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Introducción
El
gas es una fuente de energía que brinda ventajas
técnico-económicas, además de proteger el medio
ambiente y la ecología. Por ello se ha convertido en una
alternativa para los usuarios que procuran dar a sus
viviendas una mayor comodidad.
Los
gases se clasifican por la familia a la que pertenecen.
Los más usados actualmente son el Gas Licuado de
Petróleo (GLP) y el Gas Natural (GN).
En
este Boletín se explicarán las características del GLP
y del GN y se describirán las etapas de distribución,
almacenamiento e instalación interior de gas; asimismo,
se presentarán las principales aplicaciones. Se
analizará el porqué la Tubería de Cobre es la mejor
elección para la red de tuberías de la instalación
interior y se complementará con un ejemplo de cálculo
del diámetro de la Tubería de Cobre. Finalmente, nos
referiremos a la conversión de las instalaciones para
usar GLP y GN y al uso del gas en el sector automotriz,
presentando el beneficio de la conversión hacia el uso
del gas.
Términos
Usuales
Acometida:
Instalación que permite el suministro del GLP y del GN
desde las redes de distribución.
Distribuidor:
Persona jurídica a quien se le ha otorgado una
concesión para realizar el servicio público de
suministro de Gas Natural por red de ductos a través de
un sistema de distribución.
Hidrocarburo:
Compuesto orgánico, gaseoso, líquido o sólido que
se compone principalmente de carbono e hidrógeno.
Poder
Calorífico (PC): Cantidad de calor liberado en la
combustión de un metro cúbico de dicho gas (o unidad de
volumen).
Poder
Calorífico Inferior (PCI): Cantidad de calor de gas
liberado en el proceso de combustión.
Poder
Calorífico Superior (PCS): Cantidad de calor de gas
liberado en el proceso de combustión cuando los productos
de la combustión son enfriados hasta el punto que resulte
condensado el vapor de agua que contiene.
Indice
de Wobbe (W): Cociente entre el PCS del gas y la raíz
cuadrada de su densidad relativa respecto al aire (r). Dos
gases que tengan el mismo Indice de Wobbe proporcionan el
mismo poder calorífico y por tanto son intercambiables.
1.
Gas
1.1
Familia de Gases
Se
distinguen tres familias de gases, según el Indice de
Wobbe:
| 3era. |
Propano
W=PCS/√r = 24600/√1.62 = 19.339 |
| Butano
= 31138/√2.02 = 21.912 |
| 2da. |
Natural
= 9500/√0.62 = 12.071 |
| 1era. |
Manufacturado
= 4200/√0.51 = 5.882 |
Cuadro
N° 1: Indices de Wobbe para las distintas familias de
Gas
Tercera
Familia:
Son
los Gases Licuados de Petróleo, que están formados
fundamentalmente por el butano y el propano.
Segunda
Familia: Son los Gases Naturales, formados por la mezcla
de hidrocarburos livianos, en estado gaseoso, cuyo principal
componente es el metano.
Primera
Familia: Son
los gases manufacturados, elaborados por el hombre. La forma
usual de consumo es mediante una red de distribución que
tiene su origen en la fábrica de gas.
Los
gases pertenecientes a la primera familia prác-ticamente ya
no se fabrican, por lo que el uso ha quedado descontinuado.
Por esta razón, a continuación brindaremos información
sobre el GLP y el GN.
1.2
Gas Licuado de Petróleo (GLP)
El
Gas Licuado de Petróleo (GLP) es una mezcla de
Hidrocarburos que a 0°C de temperatura y 1 Atm (*) de
presión se encuentra en estado gaseoso, pero que a
temperatura normal y a una moderada-alta presión, se
convierte en líquido y se almacena en recipientes
reduciendo su volumen.
Sus
principales características son:
-
Es
incoloro, tanto en su estado líquido como gaseoso.
-
Es
inodoro, se exige para su comercialización que
esté mezclado con una sustancia odorizante, para que en
caso de fuga pueda ser fácilmente detectada.
-
No
es tóxico, cualquier posible inhalación se traduce
en una ligera acción anestésica.
-
En
estado líquido es más liviano que el agua, si
existe derrame de GLP líquido y este inunda superficies
o conductos que contienen agua, el GLP líquido
permanecerá en el nivel superior.
- En
estado gaseoso es más pesado que el aire, cuando
existe una fuga o es liberado por cualquier
circunstancia al medio ambiente, tiende a ir hacia las
partes más bajas.
