Análise de Flexibilidade e Cargas em Equipamentos Rotatórios

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO 
________________________________________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD DE TUBERÍAS Y 
EVALUACIÓN DE CARGAS EN BOQUILLAS DE 
EQUIPOS ROTATORIOS”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
T É S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
INGENIERO MECÁNICO 
PRESENTA 
JOSÉ LEOBARDO SERAPIO LEÓN SÁNCHEZ 
 
MÉXICO, D.F. 2009 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A MI FAMILIA: 
MIS PADRES: CARMEN Y ARMANDO. 
MI ESPOSA: TERESA. 
MIS HIJOS: VALERIE Y LEOBARDO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A MI ESCUELA: 
 
“ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AL H. JURADO. 
 
 
 
 
 
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INDICE 
 
PAG. 
 
INTRODUCCIÓN. 1 
 
 
CAPÍTULO 1. ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS. 4 
 
1.1 SOLICITACIONES. 6 
 
1.2 FACTORES A CONSIDERAR EN UN PROBLEMA DE FLEXIBILIDAD. 7 
 
1.3 ESFUERZOS EN LA TUBERÍA. 9 
 
1.4 ESFUERZO EQUIVALENTE. 9 
 
1.5 ESFUERZOS PERMISIBLES. 11 
 
1.6 ESFUERZOS DEBIDOS A CONDICIONES DE CARGAS: SOSTENIDAS Y OCASIONALES.
 12 
 
1.6.1 CARGAS SOSTENIDAS. 12 
 
1.6.2 CARGAS SOSTENIDAS MÁS CARGAS OCASIONALES. 13 
 
1.6.3 ESFUERZOS ADITIVOS. 13 
 
 
CAPÍTULO 2. CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESIÓN INTERNA. 14 
 
2.1 CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESIÓN INTERNA. 15 
 
2.2 FACTOR DE CORRECCIÓN (Y) (TABLA). 16 
 
2.3 TOLERANCIAS DE FABRICACIÓN (Tf) (TABLA). 17 
 
2.4 FACTORES DE JUNTA PARA DIFERENTES MATERIALES (TABLA). 18 
 
2.5 “CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍA BAJO PRESIÓN INTERNA” 
(EJEMPLO). 19 
 
2.5.1 CONDICION INICIAL. 19 
 
2.5.2 CÁLCULO DEL ESPESOR DE TUBERÍA BAJO PRESIÓN INTERNA. 19 
 
2.5.3 CÁLCULO DEL ESPESOR MÍNIMO REQUERIDO. 20 
 
2.5.4 CÁLCULO DEL ESPESOR NOMINAL. 20 
 
2.5.5 CONCLUSIÓN. 20 
 
2.6 REPORTE DE CÁLCULO DE ESPESOR (HOJA DE TRABAJO). 21 
 
 
 
 
 
 
►INDICE◄ 
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2.7 PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 1 DE 4). 22 
 
2.8 PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 2 DE 4). 23 
 
2.9 PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 3 DE 4). 24 
 
2.10 PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 4 DE 4). 25 
 
 
CAPÍTULO 3. EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE EQUIPO 
ROTATORIO. 26 
 
3.1 EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE BOMBAS API. 27 
 
3.1.1 BOMBA, BREVE HISTORIA. 27 
 
3.1.2 BREVE DESCRIPCIÓN DE UNA BOMBA. 28 
 
3.1.3 FUERZAS Y MOMENTOS EXTERNOS EN BOQUILLAS. 28 
 
3.1.4 “EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN LAS BOQUILLAS DE UNA BOMBA 
API (HORIZONTAL)”. 30 
 
3.1.5 SISTEMA DE COORDENADAS PARA FUERZAS Y MOMENTOS. 33 
 
3.1.6 CARGAS PERMISIBLES EN BOMBAS API (TABLA). 33 
 
3.1.7 “EVALUACIÓN DE LAS CARGAS APLICADAS EN LA CARA DE BRIDA DE LAS 
BOQUILLAS DE LA BOMBA EP-0221 A/S” (EJEMPLO). 35 
 
3.1.8 REPORTE DE EVALUACIÓN DE CARGAS EN BOMBA (HOJA DE TRABAJO). 41 
 
3.2 EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE UNA TURBINA DE VAPOR.
 42 
 
3.2.1 BREVE DESCRIPCIÓN DE UNA TURBINA. 42 
 
3.2.2 “EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE TURBINAS DE 
VAPOR”. 44 
 
3.2.3 “EVALUACIÓN DE LAS CARGAS APLICADAS EN LAS BOQUILLAS DE LA 
TURBINA DE VAPOR EKT-0201” (EJEMPLO). 52 
 
3.2.4 REPORTE DE EVALUACIÓN DE CARGAS EN TURBINA (HOJA DE TRABAJO). 66 
 
 
CAPÍTULO 4. DETERMINACIÓN DE LA PLACA DE REFUERZO EN CONEXIÓN CABEZAL-
RAMAL. 67 
 
4.1 ASPECTOS A CONSIDERAR EN ESTE ANÁLISIS. 68 
 
4.2 “DETERMINACIÓN DE LA PLACA DE REFUERZO EN CONEXIÓN CABEZAL-RAMAL”.
 69 
 
 
 
 
 
►INDICE◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
 
 
4.2.1 ÁREA DE REFUERZO REQUERIDA (AI), (AE). 69 
 
4.2.2 ÁREAS DE REFUERZO EXISTENTES. 71 
 
4.3 “DETERMINACIÓN DEL REFUERZO EN CONEXIÓN CABEZAL-RAMAL” (EJEMPLO). 75 
 
4.3.1 DATOS INICIALES. 75 
 
4.3.2 CÁLCULO DEL ÁREA DE REFUERZO REQUERIDA POR EFECTO DE PRESIÓN 
INTERNA (AI). 77 
 
4.3.3 CÁLCULO DEL ÁREA RESULTANTE DEL EXCESO DE ESPESOR DISPONIBLE 
EN LA PARED DEL CABEZAL (A2). 78 
 
4.3.4 CÁLCULO DEL ÁREA RESULTANTE DEL EXCESO DE ESPESOR DISPONIBLE 
EN LA PARED DEL RAMAL (A3). 79 
 
4.3.5 CÁLCULO DEL ÁREA DE LOS COMPONENTES METÁLICOS QUE SE 
ENCUENTRAN DENTRO DE LA ZONA DE REFUERZO (A4). 80 
 
4.3.6 REPORTE DE LA DETERMINACIÓN DE PLACA DE REFUERZO (HOJA DE 
TRABAJO). 85 
 
 
CONCLUSIONES. 86 
 
 
BIBLIOGRAFÍA. 88 
 
 
 
 
►INTRODUCCIÓN◄ 
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1 
 
INTRODUCCIÓN 
 
 
Es indudable e inevitable la necesidad que tienen los países como México, el de diseñar, 
construir y actualizar sus plantas industriales, con la evidente necesidad de hacerlas mas modernas y 
eficientes, para lo cual, existen en nuestro país firmas de ingeniería que se dedican a desarrollar esta 
actividad y que se ven en la necesidad de implementar mejores técnicas de diseño e incorporar nuevas 
y mejores herramientas de trabajo que permiten desarrollar el mismo con mayor eficiencia y calidad, 
que garanticen la seguridad e integridad de la misma. 
 
El uso de tuberías en las plantas industriales, es sin lugar a duda de vital importancia, ya 
que constituyen aproximadamente entre el 25 y 35 % del costo de material de una planta de proceso, 
requiere aproximadamente del 35 % del trabajo de montaje y consume aproximadamente el 45% de las 
horas-hombre de ingeniería. El objetivo principal del diseño de un sistema de tuberías, se define por el 
requerimiento funcional de ella para transportar un fluido de un lugar a otro y se basa en factores tales 
como la entrega del flujo requerido, minimizando las caídas de presión y pérdidas de energía. 
 
La experiencia y buen juicio del ingeniero, juegan un papel muy importante en el diseño de 
sistemas de tuberías, el diseñador debe proveerle flexibilidad suficiente a los sistemas, para asegurar 
que las expansiones y/o contracciones térmicas de la tubería no produzcan grandes esfuerzos y/o cargas 
elevadas a las boquillas de los equipos que conecta, una de las formas de hacer flexible un sistema, es 
mediante la introducción de codos o curvas de expansión, también es posible ganar flexibilidad 
mediante el uso de juntas de expansión. Con la introducción de codos en los sistemas, aparece un 
incremento importante en las pérdidas de energía por fricción y consecuentemente un incremento en los 
costos de operación. Es importante mencionar, que el hecho de suministrarle flexibilidad a un sistema 
de tuberías, no impactara únicamente el cambio del arreglo, sino que también impacta el hecho que se 
tiene que hacer uso de una mayor cantidad de soportes estructurales que pudieran ser requeridos, y todo 
lo cual hace que se incremente el costo de un proyecto. 
 
