos só lidos volá tiles.

El impacto visual en casi nulo y el ruido es escasísimamente bajo por ser ducteria enterrada.

Esto nos conduce a concluir que el gas no aporta compuestos ni elementos que generen

lluvia acida efecto invernadero sobre nuestro planeta. Esto significa una ventaja

considerable
sobre otros combustibles de manera tal que tanto en su fase constructiva y de servicio la

agilidad y las nuevas tecnologías para la implementació n del servicio pú blico este no afecta

la conservació n de un ambiente sano para los usuarios del gas, sin embargo debe

considerarse importante que se apliquen lineamientos ambientales que permitan una

armonía sin contra natura a nuestro planeta garantizando un confort humano para los

usuarios de servicios pú blicos.

En concordancia con la política ambiental y en concordancia con la ley 99 de 1999 todos las

empresas dedicadas a la comercializació n del gas deben implementar metodologías para el

manejo de los posibles impactos que su actividad ingenieril genere, por tal motivo en la

ejecució n de las actividades que lleven el servicio al usuario final es necesario planificar,

diseñ ar, ejecutar operar y mantener todas las actividades en concordancia con la ley que

exige un plan de manejo ambiental para obras de ingeniería, por tal motivo es

indispensable tener en cuenta en las diferentes fases del plan de gestió n de calidad tener en

cuenta el PHVA para fortalecer:


1.8.2 Etapa de planificación

Los criterios que minimicen el impacto a los ecosistema y microsistemas.

Los criterios que garanticen la preservació n, protecció n y conservació n ambiental

Los criterios legales de restricció n normativa

Etapa de diseñ o

Integrar criterios ambientales al diseñ o

Integrar mediante la inscripció n del proyecto a la autoridad ambiental competente

Integrar las líneas que generan las diferentes guías ambientales.

Etapa de ejecució n

Apropiació n de las medidas de prevenció n, mitigació n y compensació n de acuerdo con las

diferentes guías de manejo ambiental.

Apropiació n de recursos naturales en cumplimiento estricto de las limitaciones que

impongan los permisos ambientales

Apropiació n de acciones de control, monitoreo y seguimiento.

Fase de operació n y seguimiento

Verificació n y actuació n sobre; medidas de control ambiental, manejo de la operació n

Verificar la integració n del proyecto ejecutado al PMA de la distribuidora de gas.


Capítulo 2

2.1 Fundamentos técnicos para el diseñador

2.1.1 Glosario de términos

Accesorios. Conjunto de elementos que permiten controlar la direcció n, flujo y conexió n

entre la tubería de la red de gas y los equipos a gas

Acometida. Es el punto de derivació n desde la tubería matriz hasta la vá lvula de corte en el

centro de medició n del usuario. Lo compone la silla de derivació n, tubería en polietileno y

elevador de transició n entre tubería plá stica y tubería metá lica.

Anillo de distribució n. Red de polietileno circundante a la manzana urbanística desde

donde se deriva conexió n domiciliaria

Á rea comú n. Á rea arquitectó nica de libre acceso en edificios o conjuntos cerrados

Á rea de ventilació n externa. Lugar comú n en los edificios libres de cualquier obstá culo que

impida la libre circulació n de aire en masa.

Á rea privada. Zonas arquitectó nicas de uso exclusivo de los propietarios o copropietarios

en edificios de apartamentos, conjuntos residenciales o viviendas comunes.

Armario. Lugar donde se ubican el centro o los centros de medició n de gas.

Artefacto a gas. Equipo funcional a base de gas combustible que transforma el gas en calor

para realizar trabajos de cocció n, iluminació n y climatizació n.

Cabeza de ensayo. Conjunto de tubería accesorios conexiones y manó metros que sirven

para medir presiones dentro de la res de gas


Camisa. Elemento protector metá lico que permite envolver tuberías de redes a gas para

evitas fugas dentro de recintos arquitectó nicos y que también sirve para evitar roturas y

aplastamientos en tuberías de redes a gas.

Capacidad instalada. La sumatoria del consumo de energía requerido por los equipos a gas

Centro colectivo de medició n. Sitio en comú n donde se tiene acceso a los medidores de

consumo de gas de todos los usuarios conectados.

Centro de medició n colectivo. Totalizador del consumo colectivo para la generació n de una

sola factura colectiva, el consumo individual corre a cargo de la administració n de la

copropiedad.

Centro individual de medició n. Conjunto de equipos y accesorios que permiten el control,

regulació n y medició n del flujo de combustible por parte del usuario

Conexió n abocinada. Tipo de unió n que permite unió n entre tubería flexible y accesorio

tipo racor

Conexió n roscada. Tipo de unió n que une dos accesorios uno macho y otro hembra con

rosca tipo NPT

Consumo de gas por artefacto. Cantidad de combustible requerido por equipo a gas

trabajando a toda capacidad instalada.

Dieléctrico. Material de neopreno que evita la cavitació n por contacto entre dos materiales

de diferente composició n metá lica.


Distribuidor de gas. Empresa encargada de entregar por contrato gas a usuario final del

servicio pú blico.

Ducto de evacuació n. Á rea por donde se evacuan los productos de la combustió n de los

equipos a gas en funcionamiento

Ductos. Zonas destinadas a alojar conjunto de tuberías encargadas de llevar el gas a los

diferentes equipos.

Edificio. Construcció n habitable al que se le suministrara el servicio pú blico de gas

Elevador. Elemento transicional que permite la unió n entre tubería de polietileno y tubería

metá lica.

Empaque. Elemento en neopreno que permite sello estanco por presió n en unió n de dos

accesorios.

Etapas de regulació n. Puntos de colocació n de quiebre de presió n para regular la fuerza del

gas dentro de la tubería.

Factor k. constante de simultaneidad de la efectividad de entrega de gas a equipos al mismo

tiempo.

Gas toxico. Gas nocivo para la salud humana

Gasificació n. Llenado de gas de una red de gas

Hilo. Filete de la rosca que cumple con norma NPT

Instalació n interna. Conjunto de tuberías, instrumentos y accesorios que permiten el flujo de

gas hacia los equipos de consumo.


Junta por compresió n. Tipo de unió n entre dos elementos que garantizan el sello estanco

por la junta a presió n de material de cobre y que por la oxidació n natural garantiza la

hermeticidad.

Línea individual. Tubería que corre desde el centro de medició n hasta un ú nico usuario

consumidor.

Línea matriz. Tubería que corre desde el anillo de distribució n hasta el centro de medició n

colectivo en la edificació n.

Material ignífugo. Tipo de material que no reacciona ante la combustió n.

Medidor volumétrico. Instrumento que permite calcular el consumo de gas.

Odó metro. Instrumento que permite detectar la presencia de gases combustibles, y no

combustibles nocivos para la salud humana.

Paramento. Punto que limita la propiedad privada del espacio publico

Paso. Distancia entre los filetes de la rosca

Presió n de servicio. Capacidad hidrostá tica de suministro de redes a gas

Producto de la combustió n. Compuesto químico resultante de la oxidació n reactiva en forma

de calor después del balance estequiometrico.

Purga. Liberació n de gases inertes en una red de gas combustible

Red interna. Conjunto de tubería y ducteria que permite el ingreso de gas y la liberació n de

productos de la combustió n.
Regulador de presió n. Instrumento mecá nico que disminuye la presió n del gas dentro de la

instalació n.

Sellante anaeró bico. Químico líquido que sella herméticamente en ausencia de aire.

Semisó tano. Zona media por debajo del piso 1° de la edificació n bajo nivel de calzada

vehicular.

Soldadura capilar. Mezcla metá lica de plata y estañ o que filtra por capilaridad la unió n entre

accesorios y tubos de campana con espigo lisos.

Só tano. Zona por debajo del piso 1° de la edificació n bajo nivel de calzada vehicular.

Trazado isométrico. Ruta visual del recorrido interno de la red de gas

Tubería. Ducto metá lico encargado de conducir el gas combustible.

Tubería a la vista. Red de gas localizada visiblemente por toda la edificació n

Tubería empotrada. Red dentro de los muros de la vivienda y que deben ser encamisados.

Tubería enterrada. Red bajo la superficie de las vías y zonas comunes, y privadas para la

conducció n de gas combustible.

Tubería oculta. Red que se oculta por ductos que evitan su visualizació n.

Unió n electro fusionada. La fusió n por diferencial térmico entre accesorio inteligente de

polietileno y tubería del mismo material.

Unió n mecá nica. Sello hermético por medio de tipos de unió n bridada y roscada.
Unió n termo fusionada. La fusió n por diferencial térmico entre accesorio de polietileno y

tubería del mismo material con maquina con sensor térmico.

Usuario. Destinatario final del servicio de gas combustible.

Vá lvula de paso. Instrumento de control para el paso de fluido de gas.

Vá lvula solenoide. Instrumento de control inteligente para el flujo de gas

Representaciones arquitectó nicas

Los elementos constitutivos de la edificació n son representados en forma grá fica y son

denominados como planos. Existen varios tipos de planos que representan al constructor la

idea arquitectó nica, la concepció n estructural, la distribució n luminaria y de fuerza

energética, loa tipos de redes que surten la vivienda de servicios de comunicació n, agua

potable, agua residual, energía eléctrica y por supuesto redes a gas.

El ingeniero civil debe dominar el manejo de estos planos en planta, alzado corte e

isometrías para un buen desempeñ o de su oficio como diseñ ador, ejecutor, interventor,

mantenedor de las buenas condiciones de la vivienda. En adelante veremos que nos

quieren representar los planos que se usan para construir.


2.1.2 Planos

2.1.2.1 Plano de localización y replanteo.

2.1.2.1.1 Plano de localización

Fuente. http://2.bp.blogspot.com/-

0fJ8MxWpGfE/TsnMMPGqiMI/AAAAAAAAAAc/xP3d5RWwGKQ/s1600/planoUBICACION+CLASE.jpg
Este plano contiene la toponimia del lote donde se implementará el proyecto constructivo,

con esta informació n se obtiene; la direcció n del predio, dimensiones del lote, relació n del

proyecto respecto a la rosa de los vientos, vías conexas al proyecto, vías aledañ as al

proyecto, perfil vial del proyecto, relació n altimétrica con respecto a localizació n vertical,

curvas de nivel en general, retrocesos arquitectó nicos.

El plano de replanteo contiene en general la distribució n arquitectó nica de los ejes

longitudinales, transversales, circulares, diagonales, ejes con desarrollo especial (por

ejemplo, ejes que correspondan a una geometría helicoidal). Este plano tiene características

legales ya que posee nomenclatura reservada para el contrato del servicio domiciliario se

gas.
2.1.2.1.2 Plano de replanteo

Fuente. http://4.bp.blogspot.com/-Z6wYhIBzcrE/URcKWExIdyI/AAAAAAAABfQ/6ZfbJitl_Yo/s1600/6.jpg
2.1.2.1.3 Planos de cimentación

Fuente. http://www.planos-de-casas.org/plano-de-cimentacion.html

Estos planos contienen dos tipos un plano bidimensional en planta se observan los ejes

compositivos del proyecto estructural en su fase bases de fundació n y permite ver ejes

proyectados del diseñ o estructural con la longitud y separació n entre ejes, permite ver las

dimensiones en todos los sentidos de las estructuras de cimentació n – profundas y

superficiales - que van a soportar la edificació n.


El otro plano en corte permite consultar las dimensiones altimétricas de las diferentes

estructuras de cimentació n y su profundidad bajo el terreno, estos planos nos sirven para

poder dirigir los ductos que va a llevar el servicio de gas a la edificació n.

2.1.2.1.4 Plano de distribución arquitectónica.

http://2.bp.blogspot.com/-maeOhcekIRs/T6krh9RhQmI/AAAAAAAAADs/84Vk6o8H-Zw/s1600/ana.jpg

Las principales características de un proyecto arquitectó nico se reflejan en este plano que

permite observar la intenció n del diseñ ador al momento de aprovechar los espacios del

lote, en este plano bidimensional se observa en planta las diferentes á reas compositivas del

proyecto y podemos apreciar en las diferentes dimensiones de las mismas y deja

contemplar las á reas sociales, privadas y de servicio de los proyectos arquitectó nicos.
2.1.2.1.5 Planos de corte

Fuente. http://www.arquimaster.com.ar/galeria/obra233.htm

La funció n principal de este plano es complementar al plano de planta para que el

constructor pueda dar elevació n a los diferentes elementos del proyecto constructivo. Este
plano junto con el plano de distribució n permite dos tareas importantes a la hora del

diseñ o de la red de servicio de gas, primero sirven para la generació n del recorrido de la

red hacia el interior de la vivienda y segundo evaluar el alcance de dilució n y evacuació n de

gases de la combustió n.

2.1.2.1.6 Plano de cubierta

Fuente. http://1.bp.blogspot.com/-GMAMbQ7k4_Q/VZwjlkgpedI/AAAAAAAAOqw/uNnYk0re 4Ps/s1600/06-Primera%2BPlanta.jpg


Para tener un concepto acertado al momento de instalar equipos exteriores es

indispensable contar con este plano ya que permite ubicar el sitio para centrales de

climatizació n cuarto de calderas o reservorios emergentes de gas en caso de falla

inoportunas de suministro del servicio.


2.1.2.1.7 Planos de fachada

Fuente. http://revistadiagonal.com/v2/wp-content/uploads/2011/06/alçatsensefaçana.jpg
Los planos de fachada constituyen la imagen corporativa de la edificació n y expresa la

principal intenció n de diseñ o, hay planos de fachada mínimo en dos frentes y má ximo igual

a las caras del proyecto arquitectó nico. En las fachadas se implementan los centros de

medició n de acuerdo al tipo de usuario que requiera el servicio domiciliario.

2.1.2.2 Planos técnicos

2.1.2.2.1 Plano eléctrico

Fuente. http://img08.bibliocad.com/biblioteca/image/00020000/8000/planoelectricocasa_28788.gif
Actualmente los planos técnicos se relacionan con las instalaciones internas de los

diferentes servicios pú blicos, instalaciones de monitoreo visual y las instalaciones

electromecá nicas en la edificació n. Estos planos son fundamentales para hacer un buen

trazo de red y no tener accidentes por cercanía de estas instalaciones con las rede s a gas.

2.1.2.3 Planos de detalle

2.1.2.3.1 Plano de escalera

Fuente. http://www.planospara.com/author/planospara/page/1377
Los planos de detalle definen la minucia constructiva ya que en una escala má s amplia deja

observar los detalles mínimos de las actividades constructivas y se utilizan para los detalles

estructurales, de carpintería, mobiliario fijo e instalaciones técnicas

2.1.2.4 Planos de isometría

2.1.2.4.1 Plano hidráulico

Fuente. http://khcd.com/images/KHCD%20Dwg%20JPEG/big/Isometric-Drawing-USA.jpg
Los planos de isometría son ú tiles al momento de querer visualizar las redes de fluidos

dentro de la edificació n. Es de cará cter normativo elaborar el isométrico de la red de gas.

2.1.3. Simbología de redes a gas

Los símbolos utilizados universalmente para el diseñ o de redes se representan segú n el

tipo de unió n entre las tuberías y los diferentes accesorios, segú n el caso dado bien sea

unió n por junta roscada, unió n por junta soldada, unió n por junta abocinada la

representació n de los accesorios varia.


2.1.3 Símbolos utilizados para representar conexiones

Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002


2.1.4 Símbolos utilizados para representar instrumentos y equipos
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002


2.1.3 Descriptiva aplicada a las redes a gas

Desde el punto de vista descriptivo el ingeniero debe tener claros conceptos sobre la

proyecció n de coordenadas en tres dimensiones. Para facilitar el diseñ o de redes, dado que

la normatividad exige planos de instalació n y planos de isometría.

2.1.3.1 Localización de un punto en el espacio

Un punto en el espacio está representado por tres puntos coordenados x, y, z los valores X y

Y representan la ubicació n en planta del punto espacial y la coordenada Z representa su

elevació n. Para la representació n de un punto en el espacio se toma le orden x,y,z en un

sistema de coordenadas cartesianas Normal, esto quiere decir que el eje x crece de

izquierda a derecha el eje y crece perpendicular al eje x y el eje z se proyecta verticalmente

sobre el origen comú n de x y y formando un sistema ortogonal de coordenadas cartesianas.

Este sistema permite ubicar los diferentes puntos de alimentació n hacia los equipos a gas

conectados a la red de gas, de manera similar al orden de presentació n de los planos de

construcció n.

En la grá fica siguiente se puede apreciar el punto 0,0,0 pertenecen al origen, el punto 0,3,5

está en el plano Y, Z. El punto 2,4,0 está en el plano X,Y. El punto 6, 9, 3 está ubicado en el

espacio X,Y,Z.
Figura 8 fuente autor

2.1.3.2 Localización de una línea en el espacio

Una línea en el espacio está representada por un par de puntos coordenados x, y, z los

valores X y Y representan la ubicació n en planta de la línea espacial y la coordenada Z

representa su elevació n. Para la representació n de una línea en el espacio se toma le orden

x, y, z en un sistema de coordenadas cartesianas Normal, esto quiere decir que el eje x crece

de izquierda a derecha el eje y crece perpendicular al eje x y el eje z se proyecta

verticalmente sobre el origen comú n de x y y formando un sistema ortogonal de

coordenadas cartesianas. Este sistema permite ubicar los diferentes trazos de la red de

alimentació n hacia los equipos a gas conectados al centro de medició n de manera similar al

orden de presentació n de los planos de construcció n.


