Catedra: Sistemas Hidráulicos y NeumáticosTrabajo: Tuberías y Conductos

Integrantes:Antonel Gianfranco

Gervasoni Marcos Smira Priscilla

Sobrino Roberto

Profesor: Ing. Córdoba

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INTRODUCCIÓN

La neumática y la hidráulica se encargan respectivamente del estudio de laspropiedades y aplicaciones de los gases comprimidos y de los líquidos. Etimológicamenteestas palabras derivan de las griegas pneuma e hydro, que significan <viento> y <agua>.

Aunque las aplicaciones de los fluidos (gases y líquidos) no son nuevas, lo quesí es relativamente reciente es su empleo en circuitos cerrados en forma de sistemas decontrol y actuación. Un problema de automatización y control puede resolverseempleando mecanismos, circuitos eléctricos y electrónicos, circuitos neumohidráulicos obien una combinación de todo ello.

Los circuitos neumáticos e hidráulicos se suelen utilizar en aplicaciones querequieren movimientos lineales y grandes fuerzas. Como: ➢ Maquinaria de gran potencia (excavadoras, perforadoras de túneles) que empleanfundamentalmente circuitos hidráulicos. ➢ Producción industrial automatizada. Se emplean circuitos neumáticos o hidráulicos.➢ Accionamientos de robot. Para producir el movimiento de las articulaciones de unrobot industrial y de las atracciones de feria, se emplean principalmente sistemasneumáticos.➢ Máquinas y herramientas de aire comprimido. Como el martillo neumático omáquinas para pintar a pistola, son ejemplos del uso de la neumática.

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NEUMÁTICA

Los sistemas de aire comprimido proporcionan un movimiento controlado con el empleo de cilindros, motores neumáticos y se aplican en herramientas, válvulas de control y posicionadores, martillos neumáticos, pistolas para pintar, motores neumáticos, sistemas de empaquetado, elevadores, herramientas de impacto, prensas neumáticas, robots industriales, vibradores, frenos neumáticos, etc.

Las ventajas que presenta el uso de la neumática son el bajo coste de sus componentes, su facilidad de diseño e implementación y el bajo par o la fuerza escasa que puede desarrollar a las bajas presiones con que trabaja (típico 6 bar) lo que constituye un factor de seguridad. Otras características favorables son el riesgo nulo de explosión, su conversión fácil al movimiento giratorio así como al lineal, la posibilidad de transmitir energía a grandes distancias, una construcción y mantenimiento fáciles y la economía en las aplicaciones.

Entre las desventajas figura la imposibilidad de obtener velocidades estables debido a la compresibilidad del aire, los altos costes de la energía neumática y las posibles fugas que reducen el rendimiento.

La neumática precisa de una estación de generación y preparación del aire comprimido formada por un compresor de aire, un depósito, un sistema de preparación del aire (filtro, lubricador y regulador de presión), una red de tuberías para llegar al utilizador y un conjunto de preparación del aire para cada dispositivo neumático individual.

Los sistemas neumáticos se complementan con los eléctricos y electrónicos lo que les permite obtener un alto grado de sofisticación y flexibilidad. Utilizan válvulas solenoide, señales de realimentación de interruptores magnéticos, sensores e interruptores eléctricos de final de carrera. El PLC (programmable logic controller) les permite programar la lógica de funcionamiento de un cilindro o de un conjunto de cilindros realizando una tarea específica.

En determinadas aplicaciones, tales como en movimientos de aproximación rápido y avance lento, típicos de las fresadoras y rectificadoras, en la sujeción de piezas utilizada en los cortes a alta velocidad sobre materiales duros y en la automatización de procesos de producción, se combinan la neumática y la hidráulica en un circuito oleoneumático, utilizando la parte neumática para el accionamiento, control y la parte hidráulica para las partes donde se necesite una elevada presión.

Tuberías para aire comprimido

El trazado de redes de distribución debe corresponder a la ubicación de los puntos de aplicación, y puede realizarse según dos disposiciones: en circuito cerrado y en circuito abierto. En toda red de distribución se pueden diferenciar tres tipos de tubería:a) Principal: Aquella que parte del compresor y/o depósito y conduce la totalidad del caudal de aire comprimido.

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b) Secundarias: Aquellas que se derivan de la principal y se distribuyen sobre las áreas de trabajo.c) De servicio: Se desprenden de las secundarias y son las que alimentan a los equipos neumáticos.

Velocidad recomendada para aire en tuberías.

Fórmulas para cálculo de diámetros de tubería:

Para aplicaciones neumáticas típicas:

Para aplicaciones de gran caudal:

Q: Caudal (lt/min)S: Sección equivalente (mm²)P1: Presión de alimentación (bar)P2: Presión de salida (bar)DP: (P1-P2) (bar)Θ:Temperatura del fluido (°C)

La pérdida de carga es una pérdida de energía que se va originando en el aire comprimido ante los diferentes obstáculos que se presentan en su recorrido hacia los puntos de utilización.

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Pérdida de carga admisibles en tuberías para una presión inicial de 7 bar.

Variable para diseño de una tubería.

Fórmulas

Velocidades recomendadas para conducción de diversos fluidos en tuberías.

Pérdidas de carga neumáticas. Las pérdidas de carga en una red de aire comprimido son función de la presión estática, del

caudal y del diámetro de la tubería, y en menor medida, de la densidad del aire y de la rugosidad de la tubería.

A continuación, sabiendo los datos del caudal que llega a cada actuador y teniendo definidas las dimensiones de los mismos, se puede dimensionar los conductos. Se deben considerar las fugas de caudal y las pérdidas de carga. Para las fugas de caudal no existe una regla general. En todo circuito, el mantenimiento para asegurar la estanqueidad es muy importante, pero siempre un porcentaje del aire se acabará escapando. Además, los posibles cambios de temperatura a lo largo de la instalación pueden modificar la cantidad total de aire requerido. Porcentajes del 10%-20% pueden ser habituales en circuitos neumáticos.