La funcionalidad y diseño estructural de un sistema de tuberías, están íntimamente 
relacionados. El comportamiento estructural variado que presentan los sistemas de tuberías, son debido 
a los efectos de: temperatura, presión,peso propio, excitaciones inducidas por los equipos a que se 
conecta, viento, sismo, etc., a los cuales es sometida la tubería. Una etapa necesaria dentro del diseño 
estructural, es el análisis estructural que para los efectos antes mencionados, es nombrado usualmente 
como “Análisis de Flexibilidad de Tuberías“ó “Análisis de Esfuerzos de Tuberías”. 
 
 
 
 
►INTRODUCCIÓN◄ 
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2 
 
 
• CONSIDERACIONES DEL DISEÑO. 
 
En los últimos años, y debido principalmente a la crisis de energéticos, se ha tenido la 
necesidad creciente de optimizar recursos, entre otros, el del uso del acero en las aplicaciones 
industriales, aún cuando actualmente existe la tendencia al empleo de nuevos materiales, por lo cual, se 
requiere de un conocimiento amplio y detallado del comportamiento estructural de instalaciones 
especiales, como lo son los sistemas de tuberías, entre otras. 
 
El diseño de tuberías aéreas o enterradas de instalaciones industriales y de suministro, que 
tienen por objeto garantizar la seguridad, operatividad y buen comportamiento durante su vida útil, 
presenta a la vez que una oportunidad, un reto para la optimización de recursos ante múltiples y 
conflictivas situaciones durante sus etapas de diseño. El diseño de un sistema de tuberías, empieza por 
la selección del material, continuando con el trazo de su ruta o configuración mas adecuada que 
satisfaga las condiciones del proceso, resistencia, operatividad, seguridad y otras que garanticen su 
confiabilidad a lo largo de su vida útil. 
 
Además, por si lo anterior no fuera suficiente, el número de tuberías que requieren especial 
atención en una planta, es cada día mayor, debido a la tendencia de emplear tuberías de mayor diámetro 
y de estar sujetas a condiciones de operación cada vez más severas de temperatura y presión, que 
evidentemente requieren mayor confiabilidad, a fin de evitar riesgos mayores durante su operación. 
 
Las técnicas de solución y desarrollos en análisis de flexibilidad de tuberías cuentan ya con 
programas de análisis que pueden ser utilizados en las computadoras de escritorio las cuales cuentan ya 
con suficiente capacidad de memoria, además de ser bastante rápidas. 
 
En ingeniería se da por entendido que el objeto del diseño es la optimización del costo-
beneficio de la instalación o estructura y que se manejan variables que presentan un comportamiento 
del tipo aleatorio más que determinístico. Sin embargo, es usual mantener un punto de vista ortodoxo, 
considerando que el objetivo del diseño es evitar las fallas, y es común, en la mayoría de los casos, 
idealizar las variables (cargas, operación, fabricación). 
 
La garantía de seguridad absoluta de una planta, requiere entre otras cosas, de la calidad y 
perfección en el diseño, de los materiales y de su fabricación, lo anterior resulta prácticamente 
imposible, desde un punto de vista práctico, sin embargo, es necesario dar niveles adecuados de 
seguridad a toda la instalación, por lo que se debe llegar a un grado de confiabilidad bastante aceptable, 
el cual esta íntimamente ligado con el costo y tiempo. 
 
En instalaciones industriales, diversas organizaciones como: API, ASME, ANSI, NEMA, 
etc., han contribuido grandemente, condensando experiencias y conocimientos en normas, códigos y 
reglamentos, el objetivo de estos documentos, es la de establecer los valores numéricos de ciertos 
parámetros que constituyen los requerimientos mínimos para proporcionar seguridad a las instalaciones 
o construcciones, es decir, proporcionar protección al usuario, al definir requerimientos mínimos sobre: 
materiales, diseño, fabricación, inspección, pruebas, procedimientos, etc., cuya omisión o 
incumplimiento pueden incrementar radicalmente los riesgos de falla durante la operación y uso de las 
instalaciones a lo largo de su vida útil. 
 
 
►INTRODUCCIÓN◄ 
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3 
 
 
• CÓDIGO ANSI/ASME B31. 
 
 
El código empleado para el diseño de tuberías a presión es el ANSI/ASME B31, el cual, es 
reconocido y adoptado nacional e internacionalmente. El significado de las siglas es el siguiente: 
 
ANSI American National Standards Instituto. 
ASME American Society for Mechanical Engineers. 
B31 Número asignado a los estándares del ASME. 
 
El código ANSI/ASME B31 cubre todo lo relativo a materiales, diseño, manufactura, 
fabricación, examen, inspección, prueba, instalación, operación y mantenimiento de sistemas de 
tuberías sujetas a diferentes condiciones de presión y temperatura. 
 
Como todo código o reglamento el ANSI B31 es un documento que establece los 
requerimientos mínimos que deben seguirse en el diseño, para lograr una seguridad adecuada. En él, se 
documentan las buenas prácticas corrientes y actuales y aún cuando no incluya los conceptos y 
desarrollos más recientes, hace provisiones para inclusiones posteriores. 
 
 
• SECCIONES DEL CÓDIGO ANSI/ASME B31. 
 
 
Diferentes secciones que han sido elaboradas de código ANSI/ASME B31 
 
 
B31.1 Power Piping. 
B31.2 Fuel Gas Piping 
B31.3 Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping. 
B31.4 Liquid Petroleum Transportation Piping System. 
B31.5 Refrigeration Piping. 
B31.6 Chemical Plant (fusionado con B31.3 antes de publicarse. 
B31.7 Nuclear Piping (eliminado y ahora cubierto por ASME BOILER and 
PRESSURE VESSEL CODE, Sección III). 
B31.8 Gas Transmisión and Distribution Piping Systems. 
B31.9 Building Service Piping. 
B31.10 Cryogenic Piping Systems. 
 
 
 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1. 
 
 
ANÁLISIS 
DE FLEXIBILIDAD Y 
CÁLCULO DE ESFUERZOS 
EN TUBERÍAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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5 
 
 
Las técnicas y métodos de análisis de flexibilidad y esfuerzos en tuberías han evolucionado 
enormemente. Esta evolución en general ha sido paralela al desarrollo de los métodos para análisis 
estructural, los cuales a su vez han tenido un desarrollo bastante significativo a raíz de la aplicación y 
uso de las computadoras. 
 
Las primeras técnicas de análisis y desarrollos en esta especialidad, se deben a 
investigadores como: S. Crocker, McCutchan, J. E. Brock, etc. Estas primeras técnicas fueron 
procedimientos gráfico-analíticos, basados en conceptos simples de análisis estructural, como el 
“Método de centro elástico”, empleando inclusive en algunos casos esquinas rectas en lugar de codos. 
Esta técnica proporciona resultados satisfactorios cuando se trata de trazos en el plano (dos anclas), sin 
apoyos ni soporte intermedio y solo para efectos de expansión/contracción térmica. Lo anterior, 
obviamente obligaba a una serie de aproximaciones y simplificaciones, lo cual en sistemas de tuberías 
críticos no resulta conveniente, porque puede dar lugar a errores en la definición del comportamiento 
estructural, que ponen en alto riesgo la seguridad de las instalaciones. 
 
Los primeros planteamientos del análisis estructural matricial para sistemas de tuberías 
surgieron a principios de los años 1950, habiendo contribuido varios investigadores, entre los cuales no 
debe dejar de mencionar a: J. E. Brock, Edmond Cony, J. W. Soule, etc., entre otros más. Las 
aplicaciones prácticas del análisis de flexibilidad fueron posteriores, debido principalmente a lo 
laborioso del proceso numérico algebraico matricial al desarrollarlo manualmente. Esto dio lugar a que 
el proceso matricial se manejara a través del llenado de tablas y formatos como los que aparecen en el 
libro muy conocido “Design of Piping Systems” publicado por la M.W. Kellogg Company.Actualmente, los métodos de análisis matricial, se han formulado a través de las técnicas 
del método del elemento finito y considerando efectos combinados o separados de: Temperatura, 
Presión, Peso Propio, Vibraciones, Sismo, etc., existiendo programas de cómputo de propósitos 
generales o específicos, disponibles para diversos sistemas de computo, se ha dado énfasis al Análisis 
Matricial mediante el Método del Elemento Finito, denominado Métodos Exactos, 
 
El análisis estructural de sistemas de tuberías, se ha denominado “Análisis de Flexibilidad 
de Tuberías”, Este nombre surgió porque el Método de las Fuerzas o Flexibilidades, fue el que primero 
se aplicó en el análisis del comportamiento estructural de tuberías. 
 