En la grá fica siguiente se puede apreciar el punto 0,0,0 sigue siendo el origen del sistema

coordenado. La línea (0,0,5) - (0,3,5) está en el plano Y, Z. La linea (0,0,0) - (2,4,0) esta en

el plano X,Y. La linea (0,0,0) - (6,9,3) esta ubicado en el espacio X,Y,Z.

Figura 9 fuente autor


Figura 10 fuente autor Isometría típica de los componentes descriptivos del plano .
2.1.4 Metrología aplicada a las redes a gas

2.1.4.1 Unidades básicas

Fuente. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm
2.1.4.2 Unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y

suplementarias.

Fuente. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm
2.1.4.3 Unidades SI derivadas con nombres y símbolos especiales.

Fuente. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm
2.1.4.4 Unidades SI derivadas expresadas a partir de las que tienen nombres

especiales

Fuente. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm

2.1.4.5 Nombres y símbolos especiales de múltiplos y submúltiplos decimales de

unidades SI autorizados

Fuente. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm
Unidades definidas a partir de las unidades SI, pero que no son mú ltiplos o submú ltiplos

decimales de dichas unidades.

Fuente. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm

2.1.4.6 Tablas de conversión de unidades

A continuació n, presentamos relació n entre medidas del sistema británico y el sistema internacional,

las unidades tienen cierta aproximació n de cará cter prá ctico para el ingeniero.
2.1.4.7 Conversión entre unidades de longitud S.I y sistema británico

longitud

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B

Área

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B


Volumen

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B

capacidad

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B

Velocidad

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B


Masa

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B

Caudal en unidades de masa

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B

Caudal volumétrico

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B


Fuerza

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B

Presión

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B

Energía, Trabajo, Calor

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B


Potencia

Fuente. Flujo de fluidos crane apéndice B

2.6 Termodinámica

la termodiná mica analiza la relació n energética - por efecto del calor – que hay entre dos

cuerpos.

Se distinguen dos procesos uno físico donde solo actú an las energías de los cuerpos y orto

químico donde debido a reacciones de los compuestos se librea calor.

Los sistemas termodiná micos de acuerdo a su relació n con el medio se identifican en:

Aislado. Cuando no se intercambia energía y tampoco materia con un medio externo, como

por ejemplo los fenó menos del universo (explosió n de estrellas) donde todo ocurre dentro

de los limites estelares, se entiende como sistema aislado.

Cerrado. Cuando hay intercambio de energía, pero no de materia con el medio externo,

como por ejemplo un recipiente que irradie calor el sistema es considerado cerrado.

Abierto. Al intercambiar materia y energía con el medio externo. Como por ejemplo la

explosió n nuclear de una bomba.


Los procesos termodiná micos tienen dos características de acuerdo a las fases que lo

compongan, puede ser homogéneo cuando en si interacció n solo utiliza una fase y

heterogéneo si se compone de tres fases, y teniendo en cuenta que estas fases son

temperatura, presió n, y densidad.

Estas fases se pueden agrupar en una sola expresió n asociando a ellas la constante

universal R de los gases y el nú mero de moles (n).

PV=RnT

Donde es posible calcular cada una de las fases en funció n de las

otras. V= RnT/P P= RnT/V T=PV/Rn

2.6.1 Equilibrio termodinámico

El equilibrio termodiná mico obedece a las permanencias invariables de los valores de

estado en el tiempo después de haber realizado un trabajo energético y si al separarse del

medio donde se encuentra las variables macroscó picas estas tampoco cambian.

El valor energético aportado en cualquier condició n para que un gramo de agua en su

condició n má s densa aumente un grado de diferencial de gradiente se llama caloría y lograr

este gradiente de temperatura requiere una energía de 4.18 julios.

2.6.2 Primer principio de la termodinámica

En un sistema cerrado sin variació n de la presió n, temperatura, volumen o dos de las tres,

el gas de acuerdo con el comportamiento de los gases ideales posee una energía interna

asociada a la energía cinética de las moléculas de gas al chocar unas con otras, esta energía
se representa con U y si con una intervenció n externa, hay una variació n de U, es debido a

que existe un cambio de energía por trabajo realizado.

U  Uf  Ui
Como ingresa energía (Q) al sistema interno y produce un trabajo (W), la misma cantidad

de energía que entra sale en forma de trabajo manteniéndose inalterado el valor U de la

energía interna, lo que sugiere que no se puede idealizar una má quina de trabajo perpetuo

sin que tome energía de una fuente externa este principio se denomina principio de

conservació n de la energía.

U  Q  W
En síntesis, si no hay intercambio de energía con el medio circundante la energía interna de

un gas como lo estimo joule, solo depende de su temperatura.

2.2.3. Capacidad calorífica de un gas ideal.

Un sistema como ya se sabe necesita una capacidad térmica para cambiar su estado, en este

orden para pasar de un estado de temperatura inferior a uno superior en escala de 1°C es

igual a la masa por el calor especifico por el diferencial de temperatura.

Q  CT  mcT
Si se mantiene constante el volumen podemos obtener aumento de la energía (cantidad de

calor) si se incrementa la temperatura.

Qv  CvT  U
2.2.4 Entalpia

El producto del volumen por la presió n má s la energía interna de un sistema y definido por

la variació n de sus componentes de estado:

H  PV  U
Si se mantiene constante la presió n podemos obtener aumento de la energía (cantidad de

calor) si se incrementa la temperatura por el calor especifico del gas.

Qp  CpT
En su gran mayoría a temperatura ambiente y a presió n constante los gases se comportan

idealmente.

El calor especifico de un gas depende del proceso a que se someta este.

A volumen constante y presió n constante R es igual a la diferencia de sus respectivos

calores específicos.
2.2.5. Análisis de la combustión

Las uniones de elementos químicos generan reacciones físico químicas que alteran la

naturaleza de las cosas, las reacciones químicas donde interviene el oxígeno se llama

oxidació n y la principal característica de esta reacció n es la reducció n de los elementos ya

que en apariencia la presencia de oxigeno el cual reacciona fá cilmente con algunos

elementos de la tabla perió dica en apariencia destruye los elementos ya que los hace

cambiar drá sticamente de apariencia. Cuando en presencia del oxígeno los elementos o los

compuestos desprenden calor y luz el proceso se llama combustió n

El balance de los elementos que intervienen en este proceso se llama estequiometria y se

utiliza para que el proceso de combustió n sea lo má s limpio posible libre de trazas

indeseables que contamines o no faciliten un proceso ó ptimo de consumo de combustible.

Para que se produzca combustió n se requiere de un material combustible y un material

comburente en presencia de ignició n la cual es el inicio del proceso oxidante. Este trio de

elementos constituyen el triá ngulo de fuego el cual quiere decir que sin la presencia de uno

de los tres es imposible tener combustió n.

2.7.1 Aire para la combustión

El oxígeno es al material comburente en el triá ngulo de fuego la relació n entre el material

combustible y el oxígeno permite una combustió n rá pida o lenta, sin embargo, encontrarlo

en estado puro requiere de procesos industriales para tener acceso a él, es por esta razó n

que el oxígeno que respiramos es el motor de la vida tal como la conocemos, en nuestro

cuerpo el oxígeno es el elemento que permite a la mitocondria desarrollar sus procesos

energéticos. Este oxigeno está en el aire circundante y las pruebas señ alan que ocupan
hasta
un 21% de proporció n de la masa de aire en el planeta y disminuye de acuerdo a su nivel

sobre el mar. Al estar conformado por nitró geno y oxigeno el aire que nos circunda esta

relació n es suficiente para de generar procesos combustibles a atmosfera abierta. la

relació n del 100% del aire /21% del oxígeno presente en él, arroja un valor de 4.76 el cual

es el valor a multiplicar para encontrar la cantidad mínima de aire necesario para proceso

de combustió n. Sin embargo, a pesar de mantenerse estable la combustió n con este valor se

necesita acelerar la combustió n y se logra incrementando el aire para mejorar el aporte de

oxígeno a la llama. Las mediciones han permitido considerar que con el 20% de exceso de

aire se obtiene una combustió n eficaz, y después del proceso el exceso será considerado

producto de la combustió n.

2.7.2 Cantidad de sustancia

Al tomar 12 gramos del isotopo de carbono 12 se contabilizan 6.023x10 ^23 á tomos. Este

valor toma nombre de Numero de Avogadro y con los demá s elementos la cantidad de

sustancia llamada MOL es el resultado de la misma cantidad de á tomos para cada elemento

químico.

2.7.3 Masa molecular.

La cantidad de sustancia en una molécula o molécula ató mica es igual a la cantidad de

á tomos con sus respectivas cantidades de sustancia en ese orden tomando como referencia

el Carbono cuya masa molécula es igual a 12 g/mol, encontramos diferentes valores para

cada molécula en particular.


2.7.4 Cantidad de aire para la combustión (mol).

La cantidad de masa de aire promedio para la combustió n se obtiene por la cantidad de

sustancia del oxígeno y nitró geno (componentes del aire).

M aire MN2 28x79 MO2 32x21 100


 100  
2212 kg
 100  672
 28. 84
100 kmo
l

2.7.5 Aire estequiometrico

ROC es igual a la cantidad de oxigeno

RAC es igual a la cantidad de aire

La cantidad de aire necesario para la quema total de material combustible de relaciona:

kmol de aire
kmol de combustible  RACe
kmol de
oxigeno kmol  ROCe
de oxigeno

kmol aire
RAC  4. 76 ROC
kmol combustibe
CARACTERISTICAS MOLECULARES DE AGENTES PRESENTES EN PROCESOS DE COMBUSTION

NOMBRE FORMULA MASA MOLECULAR

HIDROGENO H2 2

OXIGENO O2 32

NIROGENO N2 28

MONOXIDO DE CARBONO CO 28

DIOXIDO DE CARBONO CO2 44

DIOXIDO DE AZUFRE SO2 64

AGUA H2O 18

CARBONO C 12

AZUFRE S 32

METANO CH4 16

ETANO C2H6 30

PROPANO C3H8 44

BUTANO C4H10 58

PENTANO C5H12 72

Tabla 19. Características moleculares de agentes presentes en el proceso de combustion

2.8 Comportamiento de los gases combustibles comerciales en espacios confinados.

Los gases combustibles tienen relaciones de densidad con respecto al aire. En un espacio

confinado no cerrado habrá una capa de aire, una zona de dilució n y otra zona de gas , esta

estratificació n corresponderá a la densidad relativa de cada gas con el aire y nos permite

diseñ ar á reas de evacuació n de gases.

Cuando el aire es má s liviano que el gas corresponde evacuar por las partes inferiores de

los espacios confinados los escapes que se presenten, cuando el aire es má s pesado

corresponde evacuar gases por las partes altas de los espacios confinados.
Al observar la tabla se percibe el conflicto que existe entre el aire y el co, el aire y el etano

ya que el primero se diluye fácilmente con el aire y puede matar de manera fá cil ya que el co

se une a la hemoglobina impidiendo la llegada de oxígeno a los tejidos, matando fácilmente

una persona en cuestió n de minutos, el etano también por su cercanía a la densidad del aire

se convierte en una mezcla altamente explosiva.

La seguridad que se debe observar al proyectar instalació n de redes de gas debe tener en

cuenta el comportamiento de los gases en presencia del aire para evitar accidentes

costosos. Es importante permitir un flujo natural de los gases combustibles y de los gases

de combustió n los sistemas mecá nicos de seguridad son propensos a fallas y por ende es

preciso evitar accidentes mortales.

Relacion de los gases respecto del aire

2.064 2.091

1.562 1.526

1.000 1.049 1.105


0.960
0.0690.554

Figura 11 aire vs otros gases Fuente autor


DENSIDAD RELATIVA DE ALGUNOS GASES CON RESPECTO AL AIRE EN CONDICIONES NORMALES (n)

NOMBRE DENSIDAD RELATIVA KG/M3(n)

AIRE 1.000 1.293

HIDROGENO 0.069 0.089

METANO 0.554 0.716

ETANO 1.049 1.356

PROPANO 1.562 2.020

I-BUTANO 2.064 2.669

BUTANO 2.091 2.704

DIOXIDO DE CARBON 1.526 1.973

MONOXIDO DE CARBON 0.960 1.250

OXIGENO 1.105 1.459

Tabla 20 . Densidad relativa de algunos gases con respecto al aire en condiciones normales (n)
Fuente autor

2.9 Comportamiento del gas en ductos de sección circular

Los fluidos en general tienen una particularidad especial y es que se amoldan al recipiente

que los contiene este principio físico sirve de fundamento para su transporte en

condiciones de volumen por unidad de tiempo y presió n por unidad de superficie, de

acuerdo a las leyes del movimiento de los cuerpos en el transporte de los fluidos influye la

superficie por donde se desplaza y la secció n que atraviesa.

La fricció n que se genera cuando se ponen en contacto dos cuerpos nos permite deducir

que cuando má s lisa es la superficie la fricció n entre dos cuerpos es menor y la velocidad

del uno con respecto del otro es mayor, sin embargo, siempre habrá rozamiento entre dos

cuerpos en contacto.
Llevar gas a través de tuberías genera pérdidas de velocidad, de caudal y de presió n, es

conveniente saber có mo se comportan los gases en condiciones de transporte.

La fó rmula de la ecuació n de continuidad de Bernoulli diseñ ada para fluidos incompresibles

expresa lo siguiente:

p1 v2 p2 v2
y1  
1
 2
 2
2
 
2g
y g g
g
g = aceleración de la gravedad.

y₁= altura geométrica en la dirección de la gravedad en la sección.

p= presión a lo largo de la línea de corriente.

ρ= densidad del fluido.

v = velocidad del fluido.

∑ λ = perdida de carga

Los gases son fluidos compresibles y si vamos a analizar la continuidad del flujo gaseoso a

partir de la ecuació n universal de la continuidad del flujo se debe estimar que en un tramo

recto de secció n uniforme; sobre el fluido gaseoso no hay ninguna acció n de trabajo externo

y el flujo es a régimen permanente, considerando el peso del flujo gaseoso y el balance de la

conservació n de la energía a través de una distancia cualquiera se obtiene la fó rmula del

trabajo mecá nico a través de la secció n utilizada.


p1 v2
yH   1  y  p2
 v2
2 h
1 1 e 2 2 f
2g
2g

Y= energía potencial por diferencial piezométrica del fluido gaseoso.

p/ γ =energía que se debe generar para permitir el paso de del peso del flujo gaseoso

p = Presión absoluta del flujo gaseoso

γ = peso específico del flujo gaseoso.

v²/2g = energía cinética generada por el paso del flujo gaseoso.

V = velocidad del flujo gaseoso

g = gravedad

He = trabajo hecho por el flujo gaseoso en virtud de su naturaleza dinámica al paso

por la sección tubular.

En el interior de la secció n tubular el trabajo que hace el flujo gaseoso desde P1 a P2 con un

cambio volumétrico V1 a V2 está dado por:


v
 pdv  H
2

e
v1
*Hf = trabajo que realiza el flujo gaseoso al paso por la sección tubular.
Para el transporte del gas se tiene en cuenta que el flujo corre isotérmicamente y obedece

la ley de boyle y se simplifica la ecuació n general para efectos de transporte del gas en

ductos a baja presió n por considerarse que los gases reales tienen un comportamiento

variable a altas presiones ya que hay diferencia entre estos y los gases ideales.

2
v v 22
y1  2 1  He  y 2  2g  f
g h
Si se ignoran las diferencias piezométricas podemos concluir que un gas tendrá el siguiente

comportamiento:

v 21 v 22
2g  e  2g  f
H
En conclusion
h

He  v 22

v 21
 hf
2g 2g
La pérdida de presió n produce aumento del volumen a temperatura constante y al

permanecer la secció n constante tenemos incremento de la velocidad. Si se considera que el

flujo gaseoso por la misma dinámica de las partículas moleculares es turbulento.

Para una longitud diferencial (δ l )


h  he  v2
2g
f

Como la resistencia es proporcional a:

v
l  p  2
2 
Donde:

δ l = longitud de la sección tubular

p= perímetro de la sección tubular

v = velocidad del flujo

g= gravedad

γ = peso específico del flujo gaseoso.

Igualando de manera proporcional

R  f d  p  v
2  
f 2
g
Donde f es el factor de proporció n que balancea la igualdad para convertirse en el factor de

fricció n.

Si se analiza el trabajo realizado en la longitud de la secció n tubular y considerando el peso

del fluido en el mismo tramo.


Se obtiene.

2
hf  4f Dl v
2
g
Considerando las ecuaciones de estado de los gases ideales y su relació n molar con el aire y

en condiciones iniciales para temperatura y presió n llegamos a:

1
9.8 m  8.282 mN p2p
12
2 D5 2
s2 mol.K
 T0
Q 4 .2842 N G4LT P0
mol

Simplificando obtenemos la Ecuació n de weymouth base para el cá lculo en redes de flujo de

fluidos compresibles cuando el factor de fricció n se obtiene a partir de

.008
f  1
D3
1
p12p22  2
Q  1. 6156 GfLT

La Ecuació n de weymouth ha derivado en expresiones simplificadas para rangos diferentes

de presió n del gas ya que inicialmente es considerada para transporte en grandes diá metros.
Formula de mueller para media presió n.