En cuanto a las pérdidas de carga, se han de obtener tanto las pérdidas lineales (longitud de los conductos), como las pérdidas singulares (elementos como codos, bifurcaciones, válvulas, etc.).

Para el cálculo de las pérdidas, se requiere conocer la viscosidad del aire. Se suele tomar constante en función de la presión, teniéndose un valor de:

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En cuanto a su evolución frente a la temperatura, se suele utilizar la expresión:

Donde la temperatura ha de introducirse en Kelvin.

Se origina de dos maneras:1) Perdidas de carga lineal: Pérdida de carga en lados rectos, producido por el

rozamiento del aire comprimido contra las paredes del tubo. (Fricción)Para el cálculo de las pérdidas lineales, si no se dispone de medidas experimentales, se puede

utilizar la fórmula de Darcy-Weisbach:

Por lo tanto, para las pérdidas lineales, se debe calcular el coeficiente de fricción (f), para lo que se puede utilizar:

Alguna ecuación aproximada, como lo de Barr:

Diagrama de Moody para el cálculo de pérdidas de carga en conductos cilíndricos.

En cuanto a la rugosidad, necesaria para entrar en el diagrama de Moody, se suelen considerar los valores de la siguiente tabla, donde se presentan las rugosidades para distintos materiales.

Material ε[mm]

Acero Inoxidable 0.020 Lámina metálica nueva 0.050 Comercial, nuevo 0.046 Oxidado 2.000 Hierro Fundido, nuevo 0.260 Forjado, nuevo 0.046 Latón Laminado 0.002 Vidrio 0 Plástico Laminado 0.002 Hormigón Liso 0.040 Rugoso 2.000 Caucho Liso 0.040

El número de Reynolds para flujo en conductos circulares es

2) Pérdidas de carga localizadas en accesorios, originada en curvas, T, válvulas, etc. de la tubería.

Para el cálculo de las pérdidas singulares, habitualmente, se utiliza la siguiente fórmula:

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El coeficiente de pérdidas, ξ, se obtiene a partir de valores experimentales. Se han recogido algunos en la siguiente tabla, respecto a distintos elementos.

Elemento Diámetro [pulgadas] ξ [-]

Válvulas 1 5.00 2 4.00 4 3.00 8 2.00 Codo 90º 1 0.50 2 0.39 4 0.30 8 0.26 Bifurcaciones 1 0.50 2 0.40 4 0.30 8 0.30

Lógicamente, las pérdidas de carga (lineal y singulares); tienen un efecto aditivo aguas abajo, produciendo un incremento en la presión de funcionamiento del compresor.

Respecto al diámetro de los conductos, utilizando elementos de acero al carbono (SPG), se tienen los valores que se muestran a continuación.

Diámetro(pulgadas) Diámetro exterior(mm) Diámetro interior(mm)

1/8 10.35 6.35

1/4 13.85 9.25

3/8 17.30 12.70

1/2 21.70 16.10

3/4 27.20 21.60

1 34.00 27.60

El proceso del cálculo de las pérdidas de carga totales constituye un balance energético aditivo. Es decir, se van sumando todas las pérdidas existentes en los distintos elementos (pérdidas singulares) a las debidas al flujo en el interior de los conductos cilíndricos (pérdidas lineales). De esta forma, se define la presión de trabajo del compresor como suma de la presión requerida para el movimiento de la carga más las pérdidas de carga totales.

Existen ábacos y tablas, al igual que en las conducciones hidráulicas, que nos dan las longitudes equivalentes en metros de tubería recta o el coeficiente de pérdida (ξ) para los distintos obstáculos o elementos singulares de la conducción. Sin embargo por las razonas que expondremos a continuación se hace innecesaria su utilización.1) Salvo de pequeñas instalaciones, la línea principal se suele diseñar y montar en anillo, por lo que un receptor neumático puede ser alimentado por uno u otro lado, o por ambos a la vez, minimizando las pérdidas de carga y las variaciones de presión de unos receptores o puntos de consumo a otros. 2) Tradicionalmente suele sobredimensionarse las conducciones, en previsión de futuras ampliaciones o conexiones de nuevos receptores, hecho muy frecuente en este tipo de instalaciones.

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Es decir, cualquier mayoración de la pérdida de carga total en la conducción debida a los distintos obstáculos de la misma, va a ser compensada por la disposición de la red en anillo y su sobredimensionado, por lo que no tiene objeto su consideración.

Esta relación estará plasmada en el gráfico general de pérdida de carga de tubo de acero en conducciones neumáticas que figura en la siguiente hoja.

a) Siguiendo las indicaciones recogidas en el ejemplo adjunto al gráfico, determinaremos la pérdida de carga por cada 10 m de tubería de acero.b) Dividiendo este valor por 10 y multiplicando el resultado por la longitud total de tubería recta (en m) de un diámetro determinado, tendremos la pérdida de carga total para ese diámetro.c) Sumando los resultados parciales obtenidos para cada diámetro que compone la conducción de aire comprimido o ramal más desfavorable de la misma, tendremos la pérdida de carga total buscada.

El método consiste en un gráfico en el cual se entra con la presión de trabajo y el caudal utilizado. Esto determinara un punto en el gráfico. Por ese punto pasa una línea oblicua por la cual debemos desplazarnos. Por otro lado se entra con las pérdidas de carga hasta tocar dicha línea. Esto me indicará el diámetro de la tubería.

Se puede también ingresar con la presión, el caudal y el diámetro de la tubería y obtener de esta manera las pérdidas de carga que origina dicha tubería sin considerar los accesorios.