1.3
Gas Natural (GN)
El
Gas Natural (GN) es un combustible gaseoso que no requiere
ningún tipo de transformación para su utilización. Se
consume tal como se extrae.
Se
le puede encontrar como "gas natural asociado",
cuando está acompañado del petróleo, y como "gas
natural no asociado", cuando está en yacimientos
exclusivos de gas natural.
Presenta
características similares al GLP, es incoloro, inodoro y no
tóxico, y además es más liviano que el aire, por lo que
ante cualquier fuga, este gas se disipa rápidamente en la
atmósfera.
2.
Instalaciones de Gas
2.1
Presiones de Trabajo
El
gas que fluye a los artefactos de los usuarios es
transportado a través de una red de tuberías y, a lo largo
de ella, tiene diferentes presiones de trabajo.
| Rango
de Presión de Gas |
Presión |
| Alta
Presión |
Mayor
a 6 Bares (**) |
| Media
Presión |
Entre
0.05 y 6 Bares |
| Baja
Presión |
Menor
a 0.05 Bares |
Cuadro
N° 2: Rango de Presión de Gas
2.2
Instalación Exterior
Almacenamiento
de GLP
En
el caso del Gas Licuado de Petróleo, el gas que sale de las
plantas de producción se lleva hasta los tanques de
almacenamiento (Fig.1) usando medios de transporte
fabricados especialmente para este efecto. El tanque
almacena gas en estado líquido. El GLP vaporiza con el
propio calor que recibe el recipiente a través de sus
paredes, por lo que el gas que fluye por la línea de
consumo se encuentra en estado gaseoso.
| Fig.
1: Tanque de Almacenamiento de GLP |
Fig.
2: Red de Distribución de GN |
Red
de Distribución de GN
El
Gas Natural fluye de las plantas de almacenamiento y se
dirige a los diversos puntos de consumo usando redes de
distribución (Fig. 2).La distribución del Gas Natural a
través de las redes de suministro, se efectúa a diferentes
presiones y termina en la acometida de cada usuario.
2.3
Instalación Exterior
Se
inicia en el tanque de almacenamiento para las redes de GLP
y en la acometida para las redes de GN y termina en las
conexiones a los aparatos.
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| Situación
GN |
Situación
GLP |
Fig.
3 Esquema de una Instalación Interior de Gas
La
instalación interior está compuesta de los siguientes
elementos:
DISPOSITIVOS
DE CORTE (Fig. 4): Permiten cerrar el paso del gas.
Entre estos equipos tenemos los de acometida, los de medidor
y los de conexión de aparato.
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Fig.
4 Válvula de Corte |
Fig.
5 Regulador |
EQUIPOS
DE REGULACION (Fig. 5): Reducen la presión del gas
combustible hasta el valor adecuado a la instalación que
alimenta y mantiene este valor constante.
MEDIDORES
(Fig. 6): Dispositivos que permiten conocer el volumen
de gas consumido por cada usuario en un periodo de tiempo
determinado.
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Fig.
6 Medidor |
Fig.
7 Medidor con limitador de caudal |
LIMITADORES
DE CAUDAL (Fig. 7): Son las válvulas de seguridad cuyo
objetivo es interrumpir el paso de gas cuando se producen
alteraciones importantes de la presión, tanto por exceso
como por defecto. Actúan en el caso de producirse una fuga.
RED
DE TUBERIAS (Fig. 8): Es el elemento básico de la
instalación. La red de tuberías conduce el gas y permite
la conexión de los aparatos a la red.
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Fig.
8 Red de Tuberías de Gas |
Según
las Normas Técnicas Peruanas, las tuberías usadas en la
instalación interior pueden ser de Cobre y constituyen una
alternativa vigente y rentable.
3.
Aplicaciones
Los
aparatos instalados en el domicilio del usuario, que
funcionan con Gas Natural o con Gas Licuado de Petróleo, se
conectan a la red interior de gas por medio de Tuberías de
Cobre que aseguran el correcto funcionamiento del sistema.
Estos aparatos se pueden agrupar en familias, de acuerdo a
la facilidad que brindan:
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Calentamiento
de Agua: Proporcionan agua caliente a la
temperatura y caudal deseados.
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| Fig.
9 Terma a Gas |
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Cocción:
Utilizan el gas para preparar o calentar alimentos,
entre estos equipos tenemos la cocina, el horno, etc.
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Fig.