.575
p 21p 22 
Q .13
G.425
L D2.725

Unidades métricas, diá metro en mm

Formula de mueller para baja presió n.

Q 3.75103 h .575 2.725


G.425
 L D
Unidades métricas h es la perdida en milibares.

La pérdida de presió n se puede medir por la diferencia manométrica entre los puntos de

recorrido de los fluidos y está influida por la secció n del conducto, la rugosidad del

conducto y por la viscosidad del fluido.

En las redes a gas sucede de manera similar y se han desarrollado formulas competentes

para determinar perdidas de presió n por recorrido de gas en tuberías.

Las formulas está n concebidas para bajas, medias y altas presiones de gas con autoría de

varios investigadores.
Capítulo 3

3.1 Características de los materiales necesarios para redes a gas

Los materiales usados para la conducció n de redes a gas han pasado por la tubería de

hierro colado hasta los tubos hechos de material sintético hoy en día. En la actualidad

podemos escoger varias alternativas de acuerdo con el proyecto que se requiera

desarrollar, son los siguientes:

Hierro galvanizado

Hierro acerado

Cobre rígido

Cobre flexible

Aluminio

Polietileno

Cada uno con particularidades individuales para el transporte de flujos gaseosos.

El uso de la tubería en redes a gas esta normatizado por está ndares nacionales NTC que son

normas colombianas ajustadas a las normas internacionales ASTM y ANSI. Cuando no hay

normatividad NTC se toman como referencia las normas ASTM o AMERICAN SOCIETY FOR

TESTING AND MATERIALS


3.2 Tubería de cobre

Este tipo de material de uso mundial para la conducció n de flujos líquidos y gaseosos tiene

dos tipos de presentació n. Tubería flexible y tubería recta ambas presentaciones vienen

con una nominació n está ndar tipo K, tipo L, tipo M y tipo DWV

La resistencia a la presió n de mayor a menos son

K, L, M y DWV

Los dos primeros K y L son admitidos para redes a gas

Tipo M usado para calefacció n drenaje y ventilació n

Tipo DWV usado para ductos sin presió n.

La tubería rígida tiene las siguientes características

Su temple es duro para flexió n entre apoyos.

3.1.2 Tubería tipo K y tipo L tubo rígido

3.1.2.1 Usos y consideraciones normativas para redes internas

1. Redes internas domiciliarias y comerciales.

2. Red embebida encamisada o aé reas con soporte metálico

y dieléctrico má s pintura amarilla.

3. La cabeza prueba de hermética se debe hacer


previamente antes de embeber camisa y conectar

instrumentos de red y equipos a gas.

4. Duració n de la prueba hermética 15 min.

5. Evitar contacto con la humedad.

6. Protecció n anticorrosiva

7. Uso de dieléctrico para evitar la cavitació n por par galvá nico

8. Evitar su uso en gases con concentració n de á cido sulfhídrico mayor a 7 mg/m3 de gas

9. Evitar su uso en contacto de aguas residuales y contenidos amoniacales

3.1.2.2 Usos Y Consideraciones Normativas Para Redes Externas

1. Redes internas domiciliarias y comerciales.

2. Red embebida encamisada o aé reas con soporte metálico y dieléctrico má s pintura

amarilla.

3. La cabeza prueba de hermética se debe hacer previamente antes de embeber camisa

y conectar instrumentos de red y equipos a gas.

4. Duració n de la prueba hermética 60 min.

5. Evitar contacto con la humedad.

6. Cada especificació n de tubería debe considerarse como un documento separado. Cuando

se requiera puede ser revisado individualmente.


7. Protecció n anticorrosiva

8. Uso de dieléctrico para evitar la cavitació n por par galvá nico

9. Evitar su uso en gases con concentració n de á cido sulfhídrico mayor a 7 mg/m3 de gas

10. Evitar su uso en contacto de aguas residuales y contenidos amoniacales

REFERENCIAS NORMATIVAS COLOMBIANAS

NTC-332 Roscas NTC

NTC-2057 Calificación de soldadores

NTC-2505 Instalaciones Domiciliarias

NTC-2700 Soldadura para tubería de cobre

NTC-2863 Soldadura para tubería de cobre

NTC-3538 Válvula operación menor 125 psi

NTC-3740 Válvulas con operación inferior a 1psig

NTC-3944 Tubería Rígida de Cobre

tabla 21. referencias normativas colombiana


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

REFERENCIAS NORMATIVAS INTERNACIONALES AMERICAN ESTÁNDAR TESTING METHOD - ASTM

ASTM B-88 Tipo K o L Tubería rígida de cobre

ASTM B-88M Tipo A o B Tubería rígida de cobre

tabla 22. Referencias normativas internacionales american está ndar testing method – astm
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
TUBERIA RIGIDA TIPOK

diámetro diámetro real en espesor pared presión de trabajo peso teórico

nominal mm en mm máxima milibares kg/m

1/4 9.53 0.89 83.426 0.216

3/8 12.7 1.24 87.287 0.397

1/2 15.88 1.24 68.602 0.508

3/4 22.23 1.65 64.672 0.95

1 28.58 1.65 49.987 1.25

1" 1/4 34.93 1.65 40.196 1.54

1" 1/2 41.28 1.83 37.231 2.02

2 53.98 2.11 33.301 3.06

2" 1/2 66.68 2.41 30.405 4.35

3 79.38 2.77 29.44 5.94

4 104.78 3.4 27.441 9.65

5 130.18 4.06 26.475 14.34

tabla 23. Tuberia rigida tipo k.


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
TUBERIA RIGIDA TIPOL

diámetro diámetro real espesor pared presión de trabajo peso teórico

nominal en MM en mm máxima milibares kg/m

1/4 9.53 0.76 7053339 0.216

3/8 12.7 0.89 61 0.397

1/2 15.88 1.02 56.05439 0.508

3/4 22.23 1.14 44.26435 0.95

1 28.58 1.27 38.12802 1.25

1" 1/4 34.93 1.4 38.12802 1.54

1" 1/2 41.28 1.52 31.37115 2.02

2 53.98 1.78 28.06167 3.06

2" 1/2 66.68 2.03 25.85535 4.35

3 79.38 2.29 24.40745 5.94

4 104.78 2.79 22.54586 9.65

5 130.18 3.17 20.54638 14.34

tabla 24. Tuberia rigida tipo l


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
ALCANCE MECANICO DE TRABAJO TUBOS RIGIDO TIPO K y L

USOS GLP GN

INSTALACION INTERNA INTERNA

MAX PRESION DE TRABAJO MENOR O IGUAL A 140 MBR

PRESION DE PRUEBA 1 BAR

MAX TEMPERATURA DE TRABAJO -1°C A 93°C

DIAMETROS DESDE 1/2" A 2"

DESCRIPCION RIGIDO SIN COSTURA

LONGITUD 6.1 M

tabla 25. Alcance mecanico de trabajo tubos rigido tipo k y l


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

ALCANCE MECANICO DE TRABAJO TUBOS RIGIDO TIPO K y L

USOS GLP GN

INSTALACION EXTERNA EXTERNA

MAX PRESION DE TRABAJO MENOR O IGUAL A 340 MBR

PRESION DE PRUEBA 2 BAR

MAX TEMPERATURA DE TRABAJO -29°C A 93°C

DIAMETROS DESDE 1/2" A 2"

DESCRIPCION RIGIDO SIN COSTURA

LONGITUD 6.1 M

tabla 26. Alcance mecanico de trabajo tubos rigido tipo k y l


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
3.1.3. Tubería flexible .

Su temple es blando para permitir el doblez sin perder la relació n diá metro espesor

(conservació n de pared).

3.1.3.1 instalaciones internas

1. Redes internas domiciliarias

2. Red embebida encamisada o aéreas con soporte metálico y dieléctrico má s

pintura amarilla.

3. La cabeza prueba de hermética se debe hacer previamente antes de embeber camisa

y conectar instrumentos de red y equipos a gas.

4. Duració n de la prueba hermética 15 min.

5. Evitar contacto con la humedad.

6. Protecció n anticorrosiva

7. Uso de dieléctrico para evitar la cavitació n por par galvá nico

8. Evitar su uso en gases con concentració n de á cido sulfhídrico mayor a 7 mg/m3 de gas

9. Evitar su uso en contacto de aguas residuales y contenidos amoniacales

10. Unió n abocinada no se admite unió n por anillo de presió n.


REFERENCIAS NORMATIVAS COLOMBIANAS

NTC-332 Roscas NTC

NTC-2057 Calificación de soldadores

NTC-2505 Instalaciones Domiciliarias

NTC-2700 Soldadura para tubería de cobre

NTC-2863 Soldadura para tubería de cobre

NTC-3538 Válvula operación menor 125 psi

NTC-3740 Válvulas con operación inferior a 1psig

NTC-3944 Tubería Rígida de Cobre

tabla 27. Referencias normativas colombianas


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

REFERENCIAS NORMATIVAS INTERNACIONALES AMERICAN ESTÁNDAR TESTINGMETHOD

– ASTM y AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS

ASTM B-280 Tipo K o L Tubería flexible de cobre

rosca recta en uno o ambos extremos para

ANSI B16.22 conexión por abocinado

tabla 28. Referencias normativas internacionales american está ndar testing method – astm y american society for testing and materials
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
TUBERIA FLEXIBLE TIPO K

diámetro
diámetro real espesor pared en presión de trabajo peso teórico
nominal
en mm mm máxima milibares kg/m
pulgadas

1/4 9.53 0.89 83.426 0.216

3/8 12.7 1.24 87.287 0.397

1/2 15.88 1.24 68.602 0.508

3/4 22.23 1.65 64.672 0.95

1 28.58 1.65 50.124 1.244

tabla 28 a. Tuberia flexible tipo k


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

TUBERIA FLEXIBLE TIPO L

presión de
diámetro diámetro real en peso teórico
espesor pared en mm trabajo máxima
nominal mm kg/m
milibares

1/4 9.53 0.76 70.533 0.187

3/8 12.7 0.89 47.642 0.295

1/2 15.88 1.02 56.054 0.424

3/4 22.23 1.14 44.264 0.673

1 28.58 1.27 38.128 0.971

tabla 29. Tuberia flexible tipo l


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
ALCANCE MECANICO DE TRABAJO TUBOS FLEXIBLES TIPO K y L

USOS GLP GN

INSTALACION INTERNA INTERNA

MAX PRESION DE TRABAJO MENOR O IGUAL A 140 MBR

PRESION DE PRUEBA 1 BAR

MAX TEMPERATURA DE TRABAJO -1°C A 93°C

DIAMETROS DESDE 1/2" A 3/4"

DESCRIPCION RIGIDO SIN COSTURA

LONGITUD 6.1 M

tabla 30. Alcance mecanico de trabajo tubos flexibles tipo k y l


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

3.3 Tubería de Acero

La tubería en Acero es el producto de aleaciones del hierro con el carbono para

proporcionar características de mayor resistencia al hierro natural. El enriquecimiento de -

carbono que nunca es superior al 1.5% genera como producto tubos:

-Blandos

-Medios

-Templados

Las tuberías de acero producidos por extrusió n se pueden bañ ar con zinc fundido para

proteger la superficie de la oxidació n.


La cedula del acero es el espesor de la pared de acuerdo con el diá metro nominal del tubo

cuanto má s grande sea el valor del diá metro del tubo y la cedula también sea mayor. Mas

espesor tendrá a pared.

DIAMETRO EXTERNO CEDULA mm


DIAMETRO NOMINAL
PULGADAS
PULGADAS 40 80
mm

0.84 2.77 3.73


1/2
21.34 1.27 1.62

1.05 2.87 3.91


3/4
26.67 1.68 2.19

1 1.315 3.38 4.55

tabla 31. Dimensiones tubería de acero.


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
3.3.1 Tubería acero al carbón negro

3.3.1.1 Usos y consideraciones

normativas INSTALACIONES INTERNAS

1. Redes internas domiciliarias

2. Usar accesorios soldados en só tanos y en empotramientos

3. Usar accesorios roscados en redes aéreas má s fijaciones metálicas

4. Protecció n contra la corrosió n con pintura epó xica o bituminosa

5. La cabeza prueba de hermética se debe hacer previamente antes de embeber camisa

6. y conectar instrumentos de red y equipos a gas.

7. Duració n de la prueba hermética 15 min.

8. Evitar contacto con la humedad.

9. Uso de dieléctrico para evitar la cavitació n por par galvá nico en contacto con otros

metales diferentes al de las tuberías.

REFERENCIAS NORMATIVAS

NTC-332 Tubería

NTC-2505 Instalaciones Domiciliarias

NTC- 2635 Sellantes

NTC- 3740 Válvulas

NTC- 3538 Válvulas

tabla 32. Referencias normativas


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
REFERENCIAS NORMATIVAS INTERNACIONALES AMERICAN ESTÁNDAR TESTINGMETHOD

– ASTM y ANSI

ANSI/ASME B 36.10 Tubería – estándares

ANSI B 16.3 Accesorios hierro maleable

ASTM A-47 Accesorios hierro maleable

ASTM A-53 Tubería

ASTM A-106 Tubería

tabla 33. Referencias normativas internacionales american está ndar testing method – astm y ansi
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

CARACTERISTICAS TUBERIA NEGRA ACERO AL CARBON

TAMAÑO NOMINAL DIAMETRO EXTERIOR CEDULA mm

PULGADAS mm 40

3/8 17.145 0.844690522

1/2 21.336 1.266440511

3/4 26.67 1.683130691

1 33.401 2.4986529

1-1/4 42.164 3.382631353

1-1/2 48.26 4.044871103

2 60.325 5.436318668

2-1/2 73.025 8.621022186

3 88.9 11.27444572

3-1/2 101.6 13.55582446

4 114.3 16.05745372

tabla 34. Caracteristicas tuberia negra acero al carbon


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
ALCANCE MECANICO DE TRABAJO TUBOS NEGROS ACERO AL CARBON CEDULA 40

USOS GLP GN

INSTALACION INTERNA INTERNA

MAX PRESION DE
MENOR O IGUAL A 140 MBR
TRABAJO

PRESION DE PRUEBA 1 BAR

MAX TEMPERATURA DE
-29°C A 93°C
TRABAJO

DIAMETROS DESDE 1/2" A 2"

DESCRIPCION RIGIDO CON O SIN COSTURA

LONGITUD 6.1 M

tabla 35. Alcance mecanico de trabajo tubos negros acero al carbon cedula 40
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
3.3.2 Tubería acero Galvanizado al carbón

Usos y consideraciones normativas

INSTALACIONES INTERNAS

1. Redes internas domiciliarias

2. Usar accesorios roscados en redes aéreas má s fijaciones metálicas

3. Protecció n contra la corrosió n con pintura epó xica o bituminosa

4. La cabeza prueba de hermética se debe hacer previamente antes de embeber

camisa y conectar instrumentos de red y equipos a gas.

5. Duració n de la prueba hermética 15 min.

6. Evitar contacto con la humedad.

7. Uso de dieléctrico para evitar la cavitació n por par galvá nico en contacto con otros

metales diferentes al de las tuberías.


REFERENCIAS NORMATIVAS

NTC-2505 INSTALACIONES PARA SUMINISTRO DE GAS COMBUSTIBLE

DESTINADAS A USOS RESIDENCIALES Y COMERCIALES.

NTC-2249 TUBERÍA METÁLICA. TUBOS DE ACERO AL CARBONO CON O SIN

COSTURA PARA USOS COMUNES, APTOS PARA SER ROSCADOS

NTC-3470 TUBOS DE ACERO SOLDADOS Y SIN COSTURA, NEGROS Y

RECUBIERTOS DE CINC POR INMERSIÓN EN CALIENTE

NTC-2192 TUBERÍA METÁLICA. ROSCA PARA TUBOS EN DONDE EL SELLADO DE

LA UNIÓN SE HACE EN LOS FILETES. VERIFICACIÓN POR MEDIO DE

CALIBRES LÍMITE

NTC-3538 NTC 3538 – APARATOS MECANICOS. VALVULAS METALICAS PARA GAS

ACCIONADAS MANUALMENTE PARA USO EN SISTEMAS

DE TUBERIA CON PRESIONES MANOMETRICAS DE

SERVICIO DESDE 6,8 KPA -1 PSI- HASTA 861 KPA -125 PSI-.

TAMAÑOS DESDE 6,35 MM -1/4 PULGADAS-HASTA 50,8

MM -2 PULGADAS

NTC-2451 PINTURAS. IMPRIMANTES ANTICORROSIVOS RICOS EN ZINC.