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Algunas recomendaciones para el montaje de tuberías de aire comprimido:

• Elegir los recorridos más cortos, evitando en lo posible cambios bruscos de dirección y reducciones de sección, para tener mínimas pérdidas de carga.• Tratar que la tubería circule en forma aérea; para facilitar tareas de inspección y mantenimiento. Evitar tuberías subterráneas, pues la dificultad de evacuarcondensados, podría facilitar la corrosión.• Considerar que puedan ocurrir posibles variaciones de longitud producidas por dilatación térmica, sin tensiones ni deformaciones.• Evitar que las tuberías estén en contacto con conducciones eléctricas.• Dimensionar las tuberías para que puedan soportar futuras ampliaciones sin excesivas pérdidas de carga. El costo adicional de tubería algo sobredimensionada puede resultar insignificante frente a un gasto de renovación de tubería.• Inclinar las tuberías con una pendiente de 3%, en el sentido del flujo de aire y colocar en su extremo más bajo una purga, para evitar la acumulación de condensado.• Colocar válvulas de corte en los ramales principales y secundarios, así como en los puntos de aplicación, para facilitar reparaciones y mantenimiento, sin paralizar toda la instalación.• Las tomas de aire de servicio deben realizarse siempre por la parte superior de la tubería de la red, para evitar que los condensados puedan fluir hacia los equipos neumáticos.• Instalar tomas y conexiones en las bajantes lateralmente, colocando purgas en la parte inferior.• Instalar filtros, reguladores y lubricadores (FRL) en los puntos de aplicación.

Materiales utilizados en las tuberías Hidráulicas y Neumáticas:

Tubería de acero y hierro dulce: Se utiliza para altas presiones y temperaturas, generalmente transporta agua, vapor, aceites y gases. Esta tubería se especifican por el diámetro nominal, el cual es siempre menor que el diámetro interior (DI) real de la tubería. De manera general tiene tres clases: “estándar” (Schedule 40), extrafuerte (Schedule 80) y doble extrafuerte.

Tuberías de hierro fundido: Este tipo de tuberías se instala frecuentemente bajo tierra para transportar agua, gas y aguas negras (drenaje); aunque también se utiliza para conexiones de vapor a baja presión. Los acoplamientos de tuberías de hierro fundido generalmente son del tipo de bridas o del tipo campana y espigo.

Tuberías sin costura de latón y cobre: Estas se usan extensamente en instalaciones sanitarias debido a sus propiedades anticorrosivas. Tienen el mismo diámetro nominal de las tuberías de acero y hierro, pero el espesor de sus paredes es menor.

Tuberías de cobre: Se usan en instalaciones sanitarias y de calefacción en donde hay que tener en cuenta la vibración y el desalineamiento como factores de diseño, por ejemplo en diseño automotriz, hidráulico y neumático.

Tuberías plásticas: Estas tuberías se usan extensamente en industria química debido a su resistencia a la corrosión y a la acción de sustancias químicas. Son flexibles y se instalan muy fácilmente pero no son recomendables para instalaciones en donde haya calor o alta presión.

HIDRÁULICA

La hidráulica utiliza básicamente los fluidos hidráulicos como medios de presión para mover los pistones de los cilindros.

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Los sistemas hidráulicos se aplican típicamente en dispositivos móviles tales como maquinaria de construcción, excavadoras, plataformas elevadoras, aparatos de elevación y transporte, maquinaria para agricultura y simuladores de vuelo.

Sus aplicaciones en dispositivos fijos abarcan la fabricación y montaje de máquinas de todo tipo, líneas transfer, aparatos de elevación y transporte, prensas, máquinas de inyección y moldeo, máquinas de laminación, ascensores y montacargas.

Tienen las siguientes ventajas:Gran potencia transmitida con pequeños componentes, posicionamiento preciso, arranque con

cargas pesadas, movimientos lineales independientes de la carga ya que los líquidos son casi incompresibles y pueden emplearse válvulas de control, operación suave e inversa, buen control y regulación y disipación favorable de calor.

Y entre sus desventajas figuran:Polución del ambiente con riesgo de incendio y accidentes en el caso de fuga de aceite,

sensibilidad a la suciedad, peligro presente debido a las excesivas presiones, dependencia de la temperatura por cambios en la viscosidad.

Análogamente a los sistemas neumáticos, los sistemas hidráulicos se complementan con los eléctricos y electrónicos mediante dispositivos tales como válvulas solenoide, señales de realimentación de interruptores magnéticos, sensores e interruptores eléctricos de final de carrera. Es fácil, en particular en sistemas complejos, acoplarles un PLC (programmable logic controller) que les permite programar la lógica de funcionamiento de varios cilindros.

En determinadas aplicaciones, tales como en movimientos de aproximación rápido y avance lento, típicos de las fresadoras y rectificadoras, en la sujeción de piezas utilizada, en los cortes a alta velocidad sobre materiales duros y en la automatización de procesos de producción, se combinan los sistemas neumático, hidráulico y eléctrico en la forma siguiente:- Circuito electroneumático – Accionamiento eléctrico – Actuador neumático.- Circuito oleoneumático – Accionamiento neumático – Actuador hidráulico.- Circuito electrohidráulico – Accionamiento eléctrico – Actuador hidráulico.

TUBERIAS PARA FLUIDOS HIDRÁULICOS

Fórmulas para cálculo de diámetros de tubería para fluidos hidráulicos:

El trazado de redes de distribución debe corresponder a la ubicación de los puntos de aplicación, y puede realizarse según dos disposiciones: en circuito cerrado y en circuito abierto. Se recomienda velocidad muy baja para la línea de succión o aspiración porque allí la caída de presión admisible es muy pequeña, así:

• Línea de succión: Velocidad máxima admisible: 0,5 a 1,6 m/seg.• Línea de presión: Velocidad máxima admisible: 3 a 11 m/seg.• Línea de retorno: Velocidad máxima admisible: 2 a 5 m/seg.

Q: Caudal (lt/min)S: Sección equivalente (cm²)V: Velocidad de flujo (m/s)

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Clasificación de tuberías por su número de Cédula (sch=cedula, denominación comercial):

Dimensiones de tuberías comerciales.

Colores de señalización de conducciones de fluidos según DIN 2403:

Colores de seguridad para tuberías con diversos fluidos.

Pérdidas de carga hidráulicas.

