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CPVC Corzan® y conductividad térmica: consideraciones importantes

By: Jorge Solorio on November 25th, 2021

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CPVC Corzan® y conductividad térmica: consideraciones importantes

SISTEMAS DE TUBERÍAS

Desde la perspectiva de seguridad y responsabilidad, tomar en cuenta la conductividad térmica es importante en cualquier aplicación de tubería.

Elegir un material con menor conductividad térmica te ayudará a mantener una temperatura superficial más baja al transportar fluidos calientes. En ciertas situaciones, esto puede reducir el riesgo de quemaduras a los operadores que entran en contacto con la tubería.

De acuerdo con un estudio de la Oficina de Estadísticas Laborales de EEUU, los casos de quemaduras por calor térmico causaron un promedio de 6 días de ausencia en el trabajo en 2016. Así que el factor de conductividad térmica es vital para las personas que trabajan cerca de una válvula, bomba o entrada de tanque donde existen múltiples tramos de tuberías que se encuentran muy cerca.

Para brindarte una imagen completa de las cualidades que tiene el CPVC en materia de conductividad térmica, nuestros ingenieros en Corzan® te recomiendan empezar comparando las clasificaciones de conductividad térmica.

Clasificaciones de conductividad térmica de las tuberías

El estándar para evaluar la conductividad térmica de un material es ASTM C177, "Standard Test Method for Steady-State Heat Flux Measurements and Thermal Transmission Properties by Means of the Guarded-Hot-Plate Apparatus". Este es un método controlado para medir la transferencia de calor a través de un material.

El CPVC muestra una conductividad térmica excepcionalmente baja, aproximadamente 1/300 contra la del acero. Esto se debe a las diferencias que existen en la disposición atómica de los materiales.

El gráfico a continuación ayuda a ilustrar este punto. Éste muestra la temperatura de la superficie de una tubería en relación con la temperatura interna del fluido. Los puntos importantes incluyen:

  • La temperatura de superficie del acero al carbono es la misma que la temperatura interna del fluido, mientras que las superficies del CPVC mantienen una temperatura mucho más fría.
  • La temperatura de superficie del acero al carbono es prácticamente la misma que la temperatura del fluido, independientemente de su espesor de pared. Por el contrario, el espesor de pared del CPVC afecta su temperatura de superficie ya que presenta una resistencia térmica mucho mayor que el acero. El espesor de pared depende del horario y cédula de la tubería.

Temperatura estimada de la superficie de la tubería frente a la temperatura interna del fluido CPVC y acero al carbono

*Nota: El gráfico asume una temperatura ambiente de 68°F (20°C) y un flujo de agua a 6.5 pies/seg. (2m/s)

 

⚠️ 👉 Independientemente del material, ciertas aplicaciones industriales aumentan la superficie de una tubería hasta niveles inseguros. En estas situaciones, se debe considerar el aislamiento.

Aislamiento de la tubería

Un beneficio de los materiales con baja conductividad térmica es que requieren menos aislamiento para mantener una temperatura constante. Esto es cierto si el objetivo final es proteger contra la temperatura externa de una tubería o mantener una temperatura constante dentro de la tubería.

Comprender la temperatura máxima de la superficie es importante para la seguridad de tus colaboradores. Como se demostró anteriormente, la temperatura varía dependiendo del tipo de tubería que esté en servicio para un proceso específico.

Independientemente del material de la tubería, es posible que necesites aplicar aislamiento para proteger a los trabajadores de los riesgos de quemaduras cuando trabajen alrededor del sistema. Conocer la temperatura promedio de la superficie que va a trabajar, te ayudará a identificar cuándo necesitas aislamiento para mitigar los riesgos de quemaduras.

Además, el material térmicamente conductor permite que el calor escape a un ritmo más rápido que los materiales que no transfieren calor tan bien. Por esta razón, las tuberías térmicamente conductoras en ambientes más fríos que el fluido que están transfiriendo, requieren de energía adicional para mantener la temperatura del fluido. La cantidad de energía adicional depende de la temperatura requerida del fluido y la temperatura ambiente.

Independientemente de la razón por la que apliques aislamiento, su cantidad dependerá de la temperatura del fluido, el tipo de tubería y la retención de calor deseada, y puede variar de una aplicación a otra. Para determinar los detalles de tu sistema, coméntalo con los expertos de Sistemas Industriales Corzan®.

Factor condensación

La conductividad térmica también entra en juego en los sistemas de tuberías frías.

Cuando se manejan fluidos fríos, cuanto más conductivo sea el material de la tubería, menor será la temperatura de la superficie. En el entorno ambiental adecuado, donde la temperatura de la superficie de la tubería está por debajo del punto de rocío del entorno, se puede formar la condensación y presentar problemas de seguridad.

Considera, por ejemplo, una fábrica caliente y húmeda con líneas frías corriendo a su través. La superficie fría de la tubería junto con las temperaturas cálidas y el aire saturado crean una fórmula perfecta para que se forme condensación en el exterior de las tuberías. Esto puede resultar en:

  • El polvo y la suciedad en las tuberías se mezclan con el condensado y contaminan un entorno estéril.
  • Charcos en el piso, creando superficies resbalosas.
  • Goteos en el inventario u otros artículos almacenados.

Un material de tubería que tenga menor conducción térmica puede ayudar a evitar estas situaciones o, por lo menos, limitar la necesidad de aplicar aislamiento.

Para finalizar, queremos compartirte que las características del CPVC no terminan con la conductividad térmica. Para conocer más, te invitamos a leer “¿El CPVC puede usarse con otros materiales de tuberías?”.

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