En general, se establece que el análisis estructural de sistemas de tuberías consta de tres 
etapas que son: 
 
Análisis de Flexibilidades.-Cuyo objeto es determinar las reacciones sobre apoyos, 
boquillas de equipos interconectados, así como las fuerzas internas y los desplazamientos a lo largo del 
trazo de la tubería. 
 
Análisis de Esfuerzos.-Cuyo objeto es obtener los esfuerzos resultantes a que están sujetos 
los diversos componentes de la tubería y de los equipos interconectados. 
 
Fuerzas y Esfuerzos Permisibles.-Se comparan las fuerzas y esfuerzos actuantes con los 
valores permisibles que establecen los códigos o los fabricantes de los diversos equipos. 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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6 
 
 
En caso de no cumplir con alguno de los puntos anteriores, se tendría que repetir el análisis 
de flexibilidad haciendo las modificaciones requeridas a la configuración en base a los resultados 
obtenidos anteriormente e indicando los soportes necesarios a la nueva configuración. 
 
Es importante mencionar aquí, que resulta perjudicial suministrarle demasiada flexibilidad 
a la configuración de un arreglo de tuberías, ya que se incrementarían los costos por el exceso de 
material, se incrementarán las pérdidas por caídas de presión debido a los cambios de dirección y 
mayor longitud, además de que no se debe olvidar la apariencia de la planta. 
 
Por otro lado, cabe también resaltar, que un analista con poca experiencia, puede caer en el 
uso excesivo de la computadora ocasionado por la falta de capacidad para dar solución al problema que 
presenta el arreglo de tuberías, lo cual resultaría inadecuado y muy costoso. 
 
 
 
1.1 SOLICITACIONES 
 
 
Las cargas o solicitaciones a que pueden estar sometidos los sistemas de tuberías, pueden 
clasificarse como sigue: 
 
Cargas térmicas: Estas cargas son originadas al limitar la expansión/contracción térmica, a 
través de interconexiones a equipos y como resultado de las restricciones de desplazamiento inducido 
por el sistema de apoyos y soportes. 
 
Cargas sostenidas: Son las cargas debidas al peso propio, cargas vivas (fluido interno, 
nieve, etc.), presión, vibraciones y otras. 
 
Cargas ocasionales: Son originadas por efectos de corta duración o baja duración 
acumulada, debido a condiciones de arranque, paros, instalación, mantenimiento (regeneración y/o 
decoquizado, secado), etc. 
 
Cargas accidentales: Originadas usualmente por efectos naturales como: sismos, tornados, 
emergencia, etc., las cuales generalmente son de corta duración, pero son muy severas y se deben 
considerar sus efectos en el diseño. 
 
Para establecer adecuadamente las consideraciones de diseño, es necesario tener una 
evaluación confiable de todas las solicitaciones a las cuales puede estar sujeta la tubería durante su vida 
útil. 
 
Los efectos de peso propio, incluyendo el fluido, normalmente estarán actuando todo el 
tiempo. Los efectos de presión y de temperatura, usualmente ocurren al mismo tiempo pero podrían ser 
independientes o tener una relación de dependencia variable. 
 
 
 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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7 
 
 
Los efectos de peso propio viento y sismo, no son diferentes de aquellos para estructuras 
convencionales, mientras que los efectos de presión y térmicos a lo largo de una tubería, difieren 
completamente de aquellos que se presentan en otras estructuras convencionales. 
 
En cuanto a efectos sísmicos, deberá tenerse presente que en gran parte de nuestro país, se 
tienen zonas de alta sismicidad, por efecto de la subducción entre las placas de Cocos y de 
Norteamérica; así como, a la junta triple con la placa del Caribe, localizada en el Istmo de Tehuantepec. 
 
Para instalaciones industriales importantes localizadas en esas zonas de alta sismicidad, 
será necesario contar con estudios de riesgo sísmico, que nos proporcionen espectros de diseño que 
tomen en cuenta, la influencia de las condiciones locales del suelo por efecto de la propagación de 
ondas sísmicas. 
 
A raíz del sismo del 19 de Septiembre de 1985, se han intensificado las investigaciones y 
mediciones de temblores en la parte Sureste del Pacífico de nuestro País, y se han detectado “zonas de 
quietud sísmica” o brechas sísmicas, que representan alto riesgo por estar acumulando energía debido a 
la tectónica de las placas terrestres en esa zona. 
 
 
 
1.2 FACTORES A CONSIDERAR EN UN PROBLEMA DE FLEXIBILIDAD 
 
 
Como principio general, todas las líneas deberán ser analizadas por esfuerzos sin 
excepción, de acuerdo a Código ASME B-31.3. Los criterios y métodos de análisis a los sistemas de 
tuberías, son responsabilidad del ingeniero de flexibilidad siguiendo su criterio y experiencia, claro 
esta, sin olvidarse de las indicaciones de los Códigos aplicables, la clasificación de los métodos de 
análisis a realizar en un sistema de tuberías, esta basada atendiendo principalmente a la exactitud de los 
resultados que puede obtener con cada uno de ellos. Cualquiera de los métodos de análisis que se 
seleccione, deberá garantizar la veracidad y certidumbre en los resultados de acuerdo con el grado de 
complejidad e importancia del sistema. 
 
Cabe mencionar, que dentro de la complejidad e importancia de un sistema de tuberías, los 
análisis a los sistemas, se pueden clasificar en: visual, manual y formal. Los análisis a sistemas de 
tuberías también los clasifican por categorías de líneas, como puede ser: líneas especiales, líneas 
críticas y líneas no críticas. 
 
La experiencia en el diseño de sistemas de tuberías, juega un papel muy importante en la 
definición del trazo inicial de un sistema, a falta de tal factor, existen reglas rápidas que se pueden 
seguir para establecer en forma aproximada trazos preliminares, que finalmente impactan 
sustancialmente en la eficiencia del diseño de una planta. 
 
En el diseño estructural de sistemas de tuberías, los factores más importantes que deben ser 
tomados en cuenta, en general, dependen básicamente del tipo de planta de que se trate, como pueden 
ser: plantas industriales, instalaciones petroleras, plantas núcleo eléctricas, plantas de generación de 
energía eléctrica, etc. 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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8 
 
 
El diseño desde el punto de vista estructural, deberá proveer suficiente flexibilidad a los 
sistemas de tuberías, para asegurar que las expansiones y/o contracciones térmicas de la tubería no 
produzcan grandes esfuerzos o deformaciones cíclicas, que den lugar a fallas por fatiga. Sin embargo se 
deberán resolver los sistemas de tuberías de tal manera que su configuración tenga la capacidad de 
absorber su expansión térmica, cuando esto no sea posible, se usaran loops de expansión o en casos 
críticos, se usarán juntas de expansión. 
 
A continuación se mencionan las características peculiares de los problemas de flexibilidad 
de tuberías con respecto a los problemasusuales de análisis estructural. 
 
El diámetro de la tubería, esta determinado por las condiciones del flujo, así como el 
espesor de pared por la presión, corrosión erosión, temperatura y tipo de material, en donde el material 
a su vez se selecciona de acuerdo a las condiciones de temperatura y características del fluido que 
circula. Lo que indica que no será posible disminuir el diámetro o el espesor del tubo para incrementar 
la flexibilidad. 
 
El sobre-esfuerzo, no se mejora aumentando el espesor del tubo, sino por el contrario, ello 
implica que el sistema se rigidice, haciendo más critico el problema 
 
Codos y cambios de dirección, estos componentes de tubería presentan un 
comportamiento en flexión diferente al de los tramos rectos, lo cual se refleja en un incremento de la 
flexibilidad, aún cuando ello viene acompañado de un factor de intensificación de esfuerzos. 
 
Los efectos térmicos, que usualmente se consideran como efectos secundarios, son en 
general los de mayor importancia, pues son los que en la mayoría de los casos gobiernan su diseño. 
 