NTC-3944 TUBERIA RIGIDA DE COBRE SIN COSTURA. TAMAÑOS

NORMALIZADOS.

tabla 36. Referencias normativas


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
CARACTERISTICAS TUBERIA NEGRA ACERO AL CARBON

TAMAÑO NOMINAL DIAMETRO EXTERIOR CEDULA mm

PULGADAS mm 40

3/8 17.145 0.844690522

1/2 21.336 1.266440511

3/4 26.67 1.683130691

1 33.401 2.4986529

1-1/4 42.164 3.382631353

1-1/2 48.26 4.044871103

2 60.325 5.436318668

2-1/2 73.025 8.621022186

3 88.9 11.27444572

3-1/2 101.6 13.55582446

4 114.3 16.05745372

tabla 37. Caracteristicas tuberia negra acero al carbó n


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
ALCANCE MECANICO DE TRABAJO TUBOS NEGROS ACERO AL CARBON CEDULA 40

USOS GLP GN

INSTALACION INTERNA INTERNA

MAX PRESION DE TRABAJO MENOR O IGUAL A 140 MBR

PRESION DE PRUEBA 1 BAR

MAX TEMPERATURA DE TRABAJO -29°C A 93°C

DIAMETROS DESDE 1/2" A 2"

DESCRIPCION RIGIDO CON O SIN COSTURA

LONGITUD 6.1 M

tabla 38. Alcance mecanico de trabajo tubos negros acero al carbon cedula 40
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

3.3.2 Tubería acero Galvanizado al carbón

Usos y consideraciones normativas

INSTALACIONES EXTERNAS

1. Redes internas domiciliarias

2. Usar accesorios roscados en redes aéreas má s fijaciones metá licas

3. Protecció n contra la corrosió n con pintura epó xica o bituminosa

4. La cabeza prueba de hermética se debe hacer previamente antes de embeber

camisa y conectar instrumentos de red y equipos a gas.

5. Duració n de la prueba hermética 60 min.

6. Evitar contacto con la humedad.


7. Uso de dieléctrico para evitar la cavitació n por par galvá nico en contacto con otros

metales diferentes al de las tuberías.

REFERENCIAS NORMATIVAS

NTC-2505 INSTALACIONES PARA SUMINISTRO DE GAS COMBUSTIBLE

DESTINADAS A USOS RESIDENCIALESY COMERCIALES.

NTC-2249 TUBERÍA METÁLICA. TUBOS DE ACERO AL CARBONO CON O SIN

COSTURA PARA USOS COMUNES, APTOS PARA SER ROSCADOS

NTC-3470 TUBOS DE ACERO SOLDADOS Y SIN COSTURA, NEGROS Y

RECUBIERTOS DE CINC POR INMERSIÓN EN CALIENTE

NTC-2192 TUBERÍA METÁLICA. ROSCA PARA TUBOS EN DONDE EL SELLADO DE

LA UNIÓN SE HACE EN LOS FILETES. VERIFICACIÓN POR MEDIO DE

CALIBRES LÍMITE

NTC-3538 APARATOS MECANICOS. VALVULAS METALICAS PARA GAS

ACCIONADAS MANUALMENTEPARA USO EN SISTEMAS

DE TUBERIA CON PRESIONES MANOMETRICAS DE

SERVICIO DESDE 6,8 KPA -1 PSI- HASTA 861 KPA -125 PSI-.

TAMAÑOS DESDE 6,35 MM -1/4 PULGADAS-HASTA 50,8

MM -2 PULGADAS

NTC-2451 PINTURAS. IMPRIMANTESANTICORROSIVOS RICOS EN ZINC.

NTC-3944 TUBERIA RIGIDA DE COBRE SIN COSTURA. TAMAÑOS

NORMALIZADOS.

tabla 39. Referencias normativas


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
CARACTERISTICAS TUBERIA NEGRA ACERO AL CARBON

TAMAÑO NOMINAL DIAMETRO EXTERIOR CEDULA mm

PULGADAS mm 40

3/8 17.145 0.844690522

1/2 21.336 1.266440511

3/4 26.67 1.683130691

1 33.401 2.4986529

1-1/4 42.164 3.382631353

1-1/2 48.26 4.044871103

2 60.325 5.436318668

2-1/2 73.025 8.621022186

3 88.9 11.27444572

3-1/2 101.6 13.55582446

4 114.3 16.05745372

tabla 40. Caracteristicas tuberia negra acero al carbó n


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
ALCANCE MECANICO DE TRABAJO TUBOS NEGROS ACERO AL CARBON

CEDULA 40

USOS GLP GN

INSTALACION EXTERNA EXTERNA

MAX PRESION DE TRABAJO MENOR O IGUAL A 340 MBR

PRESION DE PRUEBA 2 BAR

MAX TEMPERATURA DE TRABAJO -29°C A 93°C

DIAMETROS DESDE 1/2" A 2"

DESCRIPCION RIGIDO CON O SIN COSTURA

LONGITUD 6.1 M

tabla 41. Alcance mecanico de trabajo tubos negros acero al carbon Cedula 40
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

3.3.4 Tubería en Aluminio

INSTALACIONES INTERNAS

La tubería de aluminio ofrece ventajas sobre otros tipos de material ya que por ser un

material altamente reciclado su costo es menor, por su menor peso disminuye costos

estructurales, es ideal para redes cortas,

Usos y consideraciones normativas

1. Redes internas domiciliarias deben cumplir normas: ASTM B 241-95 y ASTM 345-95.

mas recubrimiento con cromalum

2. Se puede instalar en redes embebidas con encamisado o aéreas con sujeció n metálica

mas pintura epó xica amarilla.


3. La cabeza prueba de hermética se debe hacer previamente antes de embeber camisa y

conectar instrumentos de red y equipos a gas.

4. La duració n de la prueba de hermeticidad debe ser de 15 min.

5. Evitar la humedad

6. Resiste vapores de sulfuro de hidró geno (H2S), á cido sulfú rico (H2SO4) y

amoniaco (NH4).

7. Protecció n contra la corrosió n con pintura epó xica o bituminosa

8. Uso de dieléctrico para evitar la cavitació n por par galvá nico en contacto con otros

metales diferentes al de las tuberías.

9. Evite su uso en cuartos de bañ os (sin encamisado) o á reas en la cual puede estar en

contacto con compuestos amoniacales o aguas residuales.

10. no es recomendado para instalaciones subterrá neas.


CARACTERISTICAS TUBERIA DE ALUMINIO CEDULA 40 CON CROMALUM

CUMPLE NORMA AA SERIES 6000

TAMAÑO NOMINAL DIAMETRO EXTERNO DIAMETRO INTERNO ESPESOR de pared

pulgadas mm mm mm

1/2 21.3 15.76 2.77

3/4 26.7 20.93 2.87

1 33.4 26.64 3.38

1 1/4 42.2 35.08 3.56

1 1/2 48.3 40.94 3.68

2 60.3 52.48 3.91

2 1/2 73 62.68 5.16

3 88.9 77.92 5.49

4 114.3 102.26 6.02

5 141.3 128.2 6.55

6 168.3 154.08 7.11

tabla 42. Caracteristicas tuberia de aluminio cedula 40 con cromalum Cumple norma aa series 6000
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

REFERENCIAS NORMATIVAS NTC

NTC-332 Roscas NPT para tuberías

NTC-2505 Instalaciones Domiciliarias

NTC-3538 Válvula operación menor 125 psig

NTC-3740 Válvulas con operación inferior a 1psig

tabla 43. Referencias normativas ntc


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
REFERENCIAS NORMATIVAS ASTM

ASTM B-345-95 Tubería Aluminio

ASTM B-241-95 Tubería rígida y flexible de aluminio

ASTM B-211-95 Accesorios tubería aluminio

tabla 44. Referencias normativas ASTM


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

ALCANCE MECANICO DE TRABAJO

TUBOS EN ALUMINIO CON CROMALUM CEDULA 40

USOS GLP GN

INSTALACION INTERNA INTERNA

MAX PRESION DE TRABAJO MENOR O IGUAL A 140 MBR

PRESION DE PRUEBA 1 BAR

MAX TEMPERATURA DE TRABAJO -1°C A 93°C

DIAMETROS DESDE 1/2" A 3/4"

DESCRIPCION RIGIDO CON O SIN COSTURA

LONGITUD 6.1 M

tabla 45. Alcance mecanico de trabajo Tubos en aluminio con cromalum cedula 40
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
3.3.5 Tubería en Acero CSST

Instalaciones internas y externas

la tubería en acero CSST ( corrugated stainless Steel tubing) es un material hecho con acero

al carbó n el tubo en su longitud tiene anillos corrugados que le permiten conservar de

manera constante el diá metro de servicio. Por su versatilidad para la construcció n de redes

en paralelo solo requiere de dos accesorios en los extremos de conexió n al servicio de gas y

al equipo a gas, para redes en serie dispone de accesorios derivadores de gas.

La presentació n del material consiste en el tubing corrugado má s una capa de polietileno,

también se encuentra tubing con capa de polietileno má s capa de malla y capa final de

polietileno, para mayor seguridad de trabajo.

Usos y consideraciones normativas

1. Redes internas domiciliarias deben cumplir normas: ASTM A240 tipo 304 y 321.

2. Se debe instalar en redes embebidas con encamisado o aéreas con sujeció n metálica.

3. La cabeza prueba de hermética se debe hacer previamente antes de embeber camisa y

conectar instrumentos de red y equipos a gas.

4. La duració n de la prueba de hermeticidad debe ser de 15 min. Para redes internas y 60

min. Para redes externas.

5. Uso de dieléctrico para evitar par galvá nico en contacto con otros metales diferentes al

de las tuberías.
TUBERIA DE ACERO INOXIDABLE CSST CORRUGATED STAINLESSSTEEL TUBING

ESPESOR DE LA

DIAMETRO NOMINAL DIAMETRO INTERNO PARED DIAMETRO EXTERNO

3/8 11.5 0.2 16.8

1/2 15 0.225 21

3/4 20 0.25 27.6

1 25 0.25 33.5

1 1/4 32 0.25 41.5

1 1/2 40 0.3 54.3

2 53.8 0.3 68

tabla 46. Tuberia de acero inoxidable csst corrugated stainless steel tubing
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

REFERENCIAS NORMATIVAS NTC

NTC-332 Roscas NPT para tuberías

NTC-2505 Instalaciones Domiciliarias

NTC-3538 Válvula operación menor 125 psig

NTC-3740 Válvulas con operación inferior a 1psig

NTC – 2635 SELLANTES

tabla 47. Referencias normativas ntc


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002
REFERENCIAS NORMATIVAS ASTM y ANSI

CA 360 Accesorios de bronce

ASTM A240, tipo 304, Tubería acero inoxidable.

tabla 48. Referencias normativas ASTM y ANSI


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

ALCANCE MECANICO DE TRABAJO DE ACERO INOXIDABLE CSST

CORRUGATED STAINLESS STEEL TUBING

USOS GLP GN

INSTALACION INT. Y EXT INT. y EXT.

MAX PRESION DE TRABAJO MENOR O IGUAL A 330 MBR

PRESION DE PRUEBA 3.33 BAR

MAX TEMPERATURA DE TRABAJO -40°C A 96°C

DIAMETROS DESDE 1/2" A 3/4"

DESCRIPCION RIGIDO CON O SIN COSTURA

LONGITUD 6.1 M

tabla 49. Alcance mecanico de trabajo de acero inoxidable csst (Corrugated stainless steel tubing)
Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

3.3.6. Tuberia pe- al – pe

La tubería de aluminio evoluciono a una forma má s prá ctica de manejar pasando de ser una

tubería de una capa a una tubería tricapa donde está compuesta por polietileno- aluminio-

polietileno.
La tubería de aluminio pe-al-pe ofrece grandes ventajas para el diseñ o y para la instalació n,

por su enorme versatilidad constructiva.

Permite redes en paralelo y en serie con gran rendimiento de caudal de suministro.

El sistema pe al pe tienen dimensiones propias y accesorios propios para la instalació n de

redes a gas.

Usos y consideraciones normativas

INSTALACIONES INTERNAS

1. Redes internas domiciliarias

2. Usar accesorios roscados en redes aéreas má s fijaciones metá licas

3. La cabeza prueba de hermética se debe hacer previamente antes de embeber

camisa y conectar instrumentos de red y equipos a gas.

4. Duració n de la prueba hermética 15 min.

5. Debe ir encamisada y aislada de zonas de trá fico pesado que puedan estrechar el

diá metro de servicio.


TUBERIA TRICAPA POLIETILENO ALUMINIO POLIETILENO

RADIO MAX

DIAMETRO DIAMETRO DIAMETRO CURVA PRESION

NOMINAL REFERENCIA EXTERNO INTERNO ESPESOR MINIMA TRABAJO

1/2 1216 16 12 2 80 150

3/4 1620 20 16 2 100 150

1 2026 26 20 3 125 150

1 1/4 2632 32 26 3 160 150

tabla 50. Tuberia tricapa polietileno aluminio polietileno


Fuente convenio SENA-aene consultoría Documento No. ANC-0295-T-05-002

3.4 Elementos para cambio de giro o derivación de fluidos

En el diseñ o de redes a gas los accesorios cumplen funciones que permiten suministrar

combustible, cada uno de ellos debe permitir unir tubería, cambio de direcció n de tubería,

derivació n de tubería, reducció n de tubería y controlar el flujo dentro de las tuberías.

Los accesorios usados deben cumplir la normatividad en cuanto al material, a las

dimensiones y al ajuste mecá nico que permite la continuidad de la tubería y la

estanqueidad.
3.4.1 Accesorios para la unión de tubería

3.4.1.1Uniones

Unió n lisa cobre soldar ambos extremos

http://navymur.es/2352-thickbox_default/manguito-union-cobre-h-h.jpg

Unió n recta acero galvanizado roscar ambos extremos

http://sodimac.scene7.com/is/image/SodimacPeru/278092?$producto495$&iv=pOfrM3&wid=1485&hei=1485&fit=fit,1

RACOR UNION HEMBRA BRONCE ROSCAR AMBOS LADOS


http://www.tiendahidraulica.com/en/acoples-bronce-/563-racor-b103-union-hembra-hembra-n-08.htm l

RACOR UNION MACHO BRONCE ROSCAR AMBOS LADOS

http://tienda-nautica-almeria.com/image/cache/catalog/fni/18.18150-500x500.jpg
UNION ABOCINADA MACHO BRONCE ROSCAR AMBOS LADOS

https://static.grainger.com/rp/s/is/image/Grainger/1VDU1_AS01?$mdmain$

UNION PE AL PE

http://www.tiendahidraulica.com/13694-thickbox_default/union-pe-al-pe-1-2-x-1-2-npt-macho.jpg
CODOS

CODO SOLDAR SOLDAR

http://www.etfcatalogo.com/images/productos/codos-de-cobre.jpg

CODO SOLDAR ROSCAR HEMBRA

http://www.gallegohermanos.com/prestashop/img/p/3056-3037-home.jpg
CODO SOLDAR ROSCAR MACHO

http://www.latiendadefontaneria.com/media/catalog/product/cache/1/small_image/300x300/9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95

/c/o/codo_macho_bronce_1_4.jpg

CODO ROSCAR ROSCAR HEMBRA

http://www.leroymerlin.es/img/r25/50/5006/500606/13123831/13123831_z1.jpg
CODO SOLDAR SOLDAR 45

http://www.gallegohermanos.com/prestashop/img/p/3021-3002-large.jpg

http://2a33bac5d73c8f56fc53-0b086369f3430e616156762bdbd428e5.r73.cf1.rackcdn.com/productos/346525/346525-d.jpg
http://hermanoscasas.es/tienda/90-120-thickbox/codo-de-90-machohembra-hierro-galvanizado.jpg

http://2a33bac5d73c8f56fc53-0b086369f3430e616156762bdbd428e5.r73.cf1.rackcdn.com/productos/346470/346470-z.jpg

http://plofesa.com/image/cache/data/Plomer%C3%ADa/Galvanizados/183305-Codo-calle-galvanizado-850x1300.png
http://almacenesiberia.es/6876-tm_thickbox_default/codo-90-laton-25mm-p-tubo-pe-almacenes-iberia.jpg

http://www.arkigrafico.com/wp-content/uploads/2014/06/14408045173_ee38502ae0.jpg

CONECTORES ABOCINADOS

http://cdn.palbin.com/users/9510/images/41FS-1402764631.jpg.thumb
http://www.rmmcia.es/productos/racores-compresion-para-tubo-de-cobre/racor-recto-hembra

https://sc01.alicdn.com/kf/HTB1xY.FHpXXXXcHXXXXq6xXFXXXT/1-2-DN15-EN15266-UNIROLL-pliable-corrugated.jpg

http://www.mtspain.net/images/products/thumb_99110.jpg
TEES

http://i.ebayimg.com/00/s/ODAwWDgwMA==/z/05oAAOSwstxU9biR/$_35.JPG

http://g01.a.alicdn.com/kf/HTB1JxzeJFXXXXbjXpXXq6xXFXXXL/LOT-2-font-b-Tee-b-font-3-Way-Brass-Pipe-font-b-fitting-b-font.jpg

https://www.foset.com.mx/img/productos/47414.png
https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1qzIJHFXXXXbSXXXXq6xXFXXXa/Male-font-b-Tee-b-font-3-ways-1-8-font-b-BRASS-b-font-font.jp g

http://www.aleamex.com.mx/image/conexgas/tee_union.JPG

http://www.ebay.com/itm/Reduce-Tee-Brass-1X1X3-4-Anderson-Metal-Corp-Brass-Pipe-Reducing- Tees/391622913244?