Una vez definida la conducción en cuanto a trazado, caudales y diámetros, se operará del siguiente modo:

Pérdidas de carga lineal:

a) Obtención de la longitud total de tubo recto que existe en la instalación (o línea más favorable) para cada diámetro.b) Del gráfico general de pérdidas de carga de tubos de acero galvanizado enconducciones hidráulicas y siguiendo las instrucciones del ejemplo que figuraanexo, se obtiene la pérdida de carga en milímetros de columna de agua por metro lineal de tubería (mm c.a./m) para cada diámetro.

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Pérdidas de carga localizadas:

El sistema de cálculo más simplificado es el que utiliza la llamada Longitud Equivalente: Longitud de tubería recta de igual diámetro que el del obstáculo que produce la misma pérdida de carga que él.a) De la tabla de longitudes equivalentes se toma la que corresponde a loselementos singulares presentes en la red hidráulica.b) Efectuaremos el producto de cada longitud equivalente por el número deelementos iguales en la conducción.c) Sumando todos los productos correspondientes a un mismo diámetro, seencontrará la longitud equivalente total del conjunto de elementos presentes en la conducción de ese diámetro.

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Longitudes Equivalentes (en m) de las pérdidas de carga localizadas correspondiente a distintos elementos singulares de las redes hidráulicas.

MANGUERAS

Existen dos tipos comunes de conexiones para fluidos: los tubos rígidos y los ensambles de mangueras.Los tubos rígidos ofrecen las ventajas siguientes:

• Tienen mejor disipación térmica.• Admiten menores radios de curvatura.• Son más livianos.• Pueden soportar presiones mayores que 6000 psi (41,4 kPa).

Los ensambles de mangueras, en cambio, tienen las ventajas siguientes:• Son menos susceptibles a las vibraciones o al movimiento.• No se requiere ningún tipo de soldadura ni equipo especial de doblado.• Son más fáciles de obtener en el mercado de reposición.• Son más fáciles de instalar rodeando obstáculos.• Ofrecen absorción sonora.• Amortiguan los impulsos de presión.

La manguera hidráulica moderna es mucho más liviana y se puede flexionar mucho más que los productos más antiguos. Con la introducción de estas mangueras (tales como los productos MegaSys® de Gates), la ventaja de peso de las tuberías rígidas se ha reducido considerablemente, mientras que su menor radio de curvatura se ha reducido a la mitad.

Dada la disponibilidad y las ventajas de instalación de la conexión con manguera, el personal de mantenimiento prefiere usar esta última alternativa cuando se necesita reparar una instalación de tubos

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rígidos. No es raro sustituir una tubería que ha fallado por un ensamble de mangueras, a menos que la instalación sea completamente recta y de muy fácil acceso.

Construcción de manguerasUna manguera generalmente está constituida por tres componentes:

Tubo: La función del tubo es resistir el material que se está transportando. Refuerzo: El refuerzo es el músculo de la manguera. Proporciona la resistencia necesaria para afrontar la presión interna (o la presión externa en el caso de procesos de succión y vacío).Los tres tipos básicos de refuerzo son:• Trenzado: El refuerzo trenzado puede ser de alambre o textil, con una o varias capas.

• Espiral: El refuerzo en espiral de una manguera hidráulica típicamente es de alambre y tiene cuatro a seis capas (pliegues). La manguera reforzada en espiral podrá resistir condiciones más exigentes y ofrecer una vida útil de servicio más prolongada bajo impulsos.

• Helicoidal: El refuerzo de bobina helicoidal evita el colapso de la manguera durante la succión (vacío).

Cubierta: La cubierta protege el refuerzo y el tubo de condiciones ambientales tales como:• Clima• Ozono• Abrasión• Temperatura• Sustancias químicas, etc.

Selección de mangueras para obtener un sistema libre de riesgo.

La selección correcta de la manguera es crítica para garantizar un sistema hidráulico seguro. Una regla práctica sencilla para la selección correcta de la manguera es la palabra inglesa “STA M P E D”:

S TAMAÑO (“SIZE”)

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T T E M P E R AT U R A ( “ T E M P E R AT U R E ” )A USO (“APPLICAT I O N” )M M ATERIAL (“MAT E R I A L”)P PRESIÓN (“PRESSURE”)E EXTREMOS (“ENDS”)D ENTREGA (“DELIVERY”)

El primer paso para obtener un sistema hidráulico seguro es seleccionar componentes que satisfagan sus necesidades. Una solución por compromiso en la selección de la manguera puede ser un riesgo, además de afectar el rendimiento y la vida útil del sistema.

La decisión podría funcionar a corto plazo, pero no sería buena a largo plazo. Recuerde, lo más importante es la seguridad. La mayoría de los sistemas hidráulicos deben ser diseñados con un factor de seguridad de 4:1 (presión de rotura: presión de trabajo). Sin embargo, ciertas aplicaciones pueden estar regidas por otras normas (por ejemplo: equipo de hidrolimpieza, mangueras de gatos).

Tamaño de la manguera.

La industria hidráulica ha adoptado un sistema de medición denominado Números de Guión para indicar el tamaño de mangueras y acoplamientos.

El número que precede la descripción de la manguera o acoplamiento es el número de guión ( tabla que aparece a continuación). Este número, aceptado como norma por la industria, designa el diámetro interior de la manguera en dieciseisavos de pulgada. (Las excepciones son las mangueras SAE100R5, SAE100R14 y las mangueras refrigerantes, donde los números de guión designan el diámetro interior de manguera que sea igual al diámetro exterior del tubo equivalente).

El diámetro exterior de la manguera puede ser un factor crítico cuando se utilizan abrazaderas de fijación o cuando la manguera se instala a través de mamparas. Verifique las tablas de especificación de cada manguera individual para obtener los respectivos diámetros exteriores.

Temperatura.

Deberá tenerse en cuenta dos temperaturas: la temperatura del fluido y la temperatura ambiente. La manguera seleccionada deberá ser capaz de soportar la temperatura mínima y máxima de operación del sistema.

Uso.