Efectos de flujo plástico (creep), consiste en una cedencia local a temperaturas elevadas y 
una redistribución de reacciones, fuerzas internas y esfuerzos a temperaturas ordinarias. Esta 
redistribución es tanto de las partes más esforzadas a las menos esforzadas, así como de la condición de 
operación a la condición de instalación y paros. 
 
Efectos de Fatiga del material, ocasionado por las condiciones cíclicas propias de 
operación de una planta, las cuales se convierten en un factor muy importante, cuando se presentan 
acompañadas de efectos de corrosión y altas temperaturas. 
 
La presión, da lugar a comportamientos estructurales significativos especialmente cuando 
se trabaja con diámetros de tubería grandes. 
 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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1.3 ESFUERZOS EN LA TUBERÍA. 
 
 
Después de obtener las Fuerzas y Momentos tanto en la tubería como en las boquillas de los 
equipos a los que se conecta la tubería, es importante evaluar si dichas cargas generadas, pueden 
ocasionar problema alguno a nuestro arreglo. Primeramente, las fuerzas y momentos obtenidos dentro 
de la tubería, ocasionan esfuerzos máximos en la misma, dichos esfuerzos serán comparados contra los 
esfuerzos permitidos por los códigos aplicables, después, tenemos la obligación de evaluar las cargas 
obtenidas en la boquillas de los equipos a los que se conecta la tubería, lo anterior se lleva a cabo 
mediante la comparación de dichas cargas, contra las cargas permisibles reportadas por los fabricantes 
de los equipos en cuestión y por último, evaluar las cargas y diseñar los soportes estructurales 
requeridos para soportar nuestra tubería. 
 
Existen diferentes teorías, que tratan de establecer las condiciones de falla de los materiales 
por efecto de combinación de esfuerzos los mismos que son producidos por las fuerzas y momentos 
que se generan en una estructura, en nuestro caso y particularmente para nuestro propósito, estaremos 
hablando de una tubería. 
 
El Código para Tuberías ANSI/ASME B31.3, favorece el uso de la teoría del Esfuerzo 
Cortante Máximo para la combinación de esfuerzos, debidos a las fuerzas resultantes obtenidas como 
resultado del Análisis de Flexibilidad a un arreglo de tuberías, por efecto de temperatura, peso propio, 
presión y cargas vivas o accidentales. El criterio de TRESCA, es el adoptado por nuestro Código para 
evaluar los esfuerzos por flexión y torsión obtenidos en nuestros arreglos de tubería, 
 
 
1.4 ESFUERZO EQUIVALENTE. 
 
 
SE = Sb2 + 4St2 (1) 
 
 
SE = Esfuerzo equivalente que deberá compararse con el rango de esfuerzos 
permisibles (SA) (lbs/pulg2). 
 
Sb = Esfuerzo de flexión resultante (lbs/pulg2). 
 
i Mb 
Sb = -------- 
Z 
 
St = Esfuerzo torsional (lbs/pulg2). 
 
Mt 
St = -------- 
2Z 
 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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10 
 
 
Mb = Momento resultante de flexión (lbs-pulg.). 
 
Mt = Momento torsional (lbs-pulg.). 
 
Z = Módulo de Sección de la tubería (pulg3). 
 
i = Factor de intensificación de esfuerzos. 
 
 
 
 
 
Mb2 = My2 + Mz2 
 
 
Substituyendo en ecuación 1, se tiene: 
 
 
i2 (My2 + Mz2) Mx2 
SE = ------------------------ + 4 (----------) 
Z2 4Z2 
 
 
De donde: 
 
(My2 + Mz2) i2 + Mx2 
SE = ----------------------------------- (2) 
Z 
 
 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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11 
 
 
1.5 ESFUERZOS PERMISIBLES. 
 
 
El efecto térmico en las tuberías, juega un papel muy importante en toda planta industrial, 
por lo tanto, es lógico pensar que los esfuerzos por expansión térmica, representan el rango que van 
desde cero (cuando no hay deformaciones por efecto térmico), como son las condiciones en instalación, 
hasta un valor máximo de temperatura en operación normal. Cuando los esfuerzos son de magnitud 
considerada, estos producen una deformación de tipo plástica permanente, como resultado de una 
cadencia local térmica (creep), lo cual produce una reducción de esfuerzos que aparecen en sentido 
inverso a la condición en frío. 
 
Basándose en lo anterior, el Código ANSI B 31, establece como límite de esfuerzos por 
expansión térmica el llamado “Rango de Esfuerzos Permisibles SA”, definido por la ecuación: 
 
 
SA = f (1.25 Sc + 0.25 Sh) 
 
De donde: 
 
SA = Esfuerzo Permisible (lbs/pulg2). 
 
Sc = Esfuerzo básico permisible del material de la tubería a la temperatura ambiente 
(lbs/pulg2). 
 
Sh = Esfuerzo básico permisible del material de la tubería a la temperatura de operación 
(lbs/pulg2). 
 
f = Factor de reducción de esfuerzos por condiciones cíclicas. 
 
El factor de reducción cíclica “f”, depende del número total de ciclos (N) a los que el 
sistema estará sujeto durante su vida útil y puede ser obtenido directamente de tabla, suministrada por 
el Código ANSI B31.3. 
 
 
Número de Ciclos (N) Factor “f” 
7,000 y menos 
7,000 a 14,000 
14,000 a 22,000 
22,000 a 45,000 
45,000 a 100,000 
Arriba de 100,000 
1.0 
0.9 
0.8 
0.7 
0.6 
0.5 
 
 
FACTOR DE REDUCCIÓN DE ESFUERZOS (“f”) (TABLA). 
 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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1.6 ESFUERZOS DEBIDOS A CONDICIONES DE CARGAS: SOSTENIDAS Y OCASIONALES. 
 
 
Toda tubería durante su vida útil de operación, está sometida, además del efecto de la 
temperatura, a condiciones de carga que no varían con el tiempo y que son denominadas como cargas 
sostenidas, como es el caso de su propio peso, la presión, accesorios, etc. y a condiciones de carga 
ocasionales, como son: vientos, sismo, acción de válvulas, etc. los cuales producen esfuerzos y que son 
manejados en forma diferente a los de origen térmico. 
 
El Código ANSI B31.3 establece como limite para este tipo de cargas lo siguiente: 
 
 
 
1.6.1 CARGAS SOSTENIDAS. 
 
 
Para Cargas Sostenidas (peso propio de la tubería, presión, etc.), el código para tuberías 
establece lo siguiente. 
 
SL = Slp + Sb ≤ 1.0 Sh (A) 
 
De donde: 
 
Mb P D 
Sb = ---------- Slp =------------- 
Z 4 t 
 
 
SL = Esfuerzo Longitudinal (lbs/pulg2). 
 
Slp = Esfuerzo longitudinal por presión (lbs/pulg2). 
 
Sb = Esfuerzo flexionante por cargas sostenidas (lbs/pulg2). 
 
Sh = Esfuerzo permisible a la temperatura de operación (lbs/pulg2) 
 
Mb = Momento flexionante resultante producido por cargas sostenidas (lbs-pulg). 
 
Z = Módulo de sección (pulg3). 
 
P = Presión de diseño (lbs/pulg2). 
 
D = Diámetro exterior de la tubería (pulg.). 
 
t= Espesor de pared de la tubería (pulg.). 
 
 
 
►ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS◄ 
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13 
 
 
1.6.2 CARGAS SOSTENIDAS MÁS CARGAS OCASIONALES. 
 
 
Para el caso de Cargas Sostenidas más Cargas Ocasionales (peso propio de la tubería, 
presión más viento, sismo, etc.), el código para tuberías estable lo siguiente. 
 
 
Slp + Sb + Se ≤ 1.33 Sh (B) 
 
De donde: 
 
Me 
Se = ---------- 
Z 
 
Se = Esfuerzo flexionante por cargas ocasionales (lbs/pulg2). 
 
Me = Momento flexionante resultante debido a las cargas ocasionales (lbs-pulg). 
 
1.33 = Factor de incremento de esfuerzo permisible. 
 
Cuando el esfuerzo permisible 1.33 Sh es mayor a 2/3 del esfuerzo de cedencia (Sy) del 
material a la temperatura de operación, la ecuación “B” toma la forma: 
 
Slp + Sb + Se ≤ 2/3 Sy 
 
 
1.6.3 ESFUERZOS ADITIVOS. 
 
 
El Código ANSI B 31 para tuberías sujetas a presión establece que cuando los esfuerzos 
por presión, peso, y cargas sostenidas (SL), son menores al esfuerzo básico permisible del material Sh 
el rango de esfuerzos permisibles (SA) del material, se ve incrementado por la diferencia f(Sh – SL) 
llamado “Esfuerzo Aditivo”, Por lo cual la ecuación de esfuerzos permisibles se transforma en: 
 
 
SA = f (1.25 (Sc + Sh) - SL) 
 
De donde: 
 
Sc = Esfuerzo permisible a temperatura ambiente (lbs/pulg2). 
 