_trksid=p2047675.c100011.m1850&_trkparms=aid%3D222007%26algo%3DSIC.MBE%26ao%3D1%26asc%3D3 8530%26meid

%3D17173f991e0d43d48ab8fae65331d934%26pid%3D100011%26rk%3D3%26rkt%3D3%26sd%3D351583866126
http://www.multicomercio.com.ec/images/productos/hierro/tee_galvanizada.jpg

http://www.tiendahidraulica.com/13691-thickbox_default/codo-pe-al-pe-1-2-x-pe-al-pe-1-2.jpg

REDUCCIN DE FLUJO.

http://cartego.com.mx/media/catalog/product/cache/1/image/9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95/1/_/1_12_37.jpg
http://deriego.com/img/p/2/7/3/8/2738-home_default.jpg

http://www.mtspain.net/images/products/thumb_245-machan-reduccian-m-m.jpg

3.5 Elementos Para El Control De Fluidos

Las vá lvulas se utilizan para el control de flujos gaseosos, elementalmente el servicio de

combustible debe tener un comportamiento permanente que permita que el equipo que

funciona con gas desarrolle todo su potencial energético, otro tipo de vá lvulas para control

instrumental de los equipos a gas se desarrollan dentro de cada uno de los equipos

Gasodomesticos y gasoindustriales. En este orden de ideas las vá lvulas para redes a gas

deben permitir el flujo constante y debe ser de rá pida respuesta en casos de emergencia.

Las normas nacionales NTC 1908, NTC 3740, NTC 3538 establece los alcances mecá nicos de

este tipo de elementos.


3.5.1 Válvulas De Accionamiento Manual

vá lvula de paso directo hembra

http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/16791-2469247.jpg

http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/27169-2594275.jpg

http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/15899-3198591.jpg
http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/15899-3198591.jpg

http://www.directindustry.es/prod/riels-instruments/product-70609-1636714.htm l

3.6 Elementos De Fijación

Para el transporte de fluidos gaseosos en las edificaciones es necesario el anclaje de

elementos que permitan conservar la estructura de la red de tuberías y accesorios.

La funció n principal de los anclajes es evitar que la tubería sufra flexió n y desprendimiento

de la estructura constructiva que la contiene.

La fijació n de la tubería se debe hacer en los arranques y en las llegadas de la red, en los

tramos curvos a la entrada y la salida de la curva y en los tramos rectos dependiente de su

diá metro y material debemos tomar los valores de la tabla xxx

Es necesario fijar vá lvulas y accesorios de cambio de direcció n

La red aérea que se sitú en cercanas a placas, techos, cielos rasos, y otros tubos deben tener

separació n al elemento mencionado de 15 mm para diá metro menores a .75 pul. y para

diá metros mayores la separació n debe ser igual al tubo.

En todo caso se debe evitar la fricció n entre elementos de fijació n y la red y entre tubería

de la red.

No se permiten soporte fabricados de manera artesanal


SEPARACION ENTRE ELEMENTOS DE FIJACION TRAMOS RECTOS

DIAMETRO NOMINAL SEPARACION MAXIMA m


TUBERIA
mm horizontal vertical

12.7 1 1.5

cobre rígido 19.05 1.5 2

25.4 1.5 2

12.7 1.5 2

19.05 2 3

acero rígido 25.4 2 3

31.75 2.5 3

>31.75 3 4

9.53 1 3

12.7 1 3
cobre y aluminio
19.05 1 3
flexible
25.4 1.5 3

>25.4 1.5 3

9.53 1.2 3

acero corrugado y 12.7 1.8 3

pealpe 19.05 2.5 3

25.4 2.5 3

tabla 51. Separacion entre elementos de fijacion tramos rectos


ELEMENTOS DE SUJECIÓN DE SOPORTES A MUROS DE CONCRETO

http://www.igol.com.co/wp-content/uploads/2015/04/GRAPA-1-oreja2.jpg

http://csimg.mercamania.es/srv/ES/0000747121616/T/340x340/C/FFFFFF/url/abrazadera-mastil-para.jp g

http://induma.com.co/wp-content/uploads/2013/05/Grapa-para-tuberia-doble.jpg
http://www.electroindustrialjm.com/archivos/fotos/ffa5a5_a1.jpg

https://www.poolaria.com/779-thickbox_default/pinza-abierta-abrazadera-para-tubo.jpg

http://www.teknomega.es/division-sistemas-fijacion/sistemas-fijacion-o-strut/abrazaderas-acero-galvanizado-o-strut/quijadas -
http://www.expower.es/imagenes/soportes-perforados-unikon180/soportes-perforados-unikon180.jp g

http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/65073-2268697.jpg

http://www.comptelg.com/html/gallery/soportePuente.jpg
http://www.herrajesmanolo.com.ar/upload/104.36.5.jpg

http://www.jpfamet.com.pe/wp-content/uploads/2016/10/Mensula-doblada.jpg

PASAMUROS

http://pdbdocs.astralpool.com/fotos/FOT00_15658_v01.jpg
Capítulo 4

4.1 . Herramienta Y Equipos Utilizados Para La Instalación De Redes A Gas

4.1.1. herramienta manual.

Las herramientas y equipos utilizados para la ejecució n de construcció n de redes a gas representan

un gasto que se debe tener en cuenta para la proyecció n de propuestas en el momento establecer

los análisis de precios unitarios.

La herramienta se clasifica en herramienta de mano, herramienta electró nica, Herramienta electro

manual y equipos.

La herramienta menor es sencillamente herramienta de mano usada comú nmente en albañ ilería.

http://3.bp.blogspot.com/_vM1K0JsHWnQ/TPK8ljXuoEI/AAAAAAAAAAM/Bme7YXYFBkA/s1600/3.jpg
Herramienta Para Tubería
Abocinador

http://tiendaridgid.com/1203-tm_thickbox_default/abocinador-de-trinquete.jpg

Dobla tubo de resorte

http://ws.iusa.com.mx/imagenes/Catalogo/Herramientas/Catalogo/616504.jpg
Cortatubo

https://cdn2.ridgid.com/resources/media?key=3e3f76cd-2895-4128-9b11 -

376dc4a1c0ca&languageCode=es&countryCode=US&type=image

4.1.2. herramienta electrónica

Detector de gas.

Permite detectar presencia de monó xido de carbono y gases combustibles.

http://p.globalsources.com/IMAGES/PDT/BIG/498/B1009699498.jpg
Odómetro

http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/14712-2379313.jpg

Detector de metales

Herramienta electró nica muy ú til en la actualidad se usa para la detecció n de otras

instalaciones y metales escondido en estructuras de concreto


https://http2.mlstatic.com/bosch-gms-120-detector-materiales-cable-pvc-metal-tuberias-D_NQ_NP_978201-

MCO20303506510_052015-F.jpg

http://www.construnario.com/notiweb/noticias_imagenes/27000/27715.jpg

4.1.3. Herramienta Electro manual

La herramienta electro manual es la evolució n de las herramientas sencillas a herramientas

que facilitan el rendimiento del trabajo


Herramienta rotacional

Los equipos usados en la construcció n de redes son dispositivos par purgas en la red,

medició n de estanqueidad, y medició n de presió n en la tubería.

Compresor de aire
http://accesorios-carpinteria.com/21113/compresor-bicilindrico-con-cabezal-en-fundicion-3-hp-y-deposito-de-100-l.jpg

Tarraja eléctrica

https://http2.mlstatic.com/S_937901-MLM20443850878_102015-O.jpg

Refrentador de tuberia

http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/8487-2497437.jpg
Tarraja eléctrica

http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/8399-9400399.jpg

4.1.4. Equipos de consumo a gas

Gasodomesticos
http://images.paginasamarillas.com/16777740/11/animation/3.jpg

http://media.cylex.com.co/companies/1112/5964/images/GASODOMESTICOS_277220_large.jpg

equipos a gas

https://images01.olx-st.com/ui/52/90/30/70/o_1471927612_bb0584fc9f40dee151005f1a38757b4f.jpg
http://www.ofertas-calderas-gas-estancas-condensacion-madrid-

barcelona.com/media/products/caldera_gas_viessmann_estanca_mixta_vitopend_100w.jpg

http://www.castillagas.com/img/articles/calefaccion-industrial-1.jpg
http://www.absorsistem.com/sites/default/files/imce/Gitie_ACAY.jpg

http://1.bp.blogspot.com/-U84beMao6Z4/Tq2p4-V5wPI/AAAAAAAAF1U/dQXiW2_Y4S0/s1600/DIBUJO.jpg
http://www.industriasdiaz.com/wp-content/uploads/2016/03/hornos-a-gas-cocinas-industriales.jpg

4.1.5 . Características de los equipos de regulación y medición de gas

la naturaleza del gas y su poder calorífico son aspectos importantes de este recurso energético,

cuando se presta servicio de gas se debe tener en cuenta que las variables que intervienen para el

apropiado funcionamiento tienen que ver mucho con el equipo al cual se suministra el energético.

La regulació n del gas la proporcionan elementos de protecció n mecánica que regulan la presió n del

gas sobre el equipo a gas, de esta manera el regulador permite un servicio de flujo constante a

presió n constante y a velocidad y temperatura variable.


4.1.5.1 Tipos de reguladores

Reguladores de acció ndirecta

https://dominionindustrial.files.wordpress.com/2014/10/f_1.jpg
Reguladores de acció npilotada

https://dominionindustrial.files.wordpress.com/2014/10/f_21.jpg
Reguladores de flujo axial

http://grupo-ciesa.com.mx/BOLETINES/RMG512.pdf
Reguladores de flujo radial

https://areamecanica.files.wordpress.com/2013/02/regulador-bomba-paletas-pv7-posicion-

descarga.jpg

rangos de presió n para reguladores

baja presió n entrega 18 mbr

media presió n entrega 350 mbr

alta presió n entrega 285 psi para tuberías al acero carbono y 60 psi para tuberías de polietileno
ETAPAS DE REGULACIÓN

la forma en que se quiebra la presió n a lo largo de la red se denomina etapa de regulació n la

cantidad de quiebres de presió n que sufre el gas determina las etapas de regulació n.

Regulació n en una etapa

La regulació n en una etapa quiebra la presió n de entrada de 4 bar a 18 mbar este quiebre de

presió n está localizada a la entrada de la edificació n

Regulació n en dos etapas

La regulació n en dos etapas se hace en conjuntos de varios consumidores especialmente en

edificios de apartamentos, aunque si se desea también se puede hacer en conjuntos cerrados

Esta regulació n permite hacer un quiebre a 350 mbar a la entrada del edificio y conservar esta

presió n hasta el siguiente punto de regulació n que ha de llevar presió n de servicio a los

Gasodomesticos con un valor de 18 mbar.

Regulació n en tres etapas

La regulació n en 3 etapas se hace en conjuntos de varios consumidores especialmente en edificios

de apartamentos, aunque si se desea también se puede hacer en conjuntos cerrados

Esta regulació n permite hacer un primer quiebre de 4 a 1.5 bar a la entrada principal, luego se

quiebra de 1.5 a 350 mbar a la entrada del edificio y conservar esta presió n hasta el siguiente punto

de regulació n que ha de llevar presió n de servicio a los Gasodomesticos con un valor de 18 mbar.

Regulaciones especiales

Las regulaciones para casos especiales se ven reguladas por la norma NTC 3838 que permite tener

regulaciones entre 350 mbar y 1.4 bar siempre y cuando la red sea soldada por personal certificado,

este en todo su recorrido y los ductos sean ignífugos.

Tipos de medició n de los flujos gaseosos

La medició n del servicio de gas se hace con diferentes tipos de dispositivos que permiten medir el

flujo gaseoso que llega al consumidor.


El tipo de medidor va de acuerdo con las necesidades de consumo del usuario.

4.1.6. Tipos de medidores

Medidores de desplazamiento positivo

Se dividen en:

Medidores de diafragma

http://images.slideplayer.com.br/5/1595781/slides/slide_38.jpg
Medidores lobulares

http://4.bp.blogspot.com/-wu7X8mySs-

E/VfDaIVq7kWI/AAAAAAAAAEk/ss39KYmhvho/s1600/Fluidtech_BOMBA_POS_LOBULAR_2.jpg

http://1.bp.blogspot.com/-Fi0MUX2VcBM/VfDaMne-LjI/AAAAAAAAAEs/3LV2qxgjmy4/s1600/231px-Lobbenpomp.gif
Medidores de caudal má sico

Medidores de turbina

http://sti-gas.com/wp-content/uploads/2016/01/medidores-de-gas-comerciales-e-industriales-tipo-turbina-CGT-02-

common.jpg
Medidores de presió n diferencial

http://img.directindustry.es/images_di/projects/images-og/diferencial-venturi-medidor-flujo-presion-38196-9925103.jpg

http://www.sapiensman.com/tecnoficio/electricidad/images/presion%20diferencial.jpg
capitulo 5

5.1. Fenómenos de corrosión en las instalaciones de redes a gas

Las redes de servicio de gas está n construidas por materiales metá licos en su gran mayoría y aú n

má s cuando de instalaciones industriales se trata. Ya que los metales cuando está n expuestos a

agentes ambientales sufre degradació n de su aspecto y pierden masa a causa de la corrosió n es

importante conocer có mo se produce este fenó meno físico químico y como se previene.

Mecanismos de corrosió n

La corrosió n se sucede cuando un metal está expuesto a un medio eléctricamente agresivo

o está en contacto con otro metal y se pierde material superficial de manera constante

hasta degradarse completamente

Para comprender la corrosió n debeos comprender algunos conceptos químicos

5.1.1 Ionización

Cuando un á tomo cede o gana electrones se ioniza, si el á tomo o la molécula se carga eléctricamente

sin ceder o ganar electrones se denomina ion, pero si se ceden electrones o se ganan electrones se

conforma un proceso de ionizació n.

Cuando el ion se carga negativamente se llama anió n y cuando se carga positivamente se llama

catió n.

De lo anterior podemos deducir el significado de á nodo y cá todo.

Si se pierden electrones el proceso se denomina oxidació n, y si se gana electrones se llama


5.1.2. Reducción

https://diagnosticouem.wikispaces.com/file/view/20070924klpcnafyq_13.Ees.SCO.png/307292296/20070924klpcnafyq_13.Ees.SCO.p

ng

Fe  1e  Fe oxidacion(se ganan protones) cation


Fe  2e  Fe° reduccion (se ganan electrones) anion
5.1.3. Electrolito

Una solució n con presencia de humedad posee en su medio iones libres, esta solució n denominada

electrolítica sirve de medio para el flujo de electrones entre un cá todo y un ánodo, cuando el metal

se encuentra solo en presencia del electrolito se corroe el material.


http://html.rincondelvago.com/000749713.png

http://3.bp.blogspot.com/_gdF2rNEjn8I/TEyNImRKoDI/AAAAAAAAAGI/62oxcmi-xzc/s1600/6.gif

Tipos de corrosió n
El equilibrio metá lico entre el metal M con su ion M++ y con su electró n 2e se representa a

continuació n.

 
M  M  2e
equilibrio ionico
Este equilibrio se pierde cuando en el medio se hace presente el electrolito lleno de iones libre que

absorberá los electrones produciéndose de esta manera la corrosió n.

5.1.4. Tipos De Corrosión

Corrosió n uniforme

Galvá nica

De rozamiento

Erosiva

Por cavitació n

Por aireació n diferencial

Bacteriana

Corrosió n localizada

Intergranular

Por esfuerzo

Por hidrogeno

5.1.5. Mecanismos De Protección

Par evitar la oxidació n de las redes debemos recurrir a mecanismos de protecció n que impidan el

deterioro de las redes

Existen dos tipos de protecció n contra la corrosió n

Protección Pasiva
La protecció n pasiva consiste en aislar el material metálico del medio electrolítico con materiales

aislantes que impidan el paso de la corriente causante del deterioro, esta protecció n se puede realizar

con materiales no conductores eléctricos o también con aislantes no conductores eléctricos, en el

primer caso las pinturas epó xica son un buen recurso y en el caso segundo con material plá stico se

puede lograr lo mismo.

Protección Activa

La protecció n activa se realiza con ánodos de sacrificio los cuales por diferencial de potencial

eléctrico se destruye primero que el tubo que se está protegiendo, este sistema requiere revisió n

perió dica.

Capitulo 6

6.1. Etapas de diseño para gas natural y para glp

El diseñ o de redes para edificaciones contempla el valor del consumo del usuario, de

acuerdo con este principio y con base en la distribució n arquitectó nica y la implantació n

general de los proyectos constructivos se puede diseñ ar por etapas de quiebres de presió n,

este sistema se adopta desde la entrega de gas al usuario por parte del distribuidor.
Existen bá sicamente cuatro tipos de regulació n

6.1.1. Regulación en una única etapa

el quiebre de presió n está a la entrega de gas al usuario y quiebra la presió n en la red

matriz (4 bar) a la presió n de servicio de los Gasodomesticos.

6.1.2. Regulación en dos etapas.

El quiebre de presió n inicia en la entrega de gas al usuario y quiebra la presió n en una

primera parte 4000 mbar a 350 mbar y seguidamente a la entrada del usuario se quiebra la

presió n a presió n de servicio de lo Gasodomesticos.


6.1.3. Regulación en tres etapas.

El quiebre de presió n inicia después de la línea matriz hasta el paramento de propiedad del

inmueble y quiebra la presió n de 4000 mbar a 1500 mbar seguidamente en un á rea comú n

provista de las condiciones de seguridad se quiebra la presió n a 350 mbar y finalmente a la

entrada del usuario se quiebra la presió n a presió n de servicio de los Gasodomesticos.

