Dilatación Térmica

7.1. Dilatación térmica

Cuando se calienta un cuerpo sólido, la energía cinética de sus átomos aumenta de tal modo que las distancias entre las moléculas crece, expandiéndose así el cuerpo, o contrayéndose si es enfriado. Estas expansiones y contracciones causadas por variación de temperatura en el medio que le rodea debe tomarse en cuenta siempre un diseño ; por ejemplo, cuando se construyenpuentes con pavimento de hormigón, se dejan huecos entre tramos para evitar agrietaduras o abombamientos si se hace el pavimento de una sola pieza. De igual forma los rieles de la vía del ferrocarril tienen entre tramo y tramo una separación para evitar los efectos de las variaciones de temperatura. (al hacer referencia a dilatación térmica, queda implícita la existencia de contracción térmica).Cuando las tuberías de cobre conducen fluidos a temperaturas diferentes a las del medio ambiente sufren de este fenómeno, por lo cual su colocación y fijación se deben prevenir ya sea cuando estén empotradas o visibles, por lo que a continuación se hablará de esto ; primeramente observando cuanto se dilata o contrae la tubería, si este movimiento no es excesivo se preverá su fijación yaislamiento, y cuando éste sea mayor se diseñará la curva de dilatación que contrarreste el movimiento.

El coeficiente de dilatación térmica del cobre es de 17.0 x 10-6 /ºC de 20º a 100ºC.

Esto significa que un metro de tubo se alarga 1.7 mm cuando su temperatura aumenta 100ºC, por lo tanto, es necesario tomar en cuenta este factor en el montaje de tuberías de cobre.
El diagrama de la figura 7.1permite determinar fácilmente la dilatación térmica de tramos de tubo de hasta 10 m de longitud. Las variaciones de longitud se obtienen de las siguiente fórmula :

[pic](7.1.)

Siendo :
DL = Variación de longitud, en mm
L = Longitud inicial del tubo, en m
t = Diferencia de temperaturas, en ºC.

Se considera como diferencia de temperaturas la diferencia entre la temperatura ambiente y latemperatura máxima de servicio.

7.2. Colocación de las tuberías de cobre

Puesto que proporcionarán un servicio muy prolongado y durarán por lo menos, tanto como el inmueble, las tuberías de cobre se deben de colocar cuidadosamente. Para ejecutar bien este trabajo hay que tener en cuenta las tres reglas siguientes:
1. Realizar uniones que sean perfectamente herméticas, sin remiendos deninguna clase.
2. Apoyar las tuberías de modo que el peso de los tubos cargue sobre los soportes y no sobre las uniones.
3. Tomar las medidas necesarias para la libre contracción y dilatación de los tubos por los cambios de temperatura.










Fig. 7.1. Dilatación de los tubos de cobre en función de la diferencia de temperatura
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7.2.1. Soportes para las tuberías de cobreLos tubos de cobre se fijarán a lo largo de las paredes o se colgarán del techo por medio de abrazaderas, de las que existen una gran variedad en el mercado (Fig. 7.2.).

Las abrazaderas serán preferentemente de latón o de cobre, o en su defecto de cualquier otro material no ferroso, ; para evitar que se oxiden y duren así indefini-damente, sin provocar para galvánico.

Fig. 7.2. Diferentestipos de abrazaderas empleadas en tubo de cobre.
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Se pueden también preparar soportes destinados a fijar los tubos al techo, a las esquinas de las paredes, a las vigas de acero, o que sirvan de soporte común a varios tubos (Fig. 7.3.).












Fig. 7.3. Preparación de soportes para tubos de cobre
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Para las tuberías horizontales, con tubos de 10 a 25 mm (3/8” a 1”)de diámetro, los soportes se colocarán cada uno a dos metros. Si los tubos son de dimensiones superiores se podrán colocar cada dos o tres metros.

Las tuberías verticales, hasta 25 mm (1”) de diámetro, requieren de un punto de sujeción por piso. Para los diámetros superiores bastará con dos soportes por piso.

Si las tuberías para agua caliente van empotradas, es necesario dejar espacio...