Determine dónde y cómo usar la manguera, Para satisfacer los requisitos del sistema, es posible que tenga que responder a preguntas adicionales, tales como:

¿Dónde será usada la manguera?, ¿Cuál es el tipo de equipo?, ¿Cuáles son las presiones de trabajo y de impulso?, ¿Se trata de una aplicación de succión?, ¿Cuál es la temperatura del fluido y/o ambiente?, ¿Puede haber problemas de compatibilidad con el fluido?, ¿Cuáles son las condiciones ambientales ?,¿Cuáles son los requisitos de instalación de la manguera ?,¿Se cumple con las normas del gobierno y de la industria ?, ¿Cómo está construida la manguera ?, ¿El acoplamiento es una conexión roscada?, ¿Deben usarse acoplamientos permanentes o reutilizables ?, ¿Qué tipo de rosca se está usando?, ¿Cuál es el radio mínimo de flexión?, ¿Existen condiciones de abrasión excesiva ?,¿Cuál es la vida útil esperada en servicio?

Material que debe ser transportado.

En algunas aplicaciones es necesario transportar aceites o productos químicos especiales a través del sistema. La selección de la manguera deberá asegurar la compatibilidad del tubo interior, la cubierta, los acoplamientos y los anillos “O” con el fluido utilizado.

En el caso de aplicaciones gaseosas, donde es posible que ocurra la permeación, deberá tomarse mayor precaución al seleccionar la manguera . La permeación, o efusión, es un proceso de filtración a través de la manguera que causa una pérdida de fluido. Esto puede ocurrir cuando se utiliza la manguera con fluidos tales como los siguientes (sin ser limitado a):• combustibles líquidos y gaseosos• refrigerantes

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• helio• aceite combustible• gas natural

Tenga en cuenta si se pueden producir peligros potenciales como consecuencia de la permeación a través de la manguera, como por ejemplo explosiones, incendios o toxicidad.Consulte las normas de aplicación para cada uso específico, tales como las normas para sistemas de transporte de combustibles y refrigerantes.

Si los fluidos pasan por permeación a través del tubo central, deberán usarse cubiertas perforadas para evitar la acumulación de fluido por debajo de la cubierta. También tenga en cuenta no sólo la compatibilidad del fluido del sistema con el tubo central sino también con el refuerzo trenzado, la cubierta ,los acoplamientos y otros componentes, puesto que la permeación del fluido del sistema puede afectar a todo el ensamble de manguera.

Presión.

Resulta esencial conocer la presión del sistema durante el proceso de selección de manguera, lo que incluye los picos de presión. Las presiones de trabajo publicadas deberán ser iguales o mayores que la presión del sistema. Los picos de presión mayores que la presión de trabajo publicada acortarán la vida útil de la manguera y deberán tomarse en cuenta. NO se recomienda el uso de mangueras en sistemas que tengan picos de presión mayores que las presiones de trabajo publicadas para la manguera.

Las presiones de rotura son presiones de referencia que sirven exclusivamente para efectuar pruebas destructivas y calcular factores de seguridad de diseño.

Típicamente, para aplicaciones hidráulicas dinámicas, el valor nominal de la presión mínima de rotura es cuatro veces mayor que el valor nominal de la presión de trabajo máxima.

Caída de presiónLa caída de presión es la diferencia entre la presión de un fluido cuando ingresa por un extremo

de un ensamble de manguera hidráulica y la presión del mismo al salir por el otro extremo. El valor depende de la potencia total del fluido circulante. La presión de salida será siempre menor que la presión de entrada.

Se presentan a continuación algunos de los factores que pueden influir en la caída de presión:1. FRICCIÓN – El frotamiento del fluido contra las paredes del tubo de la manguera.2. TIPO DE FLUIDO – Distintos fluidos se comportan de m a n e ra diferente bajo presión.Los fluidos más densos se mueven con mayor dificultad y presentarán una mayor caída de presión.3. TEMPERATURA DEL FLUIDO – El calentamiento de los fluidos los hace menos viscosos, de modo que se mueven con mayor facilidad, tal como sucede con el aceite automotriz.4. LONGITUD DEL ENSAMBLE DE MANGUERA – Cuanto más larga sea la manguera, tanta más superficie habrá para que la fricción disminuya la presión.5. TAMAÑO (DIÁMETRO INTERNO) DE LA MANGUERA – Afecta la velocidad del fluido para un caudal particular. Las velocidades mayores producen una caída de presión mayor.Por lo tanto, una manguera de diámetro interno mayor introducirá una menor caída de presión. 6. TIPO DE ACOPLAM IENTOS Y ADAPTADORES – Cualquier cambio de sección o cualquier cambio de dirección (tal como un codo de 45° o 90°) puede aumentar la caída de presión.7. CAUDAL – La caída de presión aumenta con el caudal para un tamaño dado de manguera.P

Para que un equipo hidráulico funcione de manera eficiente. Existirá una caída de presión en el ensamble, y deberá tenerla en cuenta cuando se instalan la manguera, los acoplamientos y los adaptadores. Esto significa que la presión de entrada al ensamble de manguera deberá ser igual a la presión de salida más la caída de presión en el mismo.MExtremos de acoplamiento.

Los extremos roscados deben ser compatibles entre sí para evitar las fugas o el desprendimiento del ensamble.

Los acoplamientos se sellan de tres maneras diferentes:1. A través de las roscas2. Ángulos de asiento3. Anillos “O”

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Resulta crítico que tanto los accesorios macho como hembra sean compatibles entre sí para crear un sello efectivo. Un asentamiento incorrecto puede causar fugas, lo que puede crear un peligro para la seguridad y el medio ambiente.

Existen dos tipos comunes de acoplamientos hidráulicos: Permanentes: Los acoplamientos permanentes requieren un equipo de acople o estampado para

ensamblarlos a una manguera. Reutilizables: Los acoplamientos reutilizables típicamente pueden armarse fuera del taller, donde

se requiere una cantidad mínima de equipo para ello.

Entrega.

¿Qué cantidad de componentes necesita y cuándo los necesita? Explíquele a su distribuidor local cuáles son sus necesidades para asegurarse de que los productos requeridos estén disponibles en el momento que usted los necesita.