En todos los puntos quiebre se debe proteger la red contra escapes colocando en los nichos

odó metro y vá lvula solenoide para evitar escapes de gas.


Capitulo 7

7.1 . Diseño de redes GN

7.1.1 Diseño a baja presión.

7.1.1.1 Parámetros de diseño

El diseñ o de la red a gas está amarrado al tipo de usuario, el tipo de gas, el consumo y el tipo

de regulació n, velocidad del gas en las tuberías.

Las normas que rigen los diseñ os para usuario residencial y comercial es la NTC 2505 y ntc

3838 para instalaciones industriales.

En funció n del diseñ o de redes a gas está n las siguientes variables

7.1.1.1.1. Coeficiente de simultaneidad

La eficiencia del sistema para servir varios consumidores al mismo tiempo, esta variable se

denomina coeficiente de simultaneidad y su má ximo valor de 1 y a medida que aumenta el

nú mero de aforados este valor disminuye. Y está determinado por la siguiente ecuació n
Caudal de simultaneidad para instalacion multiple
baja presion G.N y GLP
K  .9687
.1816 N
K  Caudal de simultaneidad
N  Numero de usuarios

7.1.1.1.2. Consumo energético o potencia instalada.

Consumo energético es la cantidad de gas que requiere el equipo a gas para emitir la energía

calorífica requerida para los procesos térmicos.

Por orden de la resolució n 0680 de 2015 del ministerio de comercio industria y turismo el

potencial nominal o consumo calorífico se debe etiquetar en los Gasodomesticos en unidades de

KW o Mj/h.

Debido a que en las tuberías se mide el caudal que transita por elles es indispensable convertir la

potencia nominal del Gasodomesticos a unidades de volumen.


La fó rmula para convertir potencia nominal a caudal es la siguiente

conversion de potencia nominal a


 Pie3 M3
potencia  h BTU BT  Pie3
kw
 kw U

Ejemplo:

Para el rotulo anterior

Potencia nominal= 34 KW

conversion de potencia nominalh a m3


Pie3 M3
potencia  h BTU
 BT 
 Pie3
kw kw U
 1Pie3 1M3
potencia  1
3412BT
U 1000BT
  3. 302 2 M3
 35.13Pie3
34Kw h 1Kw U
h
Esto nos arroja un resultado de 3.3 metros cú bicospor hora. Lo cual determina el consumo horario

del equipo a gas

En el recibo de la empresa el valor del poder calorífico del gas suministrado, ese valor se debe

convertir al equivalente energético de un pie cubico de gas que con apoyo de http://www.convert-

me.com/es/convert/energy/ es posible hallar para nuestros cá lculos de diseñ o.


7.1.1.1.3. Perdidas admisibles en el diseño

La capacidad de diseñ o que se requiere para satisfacer la eficiencia energética de los equipos a gas

depende en gran medida de la longitud de la tubería, el tipo de tubería y la cantidad de accesorios

que merman la presió n de servicio en el equipo a gas.

Por esta razó n la norma NTC 2505 no direcciona el tipo de formulació n que escoja el diseñ ador

siempre y cuando cumpla con la mínima presió n requerida por el equipo a gas para su normal

funcionamiento.

Por la anterior razó n es necesario que el diseñ ador consulte al distribuidor local de gas para que se

le certifique la máxima perdida admitida en los tramos de diseñ o de la red de gas.

Las siguientes son las formulas ú tiles para el cá lculo de presió n en redes a gas internas para servicio

de baja presió n.
7.1.1.1.4. Formula de pole

HD 5 .5
Q . 00304  c  GL

Q .2
2 GL
D .00304c  H 
Q
H 2 G L
.00304c D5
Donde:

Q = Caudal de gas, m3/h

C = Factor en funció n del diámetro

H = Pérdida de presió n, mbar

D = Diámetro de la tubería interna, mm

L = Longitud equivalente, m

G = Gravedad específica del gas, para GN 0.6 y para GLP1.52

Factor "C" en función del diámetro para fórmula de Pole diseño de líneas a baja presión

(Fórmula de Polyflo)

diámetro nominal diámetro mm valor de "C"

3/8 a 1/2 9.53 a 13 1.65

3/4 a 1" 19.05 a 13. 1.8

1 1/4 a 1 1/2 31.5 a 38.1 1.98

2 50.8 2.16

3 76.2 2.34

4 101.6 2.42

tabla 52. Factor "c" en funció n del diá metro para fó rmula de pole diseñ o de líneas a baja presió n (fó rmula de polyflo)
7.1.1.1.5. Formula de polyflo:

Q . 004  D2.623   HK


.541
L
Q .3812
D  
.541
.00434
K L
H

Q 1
H .004D 2.623 .541
KL
Donde :

Q = Caudal, m3/h

D = Diá metro, mm

H = Caída de presió n, mbar

L = Longitud equivalente, m

K = .00325(T+273) xG

T = Temperatura, °C

G = Gravedad especifica del gas, para GN 0.6 y para GLP1.52

7.1.1.1.6. Formula de renouard

HD4.82 .5495
Q 23200GL

.2075
23200GLQ 1.82
D H

H 4.8193
1 23200GLQ1.82 .2075
D
Donde:

Q = Caudal, m3 /h

D = Diámetro, mm

H = Caída de presió n, mbar

G = Densidad relativa del gas para GN 0.6 y para GLP 1.52

L = Longitud equivalente, m

7.1.1.1.8. Velocidad del gas dentro de las redes para baja presión

Para completar los diseñ os de debe cumplir con los requisitos de la norma NTC 4282 en cuanto

a la velocidad del gas al interior de las tuberías.

V  Q
.283D2
Donde:

V = Velocidad, m/s

Q = Caudal de gas; m3/h

D = Diá metro interior de la Tubería, cm

7.1.1.2.1 .Diseño a media presión

7.1.1.2.2 . Formula de mueller

461 .525
Q P 2 P
12 2
 10 7 G .425
L  D 2.725

P2  1.7391 .5
2
P  L
QG .425 10 7
1 D2.725461

En donde:

Q = Caudal, m3/h

G = Gravedad especifica del gas; para GN 0,60 y para GLP 1,52

P1 = Presió n absoluta a la entrada, en mbar

P2 = Presió n absoluta a la salida, en mbar

H = Caída de presió n, mbar

D = Diá metro interno de la tubería, mm

L = Longitud tramo má s longitud equivalente.

7.1.1.2.3 . Velocidad en el tramo

V  354Q
D2P
Donde:

V = Velocidad, m/s

Q = Caudal de gas; m3/h

D = Diámetro interior de la Tubería, mm

P = Presió n absoluta en el tramo en bares.


tabla 53. Tabla de potencias

7.1.1.2.4 . Longitud equivalente

La investigació n sobre las perdidas por fricció n en tubería y accesorios han dado lugar a tabla que

representan en cantidad de tramo recto el valor de accesorios usados para cambios de direcció n o

para derivació n de fluidos gaseosos.

tabla 54. Tabla de longitudes equivalentes de tubería recta en accesorios

7.2. Diseño de redes glp con tanque estacionario

Las instalaciones de redes de gas en edificaciones con GLP poco difieren en la de las redes para gas

natural, la diferencia establecidas entre los dos tipos de instalaciones residen en el poder calorífico

del GLP. Y su baja compresibilidad para la licuació n, las redes a gas manejan un rango más alto en la

presió n de servicio para los equipos a gas con un valor de 28 mbares de presió n de servicio, las
fó rmulas utilizadas para el dimensionamiento de tubería siguen siendo las mismas que se usan en

Gas Natural.

Para suplir la necesidad energética de un usuario es indispensable la proyecció n de tanques

estacionarios que permitan un servicio constante en el tiempo con un tanque que permita rellenado

perió dicamente.

Dado que en la fundamentació n científica de este manual ya contempla las propiedades del GLP, en

adelante se analizará los aspectos reglamentarios de las instalaciones el tanque estacionario hasta el

primer quiebre de presió n.

Es importante para el diseñ ador revisar las correspondientes normas ASME para los recipientes y la

instrumentació n que, aunque es competencia del ingeniero mecánico es bueno por parte del

ingeniero civil saber manejar el tema.

7.2. 1. Parámetros de diseño para los tanques estacionarios de almacenamiento.

7.2. 1.1. Tipo de recipientes

Los recipientes para el almacenamiento deben ser cilindrito con tapa esférica y de conformidad con

la norma NTC 3712

7.2. 1.2. Distancias de funcionamiento

De acuerdo con la norma NTC 3853-1 las siguientes son las distancias con respecto a edificaciones y

entre tanques.
tabla 55. Distancias con respecto a edificaciones y entre tanques.

7.2. 1.3. Almacenamiento

Todo tanque debe quedar en zonas externas a las edificaciones en zonas de libre trasiego y es

necesario contar con análisis de suelos para determinar agentes corrosivos y el diseñ o de estructuras

de contenció n.

En caso de ubicació n en terrazas se debe garantizar por ingeniero estructural el trabajo del tanque

en su conjunto y una capacidad no mayor a1200 galones líquidos, un volumen máximo a 4.54 m3 y

mínimo 6 m de separació n a paredes de la edificació n.

Para el lleno de tanques en azoteas se debe cumplir con la norma NFPA 58.

Para tanques subterrá neos se tienen dos casos


Enterrado y semi enterrado

Para el caso de los tanques enterrado la clave del tanque con respecto a la rasante del terreno debe

ser mínimo de 15 cm en sitios sin circulació n vehicular y de 60 cm en zonas de transito vehicular.

Para evitar fenó menos de corrosió n se debe implementar protecció n pasiva y activa.

La máxima capacidad admitida para servicio de redes es de 1000 galones líquidos.

7.2. 1.4. Determinación de capacidad de gas de un tanque estacionario

La capacidad se determina por dos factores que son:

Autonomía en dias

Rata de vaporizació n.

la autonomía depende del consumo por usuario, la capacidad ú til del tanque y el porcentaje de

llenado.
Los tanques tienen una autonomía de un mes y se deben llenar máximo un 90% para evitar

sobrepresiones y accidentes.

La capacidad ú til del tanque se calcula por medio de la siguiente expresió n:

donde:

C = Capacidad ú til del tanque, en galones

LL = Porcentaje de llenado, (entre 0.8 y 0.9)

Q = Consumo diario previsto, en galones

A = Autonomía en días

Para calcular la capacidad de vaporizació n de un tanque se requiere, disponer de la relació n que

involucreel tamañ o de la instalació n a servir, con la vaporizació n que éste puede generar en el

medio donde se encuentre instalado.

Donde:

Q = Capacidad de vaporizació n, en BTU´S/h

D = Diámetro interior del tanque, en pulgadas

L = Longitud total del tanque, en pulgadas

K = Constante para el porcentaje del volumen del líquido en el tanque


Ft = Factor de correcció n por el efecto de la temperatura del medio ambiente

Fs. = Factor correcció n por simultaneidad de consumos

7.2. 1.5. Calculo de tamaño del tqe

Para obtener el tamañ o del tanque es pertinente, en primer término, calcular la periodicidad de

retanqueo para que los usuarios no corran riesgos de quedarse sin combustible y, en segundo

término, determinar correcta y desahogadamente la capacidad de vaporizació n natural que el tanque

pueda generar; esto ú ltimo dependerá, entre otros aspectos, del medio en el cual el tanque se

encuentre instalado.

Para periodicidad de retanqueo deben tenerse presente que los recipientes de GPL tan solo se llenan

máximo al 90% de su capacidad y la restante está destinada a almacenar vapores y no GLP líquido.

7.3 . Etapas de transición

El servicio que las empresas prestan a los usuarios consiste en llevas a puerta de casa gas natural o

glp, entre el punto de entrega y el punto de recibo se establece la transició n entre usuario y empresa

es allí donde se localiza la acometida del sistema al usuario.

Este sitio de denomina centro de medició n y es el lugar donde la empresa establece los instrumentos

de regulació n y medició n de los caudales suministrados.

Las acometidas de redes a gas está n compuestas de la derivació n de la red matriz un elemento de

transició n entre la red de polietileno y la tubería metá lica.

Una acometida en general se ve de la siguiente manera.


http://www2.osinerg.gob.pe/Pagina%20Osinergmin/Gas%20Natural/Contenido/img/diagrama-

de-conexi%C3%B3n-GN-en-casa.png

cada tipo de usuario en particular tiene una acometida acorde con el consumo por parte de los

equipos a gas.

En este orden tenemos acometida individual y colectiva para residencias comercio e industria.

Los grandes consumidores se identifican de la siguiente manera segú n la CREG


7.3.1. Acometida individual residencial única etapa de regulación

El tipo de acometida más sencilla en la actualidad es aquella donde el usuario tiene un mínimo

consumo y una ú nica etapa, para tal evento la empresa distribuidora asigna un medidor de 2.5 m3/h

Ejemplo de centro de medició n usuario ú nica etapa actualizado.

Nota. Todos los gráficos de nichos de medición pertenecen a gas natural.

Fuente :gas natural.


http://www.gasnaturalfenosa.com.co/co/nueva+construccion/informacion+para+disenadores/gestione

s+online/1297102598341/biblioteca+de+detalles+constructivos.html

7.3.2. Acometida colectiva residencial única etapa de regulación.


7.3.3. Acometida comercial.

A partir de 6 m3/h se considera consumidor comercial. Puede ser individual o colectivo.

Centro de medició n individual ú nica etapa.


Centro de medició n colectivo ú nica etapa.
7.3.4. Acometida industrial

Nicho regulador 40 m3/h


Centro de medició n 25 m3/h
Capitulo 8

8.1. Aspectos Técnicos De Seguridad En Las Instalaciones

8.1.1.Ventilación de ambientes

Mantener recintos arquitectó nicos con una renovació n constante por la circulació n normal de aire

se denomina ventilació n natural. Reciclar el aire en un recinto por efecto de aparatos mecá nicos

se denomina ventilació n forzada.

La evacuació n natural de productos de la combustió n se realiza por un diferencial de temperatura

entre el aire caliente y el aire frio que genera un tiro natural de circulació n.

La evacuació n mecá nica realiza el mismo trabajo por tiro forzado.

Existen dos diferenciaciones en cuanto al tema relacionado con el mantenimiento de un aire puro

libre de gases tó xicos, productos de la combustió n que generan los equipos a gas.

Unas es la evacuació n de productos de la combustió n y otra es la ventilació n de los recintos.

Para la ventilació n y evacuació n se implementaron las normas NTC 3631 y NTC 3833. En estas

normas se orientan los requisitos necesarios para mantener limpio de gases tó xicos los espacios

donde funcionan los equipos a gas.


8.1.2. Manejo de la ventilación

8.1.2.1. Ventilación de los espacios confinados

Espacio confinado

Está definido por la relació n de espacios menores a 3.6m3*KW instalado de potencia en el equipo a

gas

Espacio no confinado

Está definido por la relació n de espacio mayor a 3.6 m3 * KW instalado de potencia en el equipo a

gas.

Un espacio confinado puede tomar aire de renovació n desde recintos adyacentes dentro de la

misma edificació n o desde el exterior.

Toma de aire desde espacios adyacentes solo para gases má s densos que el aire.

Para combinar el espacio donde se alojan los equipos a gas con un recinto adyacente dentro de la

misma edificació n se deben estimar aberturas inferior y superior con área mínima de 645 cm2 o 22

cm2 por cada kW de potencia en el equipo a gas instalado en el recinto. La cotasuperior de

abertura cerca al techo debe esta mínimo a 1.8 m de altura de la cota de piso terminado y la

abertura inferior debe comenzar a más de 30 cm de la cota del piso terminado. En todo caso ningú n

lado de la abertura podrá ser menor a 8 cm.

Toma de aire de espacios exteriores.

Dos aberturas permanentes o ductos verticales

Para tomar aire de espacios conectados al exterior se deben estimar aberturas inferior y superior

con á rea mínima de 6 cm2 por cada kW de potencia en el equipo a gas instalado en el recinto. La

cota superior de abertura cerca al techo debe esta mínimo a 1.8 m de altura de la cota de piso
terminado y la abertura inferior debe comenzar a má s de 30 cm de la cota del piso terminado. En

todo caso ningú n lado de la abertura podrá ser menor a 8 cm.

Ductos horizontales

Para tomar aire de espacios conectados al exterior por ductos horizontales se debe estimar 11 cm2

por cada kW de potencia en el equipo a gas instalado en el recinto. La cotasuperior de abertura

cerca al techo debe esta mínimo a 1.8 m de altura de la cota de piso terminado y la abertura inferior

debe comenzar a más de 30 cm de la cota del piso terminado.

Evacuación por una sola abertura par gases menos densos que el aire

De debe dimensionar aberturas que cumplan con la condició n de 11 cm2 * cada KW instalado de

potencia en los equipos a gas.

La pérdida de área de ventilació n por acusa de las rejillas con malla debe suplirse con el aumento

de 33 mm en la abertura de las áreas de ventilació n.

8.1.3. Evacuación de gases de la combustión

Una vez comprendido la dinámica de la ventilació n, se analizan las condiciones mínimas para la

evacuació n de gases de la combustió n por medio de ductos conectados al exterior desde los equipos

a gas, De acuerdo a la norma NTC 3833.