Esta expresión es de gran importancia en el análisis de esfuerzos de sistemas de tuberías. 
 
 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
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14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2. 
 
 
CÁLCULO DEL ESPESOR 
DE PARED DE TUBERÍAS 
BAJO PRESIÓN INTERNA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
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15 
 
 
Toda tubería que contenga un fluido a presión interna, esta sometida a fuerzas de tensión, 
según sus secciones longitudinales y transversales, por tanto las paredes han de resistir estas fuerzas 
para evitar que falle por presión. 
 
Para determinar el espesor mínimo de pared requerido en tuberías, es necesario considerar 
la temperatura de diseño, erosión, corrosión y tolerancia de fabricación. 
 
El Código ANSI B31 en su párrafo 304, presenta la forma para evaluar el espesor mínimo 
de pared que debe tener una tubería sometida a presión interna, este procedimiento solo es aplicable 
para tuberías que cumplan con las siguientes relaciones: 
 
t < D / 6 P / SE < 0.385 
 
 
A continuación se describen los pasos a seguir para poder determinar este espesor: 
 
 
 
2.1 CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍA BAJO PRESIÓN INTERNA. 
 
 
P D 
t = ----------------------- 
2 (S E + P Y) 
 
 
De donde: 
 
P = Presión interna de diseño (lbs/pulg2). 
 
D = Diámetro exterior de la tubería (pulg.). 
 
S = Esfuerzo máximo permisible a la temperatura de diseño (lbs/pulg2), (por Código). 
 
E = Factor de junta, (por Código). 
 
Y = Factor de corrección (ver tabla) que depende del material, válido para t < D/6, si 
t ≥ D/6, usar; 
 
d 
Y = --------------- 
D + d 
 
 
 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
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16 
 
 
De donde: 
 
d = Diámetro interior de la tubería (pulg). 
 
 
Se tienen las siguientes ecuaciones: 
 
Tm = t + C 
 
Tn = Tm + Tf 
 
Tc ≥ Tn 
 
De donde: 
 
Tm = Espesor mínimo requerido (pulg.). 
 
t = Espesor por presión (pulg.). 
 
C = Suma de las tolerancias por corrosión y erosión (pulg.). 
 
Tn = Espesor nominal (pulg.). 
 
Tf = Tolerancia de fabricación (ver tabla). 
 
Tc = Espesor comercial (pulg.). 
 
 
 
MATERIAL <482°C (<900°F)
510°C 
(950°F) 
538°C 
(1000°F) 
566°C 
(1050°F) 
593°C 
(1100°F) 
>621°C 
(>1150°F)
Acero Ferrítico 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7 
Acero Austenítico 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.7 
Otros Metales 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 
Hierro Fundido 0 - - - - - 
 
2.2 FACTOR DE CORRECCIÓN (Y) (TABLA). 
 
 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
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17 
 
 
 
MATERIAL 
(ASTM) 
RANGO DE 
DIÁMETROS TOLERANCIA DE FABRICACIÓN 
DE A 
A 53 B ½” 24” 12.50 % 
A 106 B ½” 24” 12.50 % 
A 120 1/8” 16” 12.50 % 
A 134 16” Y MAYORES 0.010” 
A 135 2” 30” 12.50 % 
A 139 4” 92” 12.50 % 
A 155 16” Y MAYORES 0.010” % 
A 211 4” 48” - 
A 252 TODOS 12.50 % 
A 269 TP304 ¼” ½” 15 % < ½” 
A 269 TP304 ¾” 8” 10 % > ½” 
A 269 TP316L ¼” ½” 15 % < ½” 
A 269 TP316L ¾” 8” 10 % > ½” 
A 312-TP304, TP304H, TP310, 
TP316L, TP321, TP347. 
1/8” 30” 12.50 % 
A 333 6 ½” 24” 12.50 % 
A 335-P5, P5B, P5C, FP5, P11, 
P22 
½” 48” 12.50 % 
A 336 - - - 
A 358-TP304, TP310S, TP306L, 
TP321, TP347, TP348. 
½” 48” 0.010” 
A 369 TODOS 0.125” 
A 376-TP304, TP321H 1/8” 48” 12.50 % 
A 381 16” Y MAYORES 0.010” 
A 405 TODOS 12.50 % 
A 409-TP319, TP347, TP348. 14” 30” 0.018” 
A 426 TODOS 0.063” 
A 430 TODOS 0.125” 
A 451 TODOS 0.063” 
A 452 TODOS 0.125” 
A 671-CA55, CB70. 16” Y MAYORES 0.010” 
A 672-A55, B55, C55, B70, C70. 16” Y MAYORES 0.010” 
A 691 16” Y MAYORES 0.010” 
B 165 1/8” 8” 10 % 
B 337-2 1/8” 30” 12.50 % 
B 337-7 1/8” 30” 12.50 % 
B 444 1/8” 5/8” 15 % < 5/8” 
B 444 ¾” 4 ½” 0 % > 5/8” < 4 ½” 
B 444 5” 30” 12.50 % > 4 ½” 
B 464 1/8” 30” 12.50 % 
B 619 1/8” 8” 12.50 % 
B 622 ¼” 5/8” 12.50 % < 5/8” 
B 622 ¾” 3” 10 % > 5/8” 
B 729 1/8” 5/8” 15 % < 5/8” 
B 729 ¾” 4 ½” 0 % > 5/8” < 4 ½” 
B 729 5” 30” 12.50 % > 4 ½” 
 
2.3 TOLERANCIAS DE FABRICACIÓN (Tf) (TABLA). 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
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2.4 FACTORES DE JUNTA PARA DIFERENTES MATERIALES (TABLA). 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
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19 
 
 
EJEMPLO DE APLICACIÓN: 
 
2.5 “CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍA BAJO PRESIÓN 
INTERNA”. 
 
Datos: 
 
Línea: 10”-3400-BB55C1 Código: ANSI B 31.3 
 
Material: ASTM A-106 Gr. B Fluido: Condensado de Proceso 
 
Presión de Diseño (P): 86 (lbs/pulg2) Temperatura: 356 (°F) 
 
Esfuerzo Máximo Permisible (S): 20,000 (lbs/pulg2) 
 
Factor de Junta (E): 1.0 Factor de Corrección (Y): 0.4 
 
Tolerancia de Fabricación (Tf): 12.5 % 
 
Corrosión Permisible (C): 0.118 (pulg) 
 
 
2.5.1 CONDICION INICIAL: 
 
P / SE < 0.385 
 
Substitución de datos: 
 
86 / (20,000 x 1) < 0.385 
 
.0043 < 0.385 Por tanto OK. 
 
 
2.5.2 CÁLCULO DEL ESPESOR DE TUBERÍA BAJO PRESIÓN INTERNA: 
 
P D 
t = ------------------------ 
2 (S E + P Y) 
 
Substitución de datos: 
 
86 x 10.75 
t = ------------------------------------- 
2 ((20,000 x 1) + (86 x 0.4)) 
 
t = 0.023 pulg. 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
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20 
 
 
2.5.3 CÁLCULO DEL ESPESOR MÍNIMO REQUERIDO: 
 
Tm = t + C 
 
Substitución de datos: 
 
Tm = 0.023 + 0.118 
 
Tm = 0.141 pulg. 
 
 
2.5.4 CÁLCULO DEL ESPESOR NOMINAL: 
 
Tn = Tm + Tf 
 
Substitución de datos: 
 
Tn = 0.141 / (100 % - 12.5 %) 
 
Tn = 0.161 pulg. 
 
 
2.5.5 CONCLUSIÓN: 
 
Como: 0.023 < (10.75 / 6) y Según la especificación BB55C1 el espesor es igual a 0.365 
(Std), por tanto el espesor especificado es tres veces mayor al calculado lo cual se considera OK. 
 
Es inevitable el uso de programas de computadora, mismos que ayudan a realizar nuestro 
trabajo con mayor rapidez,confiabilidad y excelente presentación. Es por eso que en todos o en la 
mayoría de actividades de ingeniería, se ve involucrado el uso de los mismos y como es de esperarse, la 
aplicación de la herramienta EXCEL en el Cálculo de Espesor de Pared de Tuberías Bajo Presión 
Interna, facilita el desarrollo de nuestra actividad. A continuación se presenta la hoja de trabajo en 
Excel creada para este fin. 
 