Selección de mangueras flexibles:

Las normas industriales recomiendan factores de seguridad de entre 4 y 8, en función de la presión a soportar.

Factor de seguridad =Presión de Ruptura

Presión de Funcionamiento

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Factor de seguridad

Presión de funcionamiento (Kgf/cm²)

8 Menos de 70

6 70 a 175

4 Más de 175

Dimensionamiento de mangueras para presión de trabajo 80 a 70 Kgf/cm²)

Caudal (lt/min)

Tamaño nominal (plg)

SCH Diámetro

externo (plg)Espesor de la pared

(mm)

4 1/8 80 ¼ 0,9

5,5 1/8 80 5/16 0,9

12 1/4 80 3/8 0,9

24 3/8 80 ½ 1

49 1/2 80 5/8 1,25

80 3/4 80 7/8 1,8

136 1 80 1 ¼ 2,75

232 1 1/4 80 1 ½ 3

Recomendaciones de instalación:

a- Recuerde que los flexibles sometidos a trabajo sufren una elongación o estiramiento entre un 2% a 4% de su longitud inicial, por lo que se recomienda dejarlos de un largo apropiado. Figura 1.

b- - Siempre se debe mantener un radio de curvatura lo más amplio posible, con el fin de evitar el colapso o restricción del fluido. Figura 2.

c- Evite al instalar un flexible que este quede con alguna torcedura, por lo cual tome algún punto como referencia. Figura 3.

d- Evite el contacto o el roce entre flexibles para que no produzcan desgastes de las superficies, para lo cual se recomienda el uso de adaptadores, codo o curvas apropiados. Figura 4.

e- Procure evitar el contacto con pieza móviles o fuentes de calor, por ejemplo el tubo de escape, cardan.

f- Los flexibles deben tener la longitud apropiada para que cumplan con su función de “flexible”. Figura 5.

TIPOS DE MANGUERAS

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Manguera con espirales de acero SAE 100 R15.

RECOMENDADA PARA: Mandos hidráulicos de extremamente alta presión donde circulan aceites. Tiene un muy buen comportamiento ante aplicaciones dinámicas. Cumple con la clasificación SAE 100 R15 de la norma SAE J517, la EN 856 4SP en los diámetros 3/8”, 1/2”, 5/8” y 3/4” y con la EN 856 4SH en los diámetros 3/4”, 1”, 1-1/4” y 1-1/2”.TUBO: De goma sintética negra (Neoprene tipo "A"), resistente a los aceites y fluidos hidráulicos.REFUERZO: Cuatro capas de alambre de acero dispuesto helicodialmente para los diámetros de 3/4” a 1”. Los diámetros 1-1/4” y 1-1/2” poseen 6 capas de este refuerzo.COBERTURA: De goma sintética negra (Neoprene tipo “A”) resistente al aceite, a la abrasión, al envejecimiento provocado por el sol y los cambios climáticos y a las llamas directas (flame resistant).LIMITES DE TEMPERATURA: -40º C a 121º C.CONEXIONES: Prensadas

Manguera con espirales de acero SAE 100 R13.

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RECOMENDADA PARA: Aplicaciones hidráulicas de extremamente alta presión. Cuenta con una excelente vida útil cuando es sometida a aplicaciones dinámicas (de impulsos). Está aprobada para superar el 1000000 de ciclos (ensayada bajo flexiones laterales para el caso de las mangueras que contienen en el código la leyenda “4SH”). Cumple y excede las normas EN 856 4SP, EN 856 4SH, ISO 3862-1 4SP e ISO 3862-1 4SH.TUBO: De caucho sintético negro resistente a los aceites y fluídos hidráulicos. Es compatible con aceites minerales y biológicos.REFUERZO: Cuatro capas de alambre de acero de alta resistencia arrollados en espiral en direcciones alternadas.COBERTURA: De caucho sintético resistente al aceite, al ozono, a la abrasión, al envejecimiento provocado por el sol y los cambios climáticos y a la llama directa (flame resistant). Cuenta con la aprobación de la “Mine Safety and Healt Administration”(MSHA), de FRAS y WUG.LIMITES DE TEMPERATURA: -40º C a 121º C.CONEXIONES: Prensadas.

Manguera con espirales de acero SAE 100 R12.

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RECOMENDADA PARA: Aplicaciones hidráulicas de muy alta presión. Cuenta con una excelente vida útil cuando es sometida a aplicaciones dinámicas (de impulsos). Está aprovada para superar el 1000000 de ciclos. Cumple y excede las normas EN 856 R12, ISO 3862-1 R12 y la clasificación SAE 100R12 de la norma SAE J517.TUBO: De caucho sintético negro resistente a los aceites y fluídos hidráulicos. Es compatible con aceites minerales y biológicos.REFUERZO: Cuatro capas de alambre de acero de alta resistencia, arrollados en espiral en direcciones alternadas.COBERTURA: De goma sintética negra (Neoprene tipo “A”) resistente al aceite, a la abrasión, al envejecimiento provocado por el sol y los cambios climáticos y a la llama directa (flame resistant). Cuenta con la aprobación de la “Mine Safety and Healt Administration” (MSHA).LIMITES DE TEMPERATURA: -40º C a 121º C.CONEXIONES: Prensadas.

Manguera con espirales de acero SAE 100 R12.

RECOMENDADA PARA: Líneas de aceite hidráulico de muy alta presión. La extrema presión de trabajo y la excelente vida de impulsos (bajo condiciones SAE 100R12), le otorgan una mayor vida útil y minimizan el tiempo de parada de los equipos.TUBO: Caucho sintético negro resistente al aceite.

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REFUERZO: Cuatro espirales de acero de alta tensión.COBERTURA: Caucho sintético negro resistente al aceite y a la abrasión. Rotulado con cinta vulcanizada (layline) para fácil y permanente identificación.LIMITES DE TEMPERATURA: De -40°C a +121°C (-40°F a +250°F). Para agua, emulsiones, etc.CONEXIONES: Prensadas

Manguera “M4K”.