10 Cocina a Gas |
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Calefacción:
Permiten alcanzar y mantener una temperatura adecuada en
el interior de la vivienda.
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| Fig.
11 Calefactor a Gas |
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Lavado
y secado: Estos equipos son las lavadoras
bitérmicas que incorporan una toma de agua fría y
otra de agua caliente, Asimismo, las lavavajillas
pretérmicas, cuya toma normal se conecta a la red de
agua caliente procedente del calentador o caldera y la
secadora a gas.
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Fig.
12 Lavadora y secadora a gas |
4.
La Tubería de Cobre en la Instalación Interior
de Gas
4.1
Características de la Tubería de Cobre
El
Cobre, como material para las instalaciones interiores de
gas, ofrece una serie de ventajas, tales como:
-
Tiene
una alta calidad superficial, lo que permite que las
pérdidas de fluído por el transporte sean mínimas.
-
Es
inalterable al paso del tiempo, pues conserva sus
propiedades físico químicas.
-
Se
instala con uniones soldadas brindando máxima
hermeticidad y seguridad.
Fig.
13 Tuberías y Accesorios de Cobre
4.2
El Trabajo con Tuberías de Cobre
Para
la instalación interior de gas, la Tubería de Cobre brinda
las mismas facilidades que en instalaciones sanitarias,
considerando que:
-
Permite
un fácil acoplamiento del accesorio a ella.
-
Para
evitar una sucesión de codos complejos, muy próximos
unos a otros, permite ser curvada fácilmente.
-
Son
fáciles de cortar utilizando cortatubos o sierras de
metal.
Fig. 1
4
Trabajo con Tuberías de Cobre
-
Con
el fin de unir tuberías de diámetros diferentes sin
usar accesorios, las Tuberías de Cobre se pueden
expandir, generando uniones perfectas aplicando un
mínimo esfuerzo.
-
La
resistencia del Cobre permite usar, para igual diámetro
exterior, un espesor más bajo. Ello unido a su reducido
peso por metro lineal reduce los costos y hace más
sencillo el transporte y la manipulación, siendo
ideal para la prefabricación en serie de instalaciones
tipo.
Fig. 1
5
Instalación de Tuberías y Accesorios de Cobre
4.3
La Tubería de Cobre en la Instalación de Gas
La
Tubería de Cobre tiene las siguientes ventajas al
utilizarse en una instalación de gas:
Fig. 1
6
La Tubería de Cobre resiste el paso de los rayos
ultravioleta
Fig. 1
7
La Tubería de Cobre resiste el ataque de diversos
materiales empleados en la construcción
-
Es
inmune al ataque del GLP y GN, por lo que es adecuado
para estas instalaciones.
-
Resiste
a altas temperaturas (punto de fusión del Cobre 1083°
C) lo que lo hace indicado para el transporte de gas
pues es un material incombustible, que en caso de
incendio mantiene encerrado al fluido que transporta
evitando la propagación del incendio.
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Fig.
18
La Tubería de Cobre resiste temperaturas extremas
(frío
y calor) |
-
Su
elasticidad y resistencia a presiones interiores
considerables permiten su empleo hasta un rango de
presiones medias en aplicaciones de transporte de gas.
-
Permite
el empleo de los mismos materiales y herramientas que en
las instalaciones de agua, pudiendo ir paralelas o
próximas, unificando así trazados.
- Para
las tuberías matrices, la Tubería de Cobre es la
opción más reducida y estética.
Fig. 19
La
parte mas débil de una canalización de gas combustible
soporta unos 800°C (material de aportación)
5.
Conversión de redes de Gas Licuado de Petróleo
(GLP) a Gas Natural (GN) en el Sector
Residencial
En
el caso de las instalaciones que originalmente son
de GLP se consideran las siguientes posibilidades:
Si
la red interior existente de GLP fue construida
usando tuberías de 1/2" de diámetro, para
transportar GN, se podrá elegir entre las
siguientes opciones:
a)
Cambiar las tuberías de la red, colocando tuberías de 3/4" de diámetro.
b)
Colocar un regulador al inicio de la red interior y otro al llegar al artefacto a gas.
Estas
opciones permiten que el flujo a través de la
tubería aumente y que el GN pueda brindar la
misma cantidad de energía que el GLP.
Si
la red interior existente de GLP fue construida
utilizando tuberías de 3/4" de diámetro,
para adaptarla a GN, se instalará un regulador de
presión a la entrada del artefacto.