 
 
 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
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21 
 
 
 
Proyecto: EJEMPLO Presión de diseño (lbs/pulg²): 86
Planta: EJEMPLO Temperatura de diseño (°F): 356
Tipo de material: ASTM A-106 GR. B Factor de eficiencia de junta: 1
Código: ANSI B31.3 Factor de corrección (Y): 0.4
Fluido: CONDENSADO DE PROCESO Tolerancia de fabricación (%): 12.5
Especificación: CS1 Corrosión permisible (pulg): 0.118
Esfuerzo permisible (lbs/pulg²): 20000
Referencias: Especificación de tuberías (Número/Revisión/Fecha): !-/-/-
Indice de servicios (Número/Revisión/Fecha): !-/-/-
RESULTADOS
1/2 0.002 0.137 0.147 80
3/4 0.001 0.137 0.154 80
1 0.003 0.138 0.179 80
1 1/2 0.004 0.140 0.200 80
2 0.005 0.141 0.154 STD
3 0.008 0.143 0.216 STD
4 0.010 0.146 0.237 STD
6 0.014 0.151 0.280 STD
8 0.019 0.156 0.322 STD
10 0.023 0.161 0.365 STD
12 0.027 0.166 0.375 STD
L. LEON S.
CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍA
BAJO PRESIÓN INTERNA
Diámetro 
Nominal 
(pulg)
Espesor 
por presión 
(pulg)
Espesor 
Nominal 
(pulg)
Espesor de 
Especif. 
(pulg)
Cédula
 
2.6 REPORTE DE CÁLCULO DE ESPESOR (HOJA DE TRABAJO) 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
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22 
 
 
 
A: ANSI B 36.10 NÚMERO DE CÉDULA PARA TUBERÍA.
B: ANSI B 36.10 DESIGNACIÓN DEL ESPESOR NOMINAL PARA TUBERÍA.
C: ANSI B 36.19 NÚMERO DE CÉDULA PARA TUBERÍA DE ACERO INOXIDABLE.
DIÁMETRO ESPESOR DIÁMETRO ÁREA ÁREA DEL ÁREA EXT. ÁREA INT. PESO PO R PESO POR MO MENTO MÓDULO DE RADIO DE 
NOM / EXT DE PARED INTERIO R INTERIO R METAL DEL METAL DEL METAL LONG D/TUB. LONG D/AGUA DE INERCIA SECCIÓ N GIRO
(PULG) (PULG) (PULG) (PULG2) (PULG2) (PIE2/PIE) (PIE2/PIE) (LBS) (LBS) (PULG4) (PULG3) (PULG)
0.125(1/8) - - 10s 0.049 0.307 0.074 0.055 0.106 0.0804 0.186 0.032 0.0009 0.0044 0.1271
0.405 40 STD 40s 0.068 0.269 0.057 0.072 0.106 0.0704 0.245 0.025 0.0011 0.0053 0.1215
80 XS 80s 0.095 0.215 0.036 0.093 0.106 0.0563 0.315 0.016 0.0012 0.0060 0.1146
0.25(1/4) - - 10s 0.065 0.41 0.132 0.097 0.141 0.1073 0.330 0.057 0.0028 0.0103 0.1695
0.54 40 STD 40s 0.088 0.364 0.104 0.125 0.141 0.0953 0.425 0.045 0.0033 0.0123 0.1628
80 XS 80s 0.119 0.302 0.072 0.157 0.141 0.0791 0.535 0.031 0.0038 0.0139 0.1547
0.375(3/8) - - 10s 0.065 0.545 0.233 0.125 0.177 0.1427 0.423 0.101 0.0059 0.0174 0.2169
0.675 40 STD 40s 0.091 0.493 0.191 0.167 0.177 0.1291 0.568 0.083 0.0073 0.0216 0.2090
80 XS 80s 0.126 0.423 0.141 0.217 0.177 0.1107 0.739 0.061 0.0086 0.0255 0.1991
0.5(1/2) - - 5s 0.065 0.71 0.396 0.158 0.22 0.1859 0.538 0.172 0.0120 0.0285 0.2750
0.84 - - 10s 0.083 0.674 0.357 0.197 0.22 0.1765 0.671 0.155 0.0143 0.0341 0.2692
40 STD 40s 0.109 0.622 0.304 0.250 0.22 0.1628 0.851 0.132 0.0171 0.0407 0.2613
80 XS 80s 0.147 0.546 0.234 0.320 0.22 0.1429 1.088 0.102 0.0201 0.0478 0.2505
160 - - 0.187 0.466 0.171 0.384 0.22 0.1220 1.304 0.074 0.0221 0.0527 0.2402
- XXS - 0.294 0.252 0.050 0.504 0.22 0.0660 1.714 0.022 0.0242 0.0577 0.2192
0.75(3/4) - - 5s 0.065 0.92 0.665 0.201 0.275 0.2409 0.684 0.288 0.0245 0.0467 0.3490
1.05 - - 10s 0.083 0.884 0.614 0.252 0.275 0.2314 0.857 0.266 0.0297 0.0566 0.3431
40 STD 40s 0.113 0.824 0.533 0.333 0.275 0.2157 1.131 0.231 0.0370 0.0705 0.3337
80 XS 80s 0.154 0.742 0.432 0.433 0.275 0.1943 1.474 0.187 0.0448 0.0853 0.3214
160 - - 0.218 0.614 0.296 0.570 0.275 0.1607 1.937 0.128 0.0527 0.1004 0.3041
- XXS - 0.308 0.434 0.148 0.718 0.275 0.1136 2.441 0.064 0.0579 0.1103 0.2840
1 - - 5s 0.065 1.185 1.103 0.255 0.344 0.3102 0.868 0.478 0.0500 0.0760 0.4425
1.315 - - 10s 0.109 1.097 0.945 0.413 0.344 0.2872 1.404 0.410 0.0757 0.1151 0.4281
40 STD 40s 0.133 1.049 0.864 0.494 0.344 0.2746 1.679 0.375 0.0873 0.1328 0.4205
80 XS 80s 0.179 0.957 0.719 0.639 0.344 0.2505 2.172 0.312 0.1056 0.1606 0.4066
160 - - 0.25 0.815 0.522 0.836 0.344 0.2134 2.844 0.226 0.1251 0.1903 0.3868
- XXS - 0.358 0.599 0.282 1.076 0.344 0.1568 3.659 0.122 0.1405 0.2136 0.3613
1.25(1 1/4) - - 5s 0.065 1.53 1.839 0.326 0.435 0.4006 1.107 0.797 0.1037 0.1250 0.5644
1.66 - - 10s 0.109 1.442 1.633 0.531 0.435 0.3775 1.806 0.708 0.1605 0.1934 0.5497
40 STD 40s 0.14 1.38 1.496 0.669 0.435 0.3613 2.273 0.648 0.1947 0.2346 0.5397
80 XS 80s 0.191 1.278 1.283 0.881 0.435 0.3346 2.997 0.556 0.2418 0.2913 0.5237
160 - - 0.25 1.16 1.057 1.107 0.435 0.3037 3.765 0.458 0.2839 0.3420 0.5063
- XXS - 0.382 0.896 0.631 1.534 0.435 0.2346 5.214 0.273 0.3411 0.4110 0.4716
1.5(1 1/2) - - 5s 0.065 1.77 2.461 0.375 0.497 0.4634 1.274 1.067 0.1579 0.1662 0.6492
1.9 - - 10s 0.109 1.682 2.222 0.613 0.497 0.4403 2.085 0.963 0.2468 0.2598 0.6344
40 STD 40s 0.145 1.61 2.036 0.799 0.497 0.4215 2.718 0.883 0.3099 0.3262 0.6226
80 XS 80s 0.2 1.5 1.767 1.068 0.497 0.3927 3.631 0.766 0.3912 0.4118 0.6052
160 - - 0.281 1.338 1.406 1.429 0.497 0.3503 4.859 0.610 0.4824 0.5078 0.5810
- XXS - 0.4 1.1 0.950 1.885 0.497 0.2880 6.408 0.412 0.5678 0.5977 0.5489
- - - 0.525 0.85 0.567 2.268 0.497 0.2225 7.710 0.246 0.6141 0.6464 0.5204
- - - 0.65 0.6 0.283 2.553 0.497 0.1571 8.678 0.123 0.6334 0.6667 0.4981
2 - - 5s 0.065 2.245 3.958 0.472 0.622 0.5877 1.604 1.716 0.3149 0.2652 0.8170
2.375 - - 10s 0.109 2.157 3.654 0.776 0.622 0.5647 2.638 1.584 0.4992 0.4204 0.8021
40 STD 40s 0.154 2.067 3.356 1.075 0.622 0.5411 3.653 1.455 0.6657 0.5606 0.7871
80 XS 80s 0.218 1.939 2.953 1.477 0.622 0.5076 5.022 1.280 0.8679 0.7309 0.7665
160 - - 0.343 1.689 2.241 2.190 0.622 0.4422 7.444 0.971 1.1623 0.9788 0.7286
- XXS - 0.436 1.503 1.774 2.656 0.622 0.3935 9.029 0.769 1.3113 1.1043 0.7027
- - - 0.562 1.251 1.229 3.201 0.622 0.3275 10.882 0.533 1.4416 1.2140 0.6711
- - - 0.687 1.001 0.787 3.643 0.622 0.2621 12.385 0.341 1.5125 1.2737 0.6443
2.5(2 1/2) - - 5s 0.083 2.709 5.764 0.728 0.753 0.7092 2.475 2.499 0.7100 0.4939 0.9876
2.875 - - 10s 0.12 2.635 5.453 1.039 0.753 0.6898 3.531 2.364 0.9873 0.6868 0.9750
40 STD 40s 0.203 2.469 4.788 1.704 0.753 0.6464 5.793 2.076 1.5296 1.0640 0.9474
80 XS 80s 0.276 2.323 4.238 2.254 0.753 0.6082 7.661 1.837 1.9242 1.3386 0.9241
160 - - 0.375 2.125 3.547 2.945 0.753 0.5563 10.013 1.538 2.3527 1.6367 0.8938
- XXS - 0.552 1.771 2.463 4.028 0.753 0.4636 13.695 1.068 2.8708 1.9971 0.8442
- - - 0.675 1.525 1.827 4.665 0.753 0.3992 15.860 0.792 3.0882 2.1483 0.8136
- - - 0.8 1.275 1.277 5.215 0.753 0.3338 17.729 0.554 3.2240 2.2428 0.7863
3 - - 5s 0.083 3.334 8.730 0.891 0.916 0.8728 3.029 3.785 1.3012 0.7435 1.2084
3.5 - - 10s 0.12 3.26 8.347 1.274 0.916 0.8535 4.332 3.619 1.8220 1.0411 1.1958
40 STD 40s 0.216 3.068 7.393 2.228 0.916 0.8032 7.576 3.205 3.0172 1.7241 1.1636
80 XS 80s 0.3 2.9 6.605 3.016 0.916 0.7592 10.253 2.864 3.8943 2.2253 1.1363
160 - - 0.437 2.626 5.416 4.205 0.916 0.6875 14.296 2.348 5.0319 2.8754 1.0939
- XXS - 0.6 2.3 4.155 5.466 0.916 0.6021 18.584 1.801 5.9925 3.4243 1.0470
- - - 0.725 2.05 3.301 6.321 0.916 0.5367 21.487 1.431 6.4993 3.7139 1.0140
- - - 0.85 1.8 2.545 7.076 0.916 0.4712 24.057 1.103 6.8509 3.9148 0.9839
3.5(3 1/2) - - 5s 0.083 3.834 11.545 1.021 1.05 1.0037 3.472 5.005 1.9597 0.9799 1.3852
4 - - 10s 0.12 3.76 11.104 1.463 1.05 0.9844 4.973 4.814 2.7552 1.3776 1.3724
40 STD 40s 0.226 3.548 9.887 2.680 1.05 0.9289 9.109 4.286 4.7877 2.3939 1.3367
80 XS 80s 0.318 3.364 8.888 3.678 1.05 0.8807 12.505 3.853 6.2801 3.1401 1.3066
- XXS - 0.636 2.728 5.845 6.721 1.05 0.7142 22.850 2.534 9.8478 4.9239 1.2104
A B C
PROPIEDADES DE TUBERÍA
CÉDULA DE LA TUBERÍA2.7 PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 1 DE 4) 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
23 
 