RECOMENDADA PARA: Mandos hidráulicos de alta presión donde circulan aceites. Posee radios mínimos de curvatura bajos y una flexibilidad significativa, lo que la hace más apta para recorridos complicados. Tiene también un muy buen comportamiento ante aplicaciones dinámicas dado que la misma es testeada por el fabricante a 600000 ciclos con una presión de 1,5 veces la de trabajo.TUBO: De goma sintética negra (Nitrilo tipo "C"), resistente a los aceites y fluidos hidráulicos.REFUERZO: Dos trenzas de alambre de acero de alta resistencia.COBERTURA: De goma sintética negra (Nitrilo modificado tipo C2) resistente al aceite, a la abrasión, al envejecimiento provocado por el sol y los cambios climáticos y a las llamas directas (flame resistant).LIMITES DE TEMPERATURA: -40º C a 100º C.CONEXIONES: Prensadas o Reutilizables

Manguera con cuatro hélices de acero SAE 100 R9R.

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RECOMENDADA PARA: Mandos hidráulicos de extremamente alta presión donde circulan aceites, fuel-oil, nafta, hidrocarburos en general hasta el 30% de aromaticidad o agua. Todas las medidas han pasado el test dinámico de 1000000 de ciclos a 132ºC y al 133% de la presión máxima de trabajo. Cumple con la clasificación SAE 100R9R de la norma SAE J517.TUBO: De goma sintética negra, resistente a los aceites y fluidos hidráulicos.REFUERZO: Cuatro capas de hélices de alambre de acero de alta resistencia alternadas sobre una capa de tela sintética.COBERTURA: De goma sintética negra, resistente al aceite, a la abrasión y al envejecimiento provocado por el sol y los cambios climáticos.LIMITES DE TEMPERATURA: -40º C a + 100º C en servicio continuo.CONEXIONES: Prensadas

Manguera con dos trenzas de acero SAE 100 R2AT.

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RECOMENDADA PARA: Mandos hidráulicos de alta presión donde circulan aceites. Su construcción con dos trenzas de acero le permite soportar variaciones bruscas y fuertes golpes de presión, especialmente cuando se la usa en maquinarias modernas con ciclos de operaciones por impulsos, flexiones y vibraciones. Cumple con la norma DIN EN 853 2SN. Cumple y excede la clasificación SAE 100 R2AT de la norma SAE J517.TUBO: De goma sintética negra (Nitrilo tipo "C"), resistente a los aceites y fluidos hidráulicos.REFUERZO: Dos trenzas de alambre de acero de alta resistencia, calidad cuerda de piano.COBERTURA: De goma sintética negra (Nitrilo modificado tipo C2) resistente al aceite, a la abrasión, al envejecimiento provocado por el sol y los cambios climáticos y a las llamas directas (flame resistant).LIMITES DE TEMPERATURA: -40ºC a 100ºC .Versión Alta Temperatura (AT), señalada con *. -40ºC a 135ºC .CONEXIONES: Prensadas o Reutilizables

Manguera con dos trenzas de acero SAE 100 R2AT c/cubierta antiabrasiva.

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RECOMENDADA PARA: Líneas de aceite hidráulico de alta presión, donde la cubierta exterior de la manguera está sujeta a la abrasión, lo que puede causar la falla prematura en mangueras con cubierta estándar. La propiedad de alta resistencia a la abrasión de la cubierta , combinada con la alta presión de trabajo y la excelente vida de impulsos (probado bajo condicionesEN 853 Type 2SN / SAE 100R2AT) le otorgan una mayor vida útil y minimizan el tiempo de parada de los equipos."Cumple o excede los requerimientos de SAE 100R2AT, AS 3791 100R2AT, DIN 20022 - 2SN, EN 853 Tipo 2SN, ISO 1436 Tipos R2AT y 2SN.Certificaciones: ABS, DNV, GL, LR, MED, USCG."TUBO: Caucho sintético negro resistente al aceite (Nitrilo).REFUERZO: Dos trenzas de acero de alta tensión.COBERTURA: Caucho sintético negro resistente al aceite y a la abrasión. “FRAS” Resistente al Fuego y Antiestática. La pérdida de peso de la cubierta bajo el método ISO 6945 de prueba de resistencia a la abrasión es menor del 10% (menos de 0.05 grs)de lo permitido por DIN 20022-2SN y EN 853 Tipo 2SN.LIMITES DE TEMPERATURA:De -40°C a +100°C (-40°F a +212°F). Para agua, emulsiones, etc.RESISTENCIA AL FUEGO: Cumple con los requerimientos de resistencia al fuego del Estándar Australiano AS 2660 y métodos de pruebas AS 1180.10B y 13A. Cumple con la designación de resistencia al fuego “U.S. MSHA” del Departamento de Trabajo, Seguridad Minera y Administración de la Salud de los EEUU.CONEXIONES: Prensadas

Manguera p/Aceite (tipo R1 y R2).

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RECOMENDADA PARA:05-M3K-XTF: Líneas de aceite de alta presión. Cuenta con la ventaja de tener un radio mínimo de curvatura significativamente menor que las mangueras SAE 100 R1 y SAE 100 R2. Cumple los requisitos exigidos por la clasificación SAE100 R17 de la norma SAE J517 y la norma EN 857 1SC.05-M4K-XTF: Mandos hidráulicos de alta presión donde circulan aceites. Posee radios mínimos de curvatura bajos y una flexibilidad significativa, lo que la hace más apta para recorridos complicados. Tiene también un muy buen comportamiento ante aplicaciones dinámicas dado que la misma es testeada por el fabricante a 600000 ciclos con una presión de 1,5 veces la de trabajo.05-M5K: Mandos hidráulicos de alta presión donde circulan aceites. Posee radios mínimos de curvatura bajos y una flexibilidad significativa, lo que la hace más apta para recorridos complicados.TUBO: Goma sintética negra (Nitrilo tipo “C”) resistente a los aceites y fluidos hidráulicos.REFUERZO:05-M3K-XTF: Una trenza de alambre de acero de alta resistencia.05-M4K-XTF y 05-M5K: Dos trenzas de alambre de acero de alta resistencia.COBERTURA:05-M3K-XTF y 05-M4K-XTF: Goma sintética negra (Nitrilo modificado tipo “C2”) resistente a los aceites, abrasión ycondiciones climáticas. Esta manguera dura hasta 25 veces mas que las mangueras estándar tanto durante las pruebas de abrasión entre manguera contra manguera como entre manguera contra metal por ISO 6945.05-M5K: Goma sintética negra (Nitrilo modificado tipo “C2”) resistente a los aceites, abrasión y condiciones climáticas.LIMITES DE TEMPERATURA: -40º C a 100º C.CONEXIONES: Prensadas o Reutilizables.