Para la evacuació n de gases de la combustió n es importante tener en cuenta la clasificació n de los

equipos de combustió n de acuerdo a la manera como evacuan los gases productos de la

combustió n, se debe tener como referencia la resolució n 1023 de mayo de 2004.

En todo caso se tendrá en cuenta las siguientes tablas.

Equipos tipo 1 y 2 con conexió n directa sencilla hacia el exterior por tiro natural y mecá nica

respectivamente.
tabla 56. Distancias con respecto a edificaciones y entre tanques.
Capitulo 9

9.1 Ejemplos de aplicacion

9.1.1 EJEMPLO DE APLICACIÓN 1

9.1.1 CARACTERISTICAS PRINCIPALES

DISEÑ O DE RED A BAJA PRESION

TIPO DE USUARIO: INDIVIDUAL

REGULACION: UNICA ETAPA

TIPO DE EDIFICACION: EDIFICIO MULTIFAMILIAR

NUMERO DE PISOS: 5
DISEÑ O ARQUITECTONICO: APARTAMENTO TIPO

https://s-media-cache-ak0. pinimg.com/originals/1e/44/c6/1e44c6d18622a5f85ed2d0e0261346e9.jpg

9.1.2. Características especificas

TIPO DE GAS: GAS NATURAL

PRESION DE SERVICIO GENERAL: 18 BMAR

PERDIDA ADMITIDA EN TRAMO: 5% DE LA PRESION DE SERVICIO.

TIPO DE TUBERIA: ACERO GALVANIZADO SERIE CEDULA 40

CANTIDAD DE EQUIPOS A GAS

1 ESTUFA DE 4 PUESTOS
1 CALENTADOR DE ACUMULACION CONCAPACIDA DE 30 GL DE AGUA.

POTENCIA INSTALADA: M3/H

RECURSOS DE DISEÑ O

TABLA DE LONGITUDES EQUIVALENTES

FORMULA DE POLE PARA DISEÑ OS A BAJA PRESION.

ROTULO GASODOMESTICO UTILIZADOS.

FORMULA DE CONVERSION PARA CAPACIDAD ENERGETICA DE EQUIPOS A GAS

DISTRIBUCION ARQUITECTONICA APARTAMENTO TIPO

DISEÑ O ISOMETRICO DE ACUERDO A LA NTC 2505

9.1.3. Procedimiento.

9.1.3.1.. Calcular la potencia instalada de los gasodomesticos

1. ESTUFA 7.38 KW. MARCA CHALENGER


2. CALENTADOR ACUMULADOR 16 KW MARCA OKA.
CONSUMO DE GAS

Estufa  7.38 Kw
calentador  16 Kw
 cal  est  7.38 Kw16 Kw  23. 38Kw

Formula
Kw Pie3
potencia  h
 BTU  btu  m3
Pie3
Kw

potencia  23. 38Kw 3412BT


Pie3 m3  2. 270 8 m 3
h U  
 1000 35.13Pie3
Kw BTU h

9.1.3. 2. Calcular la longitud de servicio del aparato critico.

PARA CALCULAR ESTA DISTANCIA DE ANALIZA EL ISOMETRICO Y SE ESTABLECEN LAS

LONGITUDES POR TRAMO PISO A PISO CON EL APARTO MAS ALEJADO DEL CENTRO DE

MEDICION.
CUADRO DE LONGITUDES

TRAMO LONG. M

A 1.2

B 2

C 3

D 0.5

E 2

F 3

G 0.3

H 1

I 0.1

J 1.5

TOTAL 14.6

tabla 57. Cuadro de longitudes ejemplo 1


Isométrico regulació n em primera etapa. Fuente autor.
9.1.3..3. Calcular el diametro en el tramo mas largo

PARA UNA LONGITUD DE 14.6 M ANALIZAMOS EL TENTATIVAMENTE EL DIAMETRO DE LA

TUBERIA

CON LA FORMULA DE POLE.

Q .2
D .00304C
2
G L
 h

2.78 .2
D 2 .6714.6
 .9  20. 17
.003041.65

DEL RESULTADO ANTERIOR VEMOS QUE CON 20.17 mm DE DIAMETRO SE PUEDE MANEJAR UN

CAUDAL DE 2.78 M3/H.

SE CONSIDERA TRAMO:

-PUNTO DE ENTRADA A EQUIPO

-PUNTO DE ENTRADA A DERIVACION

-DERIVACION A DERIVACION

-DERIVACION HASTA EQUIPO

CONSULTAMOS LAS TABLAS DE FABRICANTES DE TUBERIA GALVANIZADA PARA DETERMINAR

EL DIAMETRO COMERCIAL.

DIAMETRO DE ½” SE AJUSTA AL DISEÑ O 1PULG=25.4 mm


tabla 58. Valores comerciales tubería en acero galvanizado

http://tuboscolmena.com/colmena/wp-content/uploads/2016/06/ConduccionGas-03.pdf

9.1.3.4. Análisis de longitudes equivalentes

TABLA PARA CLACULO DE LONGITUDES EQUIVALENTES

LE=D*K1-K2 CODOS 45° CODOS RECTOS TEES DE PASO

FACTOR ROSCADO SOLDADO CORTO MEDIO R/D=1 R/D=8 R/D=6 DIRECTA LATERAL

K1 0.0138 0.0617 0.0298 0.0248 0.0163 0.0123 0.0092 0.02 0.0598

K2 0.011 0.1111 0.029 0.0796 0.0249 0.02 0.0146 0.0741 0.2045

DIAMETROS

mm 9.5 16.4 22.2 27.7 36.9 42.5 53.5 60.24 78.4 102.3

tabla 59. Tabla para claculo de longitudes equivalentes


FORMULA PARA EL CALCULO DE LAS LONGITUDES EQUIVALENTES

LE  mm  K1  K2
SE CUENTAN LOS ACCESORIOS DE ACUERDO CON EL RECORRIDO ISOMETRICO.

DIAMETRO ½”

CODOS RECTOS MEDIOS 10

LE  mm  K1  K2

LE  1016. 4 . 0248 . 0796  3. 2712

TEES 1 TEE DE PASO BILATERAL

LE  mm  K 1  K 2

LE  116. 4 . 0598 . 2045  0. 776 22

9.1.3.5. Calculo lontitud total.

LOG. TOTAL  LONG. ACCESORIOS  LONG. TUBERIARECTA

LTOTAL  14. 6  3. 2712 . 77  18. 641m


9.1.3.6. Comprobacion del diametro.

2 .2
2.78 .6718.641
D .9  21. 18
.003041.65

SE ADMITE INICIAR CON ½”

9.1.3.7.. Análisis de tramos

DE ACUERDO CON LA DEFINICION DE TRAMO, SE ANALIZAN LAS CANTIDADES DE TRAMOS EN EL

ISOMETRICO, EN CADA PUNTO DE CONSUMO O DERIVACION SE COLOCA UN BANDERIN DE

REFERENCIA. ASI TENEMOS

TRAMO 1-2

TRAMO 2-3

TRAMO 2-4

PRIMER TRAMO

1-2

LONGITUD RECTA
CUADRO DE LONGITUDES

TRAMO LONG. M

A 1.2

B 2

C 3

D 0.5

E 2

LONG m 8.7

tabla 60. Cuadro de longitudes ejemplo 2

LONGITUD EQUIVALENTE

TABLA PARA CLACULO DE LONGITUDES EQUIVALENTES

LE=D*K1-K2 CODOS 45° CODOS RECTOS TEES DE PASO

FACTOR ROSCADO SOLDADO CORTO MEDIO R/D=1 R/D=8 R/D=6

K1 0.0138 0.0617 0.0298 0.0248 0.0163 0.0123 0.0092 0.02 0.0598

K2 0.011 0.1111 0.029 0.0796 0.0249 0.02 0.0146 0.0741 0.2045

3/8" 1/2" 3/4" 1 1- 1/4" 1- 1/2" 2 2- 1/2" 3 4

DIAMETROS mm 9.5 16.4 22.2 27.7 36.9 42.5 53.5 60.24 78.4 102.3

CANTIDAD 5

LOGN EQUIV. 1.6356

tabla 61. Tabla para claculo de longitudes equivalentes

LONG. TOTAL

LONG. TOTAL

RECTA 8.7

EQUIV 1.63

TOTAL 10.33

tabla 62. Longitud total


ANALISIS DE PERDIDAS DE PRESION

CONSUMO EN EL TRAMO

2.27 M3/H

DIAMETRO EN mm

16.4 mm

CALCULO DE LA PERDIDA

2.27 2
H .003041.65
.6710.33
 1. 1948
16.45

PORCENTAJE ADMITIDO 5%

1. 194
8mbar  6. 637 8  102mbar
18mbar

NO CUMPLE
SE RETOMA EL DIAMETRO A ¾”

SE CONSERVA LA DISTANCIA Y SE INCREMENTA LA LONGITUD EQUIVALENTE.

TABLA PARA CLACULO DE LONGITUDES EQUIVALENTES

LE=D*K1-K2 CODOS 45° CODOS RECTOS TEES DE PASO

FACTOR ROSCADO SOLDADO CORTO MEDIO R/D=1 R/D=8 R/D=6

K1 0.0138 0.0617 0.0298 0.0248 0.0163 0.0123 0.0092 0.02 0.0598

K2 0.011 0.1111 0.029 0.0796 0.0249 0.02 0.0146 0.0741 0.2045

3/8" 1/2" 3/4" 1 1- 1/4" 1- 1/2" 2 2- 1/2" 3 4

DIAMETROS mm 9.5 16.4 22.2 27.7 36.9 42.5 53.5 60.24 78.4 102.3

CANTIDAD 5

LOGN EQUIV. 1.71

tabla 63. Tabla para claculo de longitudes equivalentes

LONG. TOTAL

LONG. TOTAL

RECTA 8.7

EQUIV 1.71

TOTAL 10.41

tabla 64. Longitud total


ANALISIS DE PERDIDAS DE PRESION

CONSUMO EN EL TRAMO

2.27 M3/H

DIAMETRO EN mm

22.2 mm

CALCULO DE LA PERDIDA

2.27 2
H .003041.65
.6710.41
 0. 26491
22.25

PORCENTAJE ADMITIDO 5%

0.26491mbar
18mbar  100  1. 4717%

CUMPLE

Presión final presion de servicio inicial – perdida en el tramo


18mbr . 026491mbr  17. 974bmr

Perdida .0264 mbar

Perdida acumulada 1.471 %

Presió n inicial 18 mbar

Presió n final 17.97


SEGUNDO TRAMO

2-4

LONGITUD RECTA

CUADRO DE LONGITUDES

TRAMO LONG. M

F 3

G 0.3

I 0.1

J 1.5

TOTAL 4.9

tabla 65. Cuadro de longitudes

LONGITUD EQUIVALENTE

TABLA PARA CLACULO DE LONGITUDES EQUIVALENTES

LE=D*K1-K2 CODOS 45° CODOS RECTOS TEES DE PASO

FACTOR ROSCADO SOLDADO CORTO MEDIO R/D=1 R/D=8 R/D=6

K1 0.0138 0.0617 0.0298 0.0248 0.0163 0.0123 0.0092 0.02 0.0598

K2 0.011 0.1111 0.029 0.0796 0.0249 0.02 0.0146 0.0741 0.2045

3/8" 1/2" 3/4" 1 1- 1/4" 1- 1/2" 2 2- 1/2" 3 4

DIAMETROS mm 9.5 16.4 22.2 27.7 36.9 42.5 53.5 60.24 78.4 102.3

CANTIDAD 4 1 1

LOGN EQUIV. 1.30848 0.2539

1.56238

tabla 66. Tabla para claculo de longitudes equivalentes


LONG. TOTAL

LONG. TOTAL

RECTA 4.9

EQUIV 1.56238

TOTAL 6.46238

tabla 67. Longitud total

ANALISIS DE PERDIDAS DE PRESION

CONSUMO EN EL TRAMO

1.54 M3/H

DIAMETRO EN mm

16.4 mm

CALCULO DE LA PERDIDA

1.54 2
H .003041.65
.6710.41
 0. 55416
16.45

PORCENTAJE ADMITIDO 5%

0.55416mbar
18mbar  3. 0787  102mbar

ANALISIS DE PERDIDAS DE PRESION

CONSUMO EN EL TRAMO

1.54 M3/H

DIAMETRO EN mm
16.4 mm

CALCULO DE LA PERDIDA

1.54 2
H .003041.65
.6710.41
 0. 55416
16.45

PORCENTAJE ADMITIDO 5%

0.554
16mbar  100  3. 0787%
18mbar

Presión final presion de servicio acumulada – perdida en el tramo


17. 97mbr  0. 55416mbr  17. 416bmr

Perdida .55 mbar

Perdida acumulada

1. 471%  3. 0787%  4. 5497%


Presió n inicial 17.97 mbar

Presió n final 17.41

Tercer TRAMO

2-3
LONGITUD RECTA

CUADRO DE LONGITUDES

TRAMO LONG. M

G 0.3

I 0.1

J 1.5

TOTAL 1.9

tabla 68. cuadro de longitudes

LONGITUD EQUIVALENTE

TABLA PARA CLACULO DE LONGITUDES EQUIVALENTES

LE=D*K1-K2 CODOS 45° CODOS RECTOS TEES DE PASO

FACTOR ROSCADO SOLDADO CORTO MEDIO R/D=1 R/D=8 R/D=6

K1 0.0138 0.0617 0.0298 0.0248 0.0163 0.0123 0.0092 0.02 0.0598

K2 0.011 0.1111 0.029 0.0796 0.0249 0.02 0.0146 0.0741 0.2045

3/8" 1/2" 3/4" 1 1- 1/4" 1- 1/2" 2 2- 1/2" 3 4

DIAMETROS mm 9.5 16.4 22.2 27.7 36.9 42.5 53.5 60.24 78.4 102.3

CANTIDAD 2 1 1

LOGN EQUIV. 0.65424 0.2539

0.90814

tabla 69. Tabla para claculo de longitudes equivalentes

LONG. TOTAL

LONG. TOTAL

RECTA 1.9

EQUIV 0.90814

TOTAL 2.80814

tabla 70. Longitud total


ANALISIS DE PERDIDAS DE PRESION

CONSUMO EN EL TRAMO

.71 M3/H

DIAMETRO EN mm

16.4 mm

CALCULO DE LA PERDIDA

0.716 78 2
H .003041.65
.672.80
 0. 03229
16.45

PORCENTAJE ADMITIDO 5%

0.032
29mbar  100  0. 17939%
18mbar

ANALISIS DE PERDIDAS DE PRESION

CONSUMO EN EL TRAMO

.71 M3/H

DIAMETRO EN mm

16.4 mm

CALCULO DE LA PERDIDA

0.716 78 2
H .003041.65
.672.80
 0. 03229
16.45
PORCENTAJE ADMITIDO 5%

0.032
29mbar  100  0. 17939%
18mbar

Presión final presion de servicio acumulada – perdida en el tramo


17. 97mbr  0. 03229mbr  17. 938bmr

Perdida .03 mbar

Perdida acumulada

1. 471% . 0329%  1. 5039%


Presió n inicial 17.97 mbar

Presió n final 17.938

Se finaliza comprobando velocidad


9.1.2. Ejemplo de aplicación 2

9.1.2.1. Caracteristicas principales

DISEÑ O DE RED A BAJA PRESION

TIPO DE USUARIO: MULTIPLE

REGULACION: UNICA ETAPA

TIPO DE EDIFICACION: EDIFICIO MULTIFAMILIAR

NUMERO DE PISOS: 5

NUMERO DE USUARIOS: 5

DISEÑ O ARQUITECTONICO: APARTAMENTO TIPO


https://s-media-cache-

ak0.pinimg.com/originals/1e/44/c6/1e44c6d18622a5f85ed2d0e0261346e9.jpg

9.1.2.3. Características especificas.

TIPO DE GAS: GAS NATURAL

PRESION DE SERVICIO GENERAL: 18 BMAR

PERDIDA ADMITIDA EN TRAMO: 5% DE LA PRESION DE SERVICIO.

TIPO DE TUBERIA: ACERO GALVANIZADO SERIE LIVIANA

CANTIDAD DE EQUIPOS A GAS


1 ESTUFA DE 4 PUESTOS

1 CALENTADOR DE ACUMULACION CONCAPACIDA DE 30 GL DE AGUA.

POTENCIA INSTALADA: M3/H

RECURSOS DE DISEÑ O

TABLA DE LONGITUDES EQUIVALENTES

FORMULA PARA COEFICIENTES DE SIMULTANEIDAD

FORMULA DE POLE PARA DISEÑ OS A BAJA PRESION.

ROTULO GASODOMESTICO UTILIZADOS.