Asimismo,
si un aparato que funcionaba inicialmente con GLP
va a funcionar con GN, su inyector será cambiado
por otro de mayor diámetro.
6.
Aplicaciones del Gas en el Sector Automotriz
El
gas es una forma de energía que también puede
ser utilizada en el sector automotriz. Tanto el
GLP como el Gas Natural Comprimido (GNC) compiten
contra los combustibles tradicionales como la
Gasolina y el Petróleo Diesel.
El
uso del gas en el sector automotriz otorga las
siguientes ventajas:
A
corto plazo, existe un ahorro aproximado de
35% en el gasto en combustible por la diferencia
en precio y reduce la contaminación del medio
ambiente.
A
mediano plazo, se prolongan los tiempos de
afinamiento del motor.
A
largo plazo, se prolonga la vida del motor ya
que, como el gas no tiene residuos de carbón, no
se arañan las paredes de los cilindros.
Fig. 20
Automovil con tanque para Gas
Para
la utilización del GLP o del GNC se requiere
instalar en el automóvil:
-
Un
tanque de almacenamiento de combustible (GLP o
GNC).
-
Un
"kit" de conversión compuesto por
válvulas, electroválvulas, reguladores de
presión, mezclador, calentador, manómetro,
cuyas características particulares dependen
del combustible que el automóvil usa (GLP o
GNC).
-
Una
tubería de longitud determinada para el
transporte del gas desde el tanque de
almacenamiento hasta el motor del automóvil.
Fig. 2
1
Tubería de Cobre para Gas en automoviles
El
Cobre es el material más utilizado en las
tuberías para transporte de gas en el sector
automotriz, con las siguientes ventajas:
-
Tiene
una menor resistencia mecánica, lo que
facilita su trabajo.
-
Sus
uniones son soldadas.
-
Es
más resistente a la corrosión, al fuego, y
al paso de los rayos ultravioletas del sol.
7.
Beneficio de la conversión hacia el uso del Gas
El
uso del GLP o del GN conlleva a una inversión
inicial por parte de los usuarios. A continuación
se analizará la rentabilidad de esta inversión:
7.1
Uso del Gas en el Sector Construcción
Con
el uso del gas se logra un ahorro mensual de
aproximadamente 21% con respecto al uso de
energía eléctrica.
La
inversión inicial comprende la construcción de
la instalación interior de la red de tuberías.
Asimismo,
considerando que la recuperación de la inversión
se da en pocos meses, el usuario podrá contar con
las ventajas que el uso del gas le brinda.
7.2
Uso del Gas en el Sector Automotriz
Con
el uso del gas se logra un ahorro mensual de
aproximadamente 35% con respecto al uso de
gasolina.
La
inversión inicial comprende la inversión del
"kit" y la tubería necesaria para el
funcionamiento del auto a gas.
Al
igual que en el caso anterior, además de
recuperar en pocos meses la inversión realizada
para usar gas como combustible en su automóvil,
el usuario podrá contar con todas las ventajas
mencionadas que el uso del gas le brinda.
Conclusiones
-
El
uso del gas trae beneficios a los usuarios
desde el punto de vista económico, técnico,
ecológico y ambiental.
-
En
la instalación de Gas, la Tubería de Cobre
asegura la calidad y seguridad necesaria en la
red interior debido a sus propiedades y a la
facilidad de trabajo.
-
El
uso del gas en el sector automotriz otorga
ventajas a los usuarios, especialmente a los
que tienen un mayor consumo de combustible,
disminuyendo en ellos el tiempo de
recuperación de la inversión inicial.
- Están
apareciendo cada vez más aplicaciones del
gas, lo cual se traducirá en un mayor ahorro
económico, a la vez que permitirá disfrutar
de una instalación de calidad.
Fuentes
y Referencias:
• El Tubo de
Cobre en las Instalaciones de la Edificación, CEDIC -
España
• The Copper
Tube Hand Book, Copper Development Association - USA
• Tubos de
Chile, Procobre Chile.
• Usos del
Cobre en las Instalaciones Sanitarias, Procobre Chile
• Gas Natural
y Gas en Baja Presión, Procobre Chile
• Tubos y
Accesorios de Cobre CEDIC - España
• Instalaciones Interiores de Gas, Dirección General de
Hidrocarburos - Ministerio de Energía y Minas
• Instalaciones Interiores de Gas, Empresas Públicas de
Medellín
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