 
 
 
DIÁMETRO ESPESO R DIÁMETRO ÁREA ÁREA DEL ÁREA EXT. ÁREA INT. PESO PO R PESO PO R MO MENTO MÓ DULO DE RADIO DE 
NO M / EXT DE PARED INTERIO R INTERIO R METAL DEL METAL DEL METAL LO NG D/TUB. LO NG D/AGUA DE INERCIA SECCIÓN GIRO
(PULG) (PULG) (PULG) (PULG2) (PULG2) (PIE2/PIE) (PIE2/PIE) (LBS) (LBS) (PULG4) (PULG3) (PULG)
4 - - 5s 0.083 4.334 14.753 1.152 1.18 1.1346 3.915 6.396 2.8098 1.2488 1.5619
4.5 - - 10s 0.12 4.26 14.253 1.651 1.18 1.1153 5.614 6.179 3.9627 1.7612 1.5491
- - - 0.188 4.124 13.358 2.547 1.18 1.0797 8.658 5.791 5.9303 2.6357 1.5260
40 STD 40s 0.237 4.026 12.730 3.174 1.18 1.0540 10.791 5.519 7.2326 3.2145 1.5095
80 XS 80s 0.337 3.826 11.497 4.407 1.18 1.0016 14.984 4.984 9.6105 4.2713 1.4767
120 - - 0.437 3.626 10.326 5.578 1.18 0.9493 18.963 4.477 11.6434 5.1748 1.4448
- - - 0.5 3.5 9.621 6.283 1.18 0.9163 21.360 4.171 12.7628 5.6723 1.4252
160 - - 0.531 3.438 9.283 6.621 1.18 0.9001 22.509 4.025 13.2710 5.8982 1.4158
- XXS - 0.674 3.152 7.803 8.101 1.18 0.8252 27.541 3.383 15.2837 6.7928 1.3735
- - - 0.8 2.9 6.605 9.299 1.18 0.7592 31.613 2.864 16.6571 7.4031 1.3384
- - - 0.925 2.65 5.515 10.389 1.18 0.6938 35.318 2.391 17.7082 7.8703 1.3056
5 - - 5s 0.109 5.345 22.438 1.868 1.46 1.3993 6.35 9.728 6.9471 2.4976 1.9287
5.563 - - 10s 0.134 5.295 22.020 2.285 1.46 1.3862 7.77 9.547 8.4254 3.0291 1.9200
40 STD 40s 0.258 5.047 20.006 4.300 1.46 1.3213 14.62 8.673 15.1622 5.4511 1.8778
80 XS 80s 0.375 4.813 18.194 6.112 1.46 1.2600 20.78 7.888 20.6707 7.4315 1.8390
120 - - 0.5 4.563 16.353 7.953 1.46 1.1946 27.04 7.090 25.7318 9.2510 1.7987
160 - - 0.625 4.313 14.610 9.696 1.46 1.1291 32.96 6.334 30.0259 10.7949 1.7598
- XXS - 0.75 4.063 12.965 11.340 1.46 1.0637 38.55 5.621 33.6348 12.0923 1.7222
- - - 0.875 3.813 11.419 12.887 1.46 0.9982 43.81 4.951 36.6356 13.1712 1.6861
- - - 1 3.563 9.971 14.335 1.46 0.9328 48.73 4.323 39.1008 14.0574 1.6516
6 - - 5s 0.109 6.407 32.240 2.231 1.73 1.677 7.59 13.977 11.8455 3.5760 2.3041
6.625 - - 10s 0.134 6.357 31.739 2.733 1.73 1.664 9.29 13.760 14.3974 4.3464 2.2954
- - - 0.129 6.367 31.839 2.633 1.73 1.667 8.95 13.803 13.8918 4.1938 2.2971
40 STD 40s 0.28 6.065 28.890 5.581 1.73 1.588 18.97 12.525 28.1422 8.4958 2.2455
80 XS 80s 0.432 5.761 26.067 8.405 1.73 1.508 28.57 11.301 40.4908 12.2236 2.1949
120 - - 0.562 5.501 23.767 10.705 1.73 1.440 36.39 10.304 49.6107 14.9768 2.1528
160 - - 0.718 5.189 21.147 13.324 1.73 1.358 45.30 9.168 58.9734 17.8033 2.1038
- XXS - 0.864 4.897 18.834 15.637 1.73 1.282 53.16 8.165 66.3328 20.0250 2.0596
- - - 1 4.625 16.800 17.672 1.73 1.211 60.08 7.284 72.1011 21.7664 2.0199
- - - 1.125 4.375 15.033 19.439 1.73 1.145 66.08 6.517 76.5777 23.1178 1.9848
8 - - 5s 0.109 8.407 55.510 2.916 2.26 2.201 9.91 24.066 26.4402 6.1311 3.0111
8.625 - - 10s 0.148 8.329 54.485 3.941 2.26 2.181 13.40 23.621 35.4145 8.2121 2.9975
- - - 0.219 8.187 52.643 5.783 2.26 2.143 19.66 22.823 51.1173 11.8533 2.9730
20 - - 0.25 8.125 51.849 6.578 2.26 2.127 22.36 22.478 57.7221 13.3848 2.9623
30 - - 0.277 8.071 51.162 7.265 2.26 2.113 24.70 22.181 63.3528 14.6905 2.9531
40 STD 40s 0.322 7.981 50.027 8.399 2.26 2.089 28.55 21.689 72.4894 16.8091 2.9378
60 - - 0.406 7.813 47.943 10.483 2.26 2.045 35.64 20.785 88.7365 20.5766 2.9094
80 XS 80s 0.5 7.625 45.664 12.763 2.26 1.996 43.39 19.797 105.7165 24.5140 2.8781
100 - - 0.593 7.439 43.463 14.963 2.26 1.948 50.87 18.843 121.3242 28.1332 2.8475
120 - - 0.718 7.189 40.591 17.836 2.26 1.882 60.63 17.598 140.5358 32.5880 2.8070
140 - - 0.812 7.001 38.496 19.931 2.26 1.833 67.76 16.689 153.7221 35.6457 2.7772
160 - - 0.906 6.813 36.456 21.971 2.26 1.784 74.69 15.805 165.8878 38.4667 2.7478
- - - 1 6.625 34.472 23.955 2.26 1.734 81.44 14.945 177.0870 41.0637 2.7189
- - - 1.125 6.375 31.919 26.507 2.26 1.669 90.11 13.838 190.5726 44.1908 2.6813
10 - - 5s 0.134 10.482 86.294 4.469 2.81 2.744 15.19 37.412 62.9677 11.7149 3.7536
10.75 - - 10s 0.165 10.420 85.276 5.487 2.81 2.728 18.65 36.970 76.8640 14.3003 3.7428