FORMULA DE CONVERSION PARA CAPACIDAD ENERGETICA DE EQUIPOS A GAS

DISTRIBUCION ARQUITECTONICA APARTAMENTO TIPO

DISEÑ O ISOMETRICO DE ACUERDO A LA NTC 2505

9.1.2.4. Procedimiento.

9.1.2.3.1. Calcular la potencia instalada de los Gasodomesticos.


1. ESTUFA 7.38 KW. MARCA CHALENGER

2. CALENTADOR ACUMULADOR 16 KW MARCA OKA.


CONSUMO DE GAS

Estufa  7.38 Kw
calentador  16 Kw
 cal  est  7.38 Kw16 Kw  23. 38Kw

Formula
potencia  Kw   Pie3
 m3
h BTU btu Pie3
Kw

potencia  23. 38Kw


h
3412BT
U  Pie3  m3  2. 270 8 m 3
 1000 35.13Pie3
Kw BTU h

9.1.2.3. 2. Calcular la eficiencia del servicio.

Caudal de simultaneidad para instalacion multiple


baja presion G.N y GLP
K  .9687 N .1816
K  Caudal de simultaneidad
N  Numero de usuarios
.  0. 72320
K 
9687
5.1816

9.1.2.3.3. Calcular el caudal de diseño.


CAUDAL DE DISEÑO  NUMERO DE USUARIOS  K  CONSUMO
Q  5 .72  2.2708 hm3  8. 1749 hm3
9.1.2.3.4. Calcular la longitud de servicio del aparato critico.

PARA CALCULAR ESTA DISTANCIA

DE ANALIZA EL ISOMETRICO Y SE ESTABLECEN LAS LONGITUDES POR TRAMO HASTA EL PISO

MAS ALTO CON EL APARTO MAS ALEJADO DEL CENTRO DE MEDICION.

ALTURA ENTRE PISO 3m

CUADRO DE LONGITUDES

TRAMO LONG. M

A 1.2

B 2

C 3

D 15

E 2

F 3

G 0.3

H 1

I 0.1

J 1.5

TOTAL 29.1

tabla 71. Cuadro de longitudes


Isometrido regulació n en una etapa multifamiliar
SE MIDE LA DISTANCIA DE QUIEBRE DE PRESION (R) AL CENTRO DE MEDICION. 1

CUADRO DE LONGITUDES

TRAMO LONG. M

R-1 15

TOTAL 15

tabla 72. Cuadro de longitudes

9.1.2.3.5. Calcular el diametro de suministro.

EL FACTOR C SE TOMA DE TABLA

tabla 73. Factor c de friccion

8.17 2 .2
D .003041.98
.6715
 29. 017
.9
VALIDO PARA 1 ¼”

9.1.2.3.6. Se calcula perdida en la entrada.

8.17 2 .6715
H 36.95
 0. 27065mbr
.003041.98

0.270
65mbr  100  1. 5036%
18mbr

ANALISIS DEL TRAMO


presion final  presion inicial- perdida en el tramo

presion final  18mbr  0. 27065mbr  17. 729bmr

17. 729bmr  presion inicial de diseño

9.1.2.3.7. Análisis de tramos.

CALCULAR EL DIAMETRO EN EL TRAMO MAS LARGO DESDE CENTRO DE MEDICION 1 HASTA EL

APARATO CRITICO.

2.78 2 .2
.6729.1
D .003041.8 .9  22. 362mm
POR ADICION DE LONGITUD EQUIVALENTE

SE ASUME 1”
DEL RESULTADO ANTERIOR VEMOS QUE CON 27.7 mm DE DIAMETRO SE PUEDE MANEJAR UN

CAUDAL DE 2.78 M3/H.

CONSULTAMOS LAS TABLAS DE FABRICANTES DE TUBERIA GALVANIZADA PARA DETERMINAR

EL DIAMETRO COMERCIAL.

DIAMETRO DE 1” SE AJUSTA AL DISEÑ O 1PULG=25.4 mm

tabla 74. Diá metros comerciales tubería acero galvanizado-

http://tuboscolmena.com/colmena/wp-content/uploads/2016/06/ConduccionGas-03.pdf

ANALISIS DE LONGITUDES EQUIVALENTES

FORMULA PARA EL CALCULO DE LAS LONGITUDES EQUIVALENTES

LE  mm  K1  K2
SE CUENTAN LOS ACCESORIOS DE ACUERDO CON EL RECORRIDO ISOMETRICO.

DIAMETRO 1”
CODOS RECTOS MEDIOS 7

LECODOS  727. 7 . 0248 . 0796  4. 2515

TEES 6 TEE DE PASO BILATERAL

LETEES  627. 7 . 0598 . 2  8. 7388

LE  4. 2515  8. 7388  12. 99

CALCULO LONTITUD TOTAL.

LTOTAL  29. 1  12. 99  42. 09m


TABLA PARA CLACULO DE LONGITUDES EQUIVALENTES

LE=D*K1-K2 CODOS 45° CODOS RECTOS TEES DE PASO

FACTOR ROSCADO SOLDADO CORTO MEDIO R/D=1 R/D=8 R/D=6

K1 0.0138 0.0617 0.0298 0.0248 0.0163 0.0123 0.0092 0.02 0.0598

K2 0.011 0.1111 0.029 0.0796 0.0249 0.02 0.0146 0.0741 0.2045

3/8" 1/2" 3/4" 1 1- 1/4" 1- 1/2" 2 2- 1/2" 3 4

DIAMETROS mm 9.5 16.4 22.2 27.7 36.9 42.5 53.5 60.24 78.4 102.3

CANTIDAD 7 6

LOGN EQUIV. 4.25152 8.7118

12.96328

tabla 75. Tabla para claculo de longitudes equivalentes


LONGITUD TOTAL

LONG. TOTAL

RECTA 29.1

EQUIV 12.96328

TOTAL 42.06328

tabla 76. Longitud total

COMPROBACION DEL DIAMETRO.

2 .2
2.78 .6742.09
D .003041.8 .9  24. 075
SE ADMITE DISEÑ AR CON 1”

ANALISIS DE TRAMOS

SE INICIA CON LA PRESION DE PERDIDA EN EL INICIO.


N N TI RE TI DI 9. 9. Se NI 6 6 6 PLANTA
U U PO GU PO SE 1. 1. fin NG
M M DE LA DE Ñ 3. 3. ali U 2 3 24 12 DE A TRAMO
ER ER ED CI US O 1. Ej za N
O O IFI O UA DE Ca e co TR 1.9 4.6 29.1 TUBERIA
DE DE CA N: RI RE ra m m A LONGITUD EN
US PI CI D O: D ct pl pr M 1.8 3.6 12.99 ACCESORIOS METROS
UA SO O OS M A er o ob O
RI S: N: ET UL M ist de an DE
3.7 8.2 42.09 TOTAL
OS ED AP TI ED ic ap do BE
: IFI AS PL IA as lic vel BA
0.71 1.54 2.78 M³/H CAUDAL
CI E PR pr ac oci JA
O ES in da R
0.5 0.5 1 PUL Ø
M IO ci DE

H=(Q/,00304*C)2*(G*L/
UL 16
TI .1 16.7 16.7 27.7 mm Ø
FA
MI 0.67 0.67 0.67 GN GRAV. ESPEC.

D5)
LI
0.00304 0.003 0.003 K CONSTANTE

1.65 1.65 1.8 C COEFICIENTE

0.01033 0.049 0.011 mbr/m PERDIDA/ML

0.03824 0.399 0.446 mbr PERDIDA TOTAL

0.13656 1.424 1.594 % PORCENTAJE

1.62156 2.909 1.485 % % ACUMULADO

17.58 17.28 17.73 INICIAL PRESION EN mbr

17.5418 16.88 17.28 FINAL

28
7
DISEÑ O ARQUITECTONICO: APARTAMENTO TIPO

https://s-media-cache-

ak0.pinimg.com/originals/1e/44/c6/1e44c6d18622a5f85ed2d0e0261346e9.jpg

9.1.3.2. Caracteristicas especificas

TIPO DE GAS: GAS NATURAL

PRESION DE SERVICIO GENERAL: 350 MBAR

PRESION BAROMETRICA 724 MBAR

PERDIDA ADMITIDA EN TRAMO: 5% DE LA PRESION DE SERVICIO.

28
8
TIPO DE TUBERIA: ACERO CALIBRE 40

CANTIDAD DE EQUIPOS A GAS

1 ESTUFA DE 4 PUESTOS

1 CALENTADOR DE ACUMULACION CONCAPACIDA DE 30 GL DE AGUA.

POTENCIA INSTALADA: M3/H

RECURSOS DE DISEÑ O

TABLA DE LONGITUDES EQUIVALENTES

FORMULA PARA COEFICIENTES DE SIMULTANEIDAD

FORMULA DE MUELLER PARA DISEÑ OS A BAJA PRESION.

ROTULO GASODOMESTICO UTILIZADOS.

FORMULA DE CONVERSION PARA CAPACIDAD ENERGETICA DE EQUIPOS A GAS

DISTRIBUCION ARQUITECTONICA APARTAMENTO TIPO

DISEÑ O ISOMETRICO DE ACUERDO A LA NTC 2505

9.1.3.3. Caracteristicas especificas

9.1.3.4. Procedimiento.

9.1.3.4. 1. Calcular la potencia instalada de los gasodomesticos


1. ESTUFA 7.38 KW. MARCA CHALENGER
2. CALENTADOR ACUMULADOR 16 KW MARCA OKA.
CONSUMO DE GAS

Estufa  7.38 Kw
calentador  16 Kw
 cal  est  7.38 Kw16 Kw  23. 38Kw

Formula
potencia  Kw   Pie3
 m3
h BTU btu Pie3
Kw

potencia  23. 38Kw


h
3412BT
U  Pie3  m3  2. 270 8 m 3
 1000 35.13Pie3
Kw BTU h

Consumo de gas total

CAUDAL DE DISEÑO  NUMERO DE USUARIOS  CONSUMO


QTOTA  100  2. 2708 h  227. 08hm3
L m
3

9.1.3.4. 2. Calcular la eficiencia del servicio

Caudal de simultaneidad para instalacion


multiple baja y media presion G.N y
GLP 
.9687
K N .1816
K  Caudal de simultaneidad
N  Numero de usuarios
K .9687  0. 41975
100.1816
9.1.3.4. 3. Calcular el caudal de diseño.
CAUDAL corregido  NUMERO DE USUARIOS  K  CONSUMO
Qcorregid  100  2. 2708 . 419  95. 147 m3
o m
3
h h

9.1.3.4. 3. Calcular tramos

PRIMER TRAMO

2. CALCULAR LA LONGITUD DE SERVICIO AL PRIMER PUNTO DE QUIEBRE DESDE NICHO

REGULACION HASTA EL PISO 1

PARA CALCULAR ESTA DISTANCIA DE ANALIZA EL ISOMETRICO Y SE ESTABLECEN LAS

LONGITUDES POR TRAMO HASTA EL PRIMER PUNTO DE QUIEBRE DE PRESION DONDE SE

INSTALA EL CENTOR DE MEDICION DE BAJA PRESION

COMO EJEMPLO TOMAMOS 15 M Y CALCULAMOS EL DIAMETRO CON LA MAXIMA PRESION

PERMITIDA.

1
2.725

Q
D  P2P2
12
.525
461
L

10 7 G .425

1
2.725
95.147  38. 652
461 106921015.552 .525
25
10 .67 .425
7
TOMAMOS DIAMETRO COMERCIAL.

Y TOMAMOS UN DIAMETRO 1- 1/2" PARA CALCULAR LA PERDIDA EN EL TRAMO

LA PRESION DE SERVICIO MAS LA PRESION BAROMETRICA ES LA PRESION INICIAL

350+724=1069 MBAR

QG.425107 .5
2 1.7391
P  P  L
2 1 D2.725461

1.7391 .5
P2  1069295.147.67
 .425 10 7
 15  1059. 4 MBAR
42.52.725461

P1  P2  PERDIDA
1069  1059. 4  9. 6
9.6
345  100  2. 7826%

EL DIAMETRO CUMPLE.

CALCULAMOS EL SEMI TRAMO PISO 1 A PISO 5

POR SER UN TRAMO DE ASCENSO .5M SE MANTIENE EL DIAMETRO Y SE TOMA LA ULTIMA

PRESION P

P2  2

1059.4
1.739 .5
1
.5  1059.95.147.67.425107
42.52.725461
1
LA NUEVA PRESION ES 1059.1

LA PERDIDA MANTIENE EL DIAMETRO.


CALCULAMOS EL NUEVO CAUDAL CORREGIDO

Caudal de simultaneidad para instalacion multiple


baja y media presion G.N y GLP
K  .9687
.1816 N
K  Caudal de simultaneidad
N  Numero de usuarios
K .9687  0. 43711
80.1816

QCORREGIDO
 80  2. 2708 . 437  79. 387 mh 3
CALCULO DE DIAMETRO

1
2.725

D 79.387  32. 894


461 1059.121006.142 .525
15
10 .67 .425
7

BAJA DIAMETRO A 1- ¼”

CALCULO DE PERDIDA.

79.38.67 .425 10 7


P2  2 36.92.725461
1.7391 .5
1059. 1   15  1045. 2
P1  P2  PERDIDA
1059. 1  1045. 2  13. 9
13.
9  100  4. 0290%
345
TRAMO PISO 5 A PISO 10

LA NUEVA PRESION ES 1045.2

CALCULAMOS EL NUEVO CAUDAL CORREGIDO

Caudal de simultaneidad para instalacion


multiple baja y media presion G.N
y GLP 
.9687
K N .1816
K  Caudal de simultaneidad
N  Numero de usuarios
.9687  0. 46055
K 60.1816

QCORREGIDO  60  2. 2708 . 460  62. 674 m3


h

CALCULO DE DIAMETRO

1
2.725

D 62.67  30. 315


461 1045.22992.942 .525
15
10 7 .67 .425
SE MANTIENE DIAMETRO A1- ¼”

CALCULO DE PERDIDA.

1.7391 .5
2 62.67.67 .425 10 7
P2  1045. 2  36.92.725461  15  1035. 9
P1  P2  PERDIDA
1045. 2  1035. 9  9. 3
9. 3
345  100  2. 6957%

TRAMO PISO 10 A PISO 15

LA NUEVA PRESION ES 1035.9

CALCULAMOS EL NUEVO CAUDAL CORREGIDO

Caudal de simultaneidad para instalacion multiple


baja y media presion G.N y GLP
K  .9687
.1816N
K  Caudal de simultaneidad
N  Numero de usuarios
K .9687  0. 49574
40.1816

Q m 40  2. 2708  0. 49574  45. 029


3

CORREGIDO h
CALCULO DE DIAMETRO

1
2.725

D 45.02  26. 942


461 1035.92984.12 .525
15
10 .67 .425
7

SE MANTIENE DIAMETRO A1- ¼”

CALCULO DE PERDIDA.

P2  95.147.67.425107
1.7391 .5
2
1059. 4  42.52.725461 .5  1059. 1

P2  42.02.67.425107
1.7391 .5
2
1035. 9  36.92.725461  15  1031. 2
P1  P2  PERDIDA
1035. 9  1031. 2  4. 7
4.7
345  100  1. 3623%

TRAMO PISO 15 A PISO 20

LA NUEVA PRESION ES 1031.2

CALCULAMOS EL NUEVO CAUDAL CORREGIDO

Caudal de simultaneidad para instalacion multiple


baja y media presion G.N y GLP
K  .9687
.1816 N
K  Caudal de simultaneidad
N  Numero de usuarios
.9687  0. 56224
K 20.1816
QCORREGIDO  20  2. 2708  0. 5622  25. 533 m3
h

CALCULO DE DIAMETRO

1
2.725

D 25.53  21. 914


461 1031.22979.62 .525
15
10 7 .67 .425

SE BAJA DIAMETRO A 1”

CALCULO DE PERDIDA.

P2  2 25.53.67 .425 10 7


1.7391 .5
1031. 2  27.72.725461
 15  1023. 5
P1  P2  PERDIDA
1031. 2  1023. 5  7. 7
7. 7
345
 100  2. 2319%

DIAMEROS EN LA RED 1- ½ , 1- ¼ Y 1”

Se finaliza comprobando velocidad


Bibliografía y cibergrafia

Cibergrafia tesis

https://geologiadeexplotacion.files.wordpress.com/2012/03/7-roca-generadora.pdf

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/estadistica/termodinamica/termo/Termo.html

http://slideplayer.es/slide/1109616/

http://www.geologos.or.cr/la-mujer-virtuosa/

http://slideplayer.es/slide/1109571/

http://es.slideshare.net/gaby_jacome/el-metano-32895426

http://profesores.fi-b.unam.mx/l3prof/Carpeta%20energ%EDa%20y%20ambiente/Gas%20Natural.pdf

http://es.slideshare.net/cliverusvel/gas-licuado-de-petrleo

http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/201a300/ns
pn0291.pdf

http://www.ecopetrol.com.co/especiales/transporte.swf

http://download.rincondelvago.com/yacimiento-de-gas

https://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_los_gases

http://www.educaplus.org/gases/ley_avogadro.html

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/gases/flujodegases.html

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http://www.curriculumenlineamineduc.cl/605/w3-channel.html

https://www.sedigas.es/
Bibliografía

1. Programa de capacitación para mejorar la competitividad y el desarrollo tecnológico en el

sector energético: gas . Convenio 00016 Sena- aene consultoria.

2. instalaciónes hidráulicas , sanitarias y de gas RAFAEL PEREZ CARMONA

3. Memorias curso sobre redes a gas universidad javeriana año 1997

4. Biblioteca del instalador de gas editorial ceac España.

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