Manguera Megatech 500.

RECOMENDADA PARA: freno de aire, líneas de retorno de aceite a presión y líneas para compresores de aire / aceite. Cumple con los requisitos de las especificaciones de desempeño del DOT SAE J1019 para transmisión a alta temperatura y sistemas de lubricación con aceites a base de petróleo. No

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recomendada para aplicaciones con combustibles como gasolina, naftas y diesel oil. (Hidrocarburos en general).TUBO: de GTS negro, compuesto específicamente para la resistencia química y la temperatura (CPE - Tipo J).REFUERZO: una trenza de alambre de acero de alta resistencia.COBERTURA: trenzas textiles impregnadas al caucho sintético resistentes al petróleo y el moho.LÍMITES DE TEMPERATURA: -40ºC a +149ºC, para líquidos a base de petróleo -40ºC a +100ºC, para fluidos éster fosfatoCONEXIONES: Prensadas o Reutilizables

Manguera con un refuerzo de acero y uno textil SAE 100 R5.

RECOMENDADA PARA: Mandos hidráulicos de media presión donde circulan aceites, aire, agua o soluciones anticongelantes. Es recomendada para servicio en frenos a aire, turbocompresores, lineas de lubricación, etc. No se recomienda su uso para gas-oil o fuel-oil. Cumple con la clasificación SAE 100 R5 de la norma SAE J517.TUBO: De goma sintética negra (Neoprene tipo "A") en los diámetros 3/16” y 1/4”. De goma sintética negra (Nitrilo tipo “C”) en el resto de los diámetros. Resistente a los daños que ocasionan los aceites y fluidos hidráulicos.REFUERZO: Una trenza de alambre de acero al carbono de alta resistencia sobre un refuerzo textil de poliester.COBERTURA: Trenzado de poliéster impregnado con un compuesto de goma sintética que la hace resistente al moho, aceite y a la llama directa (flame resistant).LIMITES DE TEMPERATURA:

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-40º C a + 100º C, para mandos hidráulicos.-40º C a + 149º C, para usos con aceites lubricantes.-40º C a + 71º C, para aire.CONEXIONES: Prensadas o Reutilizables

Manguera hidráulica con refuerzo textil SAE 100 R6.

RECOMENDADA PARA: Líneas hidráulicas baja presión, circuitos donde circulan soluciones refrigerantes o aire. Cumple con la clasificación SAE 100 R6 de la norma SAE J517.TUBO: Caucho sintético negro resistente a los aceites y fluidos hidráulicos.REFUERZO: Una trenza de fibra textil.COBERTURA: Caucho sintético negro resistente al aceite, a la abrasión, y al envejecimiento provocado por el sol y los cambios climáticos.LIMITES DE TEMPERATURA: -40º C a + 100º C.CONEXIONES: Prensadas o reutilizables

Manguera con refuerzo de acero y textil SAE 100 R4.

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RECOMENDADA PARA: Líneas de succión o líneas de retorno de baja presión para petroleo o fluidos hidráulicos de base acuosa. Todos sus diámetros pueden trabajar a 0,16 bar (presión absoluta), es decir, una presión relativa negativa de 0,84 bar sin aplastamientos. Cumple y excede la clasificación SAE 100 R4 de la norma SAE J517.TUBO: De goma sintética negra (Nitrilo tipo "C"), especialmente diseñado para resistir altas temeraturas.REFUERZO: Dos espirales textiles más un espiral de acero de alta resistencia que, combinados, ofrecen buena proteccióncontra el aplastamiento que provoca la succión.COBERTURA: De goma sintética negra, resistente al aceite, a la abrasión, al envejecimiento provocado por el sol y los cambios climáticos y a las llamas directas (flame resistant).LIMITES DE TEMPERATURA: -40º C a 135º C.CONEXIONES: Abrazaderas tipo Boss, flejes y hebillas BAND-IT o terminales prensados.

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CONCLUSIÓN

En este trabajo pudimos aprender cuales son los factores principales a considerar en el cálculo y dimensionamiento de los conductos para fluidos en sistemas hidráulicos y neumáticos, por ejemplo, que se debe tener en cuenta el caudal a suministrar a traves de ellos, las pérdidas de carga en los mismos debido a la fricción, por lo que interviene la forma y materiales de las tuberías, inclinaciones, codos, bifurcaciones, dispositivos, válvulas , filtros y otros elementos en las redes, las presiones requeridas, las temperaturas generadas, la disipación del calor para mantener la viscosidad y densidad del fluido de trabajo aproximadamente constante. Además, se deben tener en cuenta factores económicos como los costos de las tuberías, que son crecientes de forma cuadratica con el diámetro, además de ser proporcionales a su longitud, y de ellos depende las pérdidas de carga y su consecuente caida en la presión, por lo que afecta en el costo de la bomba debido a su requerimiento de potencia. Asimismo se deben considerar factores constructivos como los empalmes entre diferentes ductos, su soporte y sujecion, que pueda tener movimiento y desplazamiento libre para no generar tensiones exesivas por dilataciones térmicas, deben tener uniones flexibles para permitir estos movimientos, una cierta inclinación para depurar el agua en el caso de los sistemas neumáticos, filtros para mantener los sistemas sin contaminar, reduciendo asi su mantenimiento etc.

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