Aislamiento de tuberias

AISLAMIENTO TERMICO DE TUBERIAS CON ACOMPAÑAMIENTO DE VAPOR
Se exponen las peculiaridades del cálculo del espesor del aislamiento térmico de una tubería principal con acompañamiento de vapor y se presenta la metodología que permite determinar dicho espesor.
1. INTRODUCCION
Existen casos en los cuales un aislamiento térmico convencional no es suficiente para mantener el régimen térmiconecesario del objeto aislado. En tales casos, además del aislamiento térmico, se utiliza un calentamiento complementario de dicho objeto. Este calentamiento se utiliza fundamentalmente en tuberías para el transporte a distancias considerables de una sustancia con temperatura dada o con una viscosidad tal que luego de interrumpida la circulación ésta se incrementa considerablemente. La problemática actualdel mantenimiento de un nivel de temperatura y, por lo tanto, de viscosidad para garantizar un bombeo adecuado del petróleo crudo y en especial luego de las paradas de las instalaciones, puede ser resuelta a partir de este tipo de construcción aislante para la tubería principal, la cual consiste en suministrar un calentamiento adicional con la ayuda de una tubería acompañante de vapor dispuesta alo largo de toda la tubería y forradas ambas con el material aislante, de manera tal que se forme una cavidad termoaislada. El sistema formado, desde el punto de vista de intercambio de calor, presenta sus particularidades y no puede ser tratado adecuadamente por el método tradicional para la determinación del espesor de aislamiento.

2. DESARROLLO
En los casos mencionados, la temperatura delproducto que se trasiega deberá permanecer invariable, tanto durante la circulación de éste, como durante la parada. El cumplimiento de tal condición sólo es posible por la compensación de la pérdida de calor de la tubería de transporte a partir de la absorción del calor proveniente de la tubería acompañante. Esta condición o exigencia constituye la base para el cálculo del espesor del aislamiento[3]. La tubería de transporte, por lo general, se calienta con la ayuda de una o dos tuberías acompañantes. Si se utiliza una (caso más difundido), ésta se dispone debajo de la tubería principal, y al utilizarse dos, se disponen también debajo pero de forma simétrica. En la figura 1, de forma esquemática, se
161

JOSE P. MONTEAGUDO YANES, JOSE J. PEREZ LANDIN y EDDY GUERRA FERNANDEZ
Facultadde Ingeniería Mecánica. Universidad de Cienfuegos (Cuba)
INGENIERIA QUIMICA - OCTUBRE 1998

Fig. 1. Tuberías de vapor acompañante con ángulo selectivo de calentamiento

representan ambas construcciones para el caso de formación de una cavidad termoaislada con ángulo selectivo de calentamiento, y en la figura 2, se representan construcciones más eficientes desde el punto de vista delintercambio térmico, pero más complejas de acuerdo con el montaje en el caso de calentamiento total. En nuestro trabajo nos referimos a las primeras construcciones, las más difundidas, es decir con ángulo selectivo de calentamiento. El portador de calor en el caso de las tuberías acompañantes lo constituye el vapor saturado con presión entre 0.2 y 1 MPa, y el diámetro de tales tuberías se elige comúnmenteen el rango de 25 a 76 mm [3]. La tubería que se calienta se deberá aislar conjuntamente con la tubería (tuberías) acompañante para formar una cavidad termoaislada. Esta

cavidad termoaislada se monta a partir de materiales flexibles y su estructura básica más recomendada se muestra en la figura 1. Algunos textos como (4), recomiendan, para aumentar la eficacia de la obra, colocar en un primertrabajo, una envoltura de papel folio de aluminio en lugar de tela metálica. Sin embargo, en el caso de limitados recursos, esto no sería lo adecuado. En el sistema presentado, la tubería se calienta, tanto por radiación directa de la tubería acompañante, como por convección durante el contorneo del aire caliente que se encuentra en el interior de la cavidad. Aunque, por lo general, no se realiza...