- - - 0.219 10.312 83.517 7.245 2.81 2.700 24.63 36.208 100.4851 18.6949 3.7241
20 - - 0.25 10.250 82.516 8.247 2.81 2.683 28.04 35.774 113.7143 21.1561 3.7134
30 - - 0.307 10.136 80.691 10.072 2.81 2.654 34.24 34.982 137.4201 25.5665 3.6938
40 STD 40s 0.365 10.020 78.854 11.908 2.81 2.623 40.48 34.186 160.7346 29.9041 3.6739
60 XS 80s 0.5 9.750 74.662 16.101 2.81 2.553 54.74 32.369 211.9506 39.4327 3.6282
80 - - 0.593 9.564 71.841 18.922 2.81 2.504 64.33 31.146 244.8442 45.5524 3.5972
100 - - 0.718 9.314 68.134 22.629 2.81 2.438 76.93 29.539 286.1323 53.2339 3.5559
120 - - 0.843 9.064 64.525 26.237 2.81 2.373 89.20 27.974 324.2262 60.3212 3.5153
- - - 0.875 9.000 63.617 27.145 2.81 2.356 92.28 27.581 333.4853 62.0438 3.5050
140 - - 1 8.750 60.132 30.631 2.81 2.291 104.13 26.070 367.8065 68.4291 3.4652
160 - - 1.125 8.500 56.745 34.018 2.81 2.225 115.65 24.601 399.3086 74.2900 3.4261
- - - 1.25 8.250 53.456 37.307 2.81 2.160 126.83 23.175 428.1504 79.6559 3.3877
- - - 1.5 7.750 47.173 43.590 2.81 2.029 148.19 20.451 478.4651 89.0168 3.3131
12 - - 5s 0.156 12.438 121.504 6.172 3.34 3.256 20.98 52.677 122.3892 19.1983 4.4530
12.75 - - 10s 0.18 12.39 120.568 7.108 3.34 3.244 24.17 52.271 140.4198 22.0266 4.4446
20 - - 0.25 12.25 117.859 9.818 3.34 3.207 33.38 51.096 191.8247 30.0902 4.4203
30 - - 0.33 12.09 114.800 12.876 3.34 3.165 43.77 49.770 248.4541 38.9732 4.3927
- STD 40s 0.375 12 113.098 14.579 3.34 3.142 49.56 49.032 279.3357 43.8174 4.3772
40 - - 0.406 11.938 111.932 15.745 3.34 3.125 53.53 48.527 300.2094 47.0917 4.3666
- XS 80s 0.5 11.75 108.434 19.242 3.34 3.076 65.42 47.010 361.5448 56.7129 4.3346
60 - - 0.562 11.626 106.158 21.519 3.34 3.044 73.16 46.023 400.4211 62.8112 4.3137
80 - - 0.687 11.376 101.641 26.035 3.34 2.978 88.51 44.065 475.1054 74.5263 4.2718
- - - 0.75 11.25 99.402 28.274 3.34 2.945 96.12 43.095 510.9272 80.1455 4.2509
100 - - 0.843 11.064 96.142 31.534 3.34 2.897 107.20 41.681 561.6516 88.1022 4.2203
- - - 0.875 11 95.033 32.643 3.34 2.880 110.97 41.201 578.5240 90.7489 4.2098
120 - - 1 10.75 90.763 36.914 3.34 2.814 125.49 39.349 641.6657 100.6534 4.1693
140 - - 1.125 10.5 86.590 41.086 3.34 2.749 139.68 37.540 700.5524 109.8906 4.1293
- - - 1.25 10.25 82.516 45.161 3.34 2.683 153.53 35.774 755.3799 118.4910 4.0898
160 - - 1.312 10.126 80.532 47.145 3.34 2.651 160.27 34.913 781.1275 122.5298 4.0705
A B C
CÉDULA DE LA TUBERÍA
 
2.8 PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 2 DE 4) 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
24 
 
 
 
 
DIÁMETRO ESPESO R DIÁMETRO ÁREA ÁREA DEL ÁREA EXT. ÁREA INT. PESO PO R PESO PO R MO MENTO MÓ DULO DE RADIO DE 
NO M / EXT DE PARED INTERIO R INTERIO R METAL DEL METAL DEL METAL LO NG D/TUB. LO NG D/AGUA DE INERCIA SECCIÓ N GIRO
(PULG) (PULG) (PULG) (PULG2) (PULG2) (PIE2/PIE) (PIE2/PIE) (LBS) (LBS) (PULG4) (PULG3) (PULG)
14 - - 5s 0.156 13.688 147.154 6.785 3.67 3.584 23.07 63.797 162.5644 23.2235 4.8949
14 - - 10s 0.188 13.624 145.781 8.158 3.67 3.567 27.73 63.201 194.5669 27.7953 4.8837
- - - 0.21 13.58 144.841 9.098 3.67 3.555 30.93 62.794 216.3086 30.9012 4.8761
- - - 0.219 13.562 144.457 9.481 3.67 3.551 32.23 62.627 225.1422 32.1632 4.8729
10 - - 0.25 13.5 143.139 10.799 3.67 3.534 36.71 62.056 255.3010 36.4716 4.8622
- - - 0.281 13.438 141.827 12.111 3.67 3.518 41.17 61.487 285.0472 40.7210 4.8514
20 - - 0.312 13.376 140.522 13.417 3.67 3.502 45.61 60.921 314.3845 44.9121 4.8407
- - - 0.344 13.312 139.180 14.758 3.67 3.485 50.17 60.340 344.2432 49.1776 4.8297
30 STD - 0.375 13.25 137.887 16.052 3.67 3.469 54.57 59.779 372.7611 53.2516 4.8190
40 - - 0.437 13.126 135.318 18.620 3.67 3.436 63.30 58.665 428.6080 61.22974.7977
- - - 0.469 13.062 134.002 19.937 3.67 3.420 67.78 58.095 456.8198 65.2600 4.7868
- XS - 0.5 13 132.733 21.206 3.67 3.403 72.09 57.545 483.7573 69.1082 4.7762
60 - - 0.593 12.814 128.962 24.977 3.67 3.355 84.91 55.910 562.2885 80.3269 4.7447
- - - 0.625 12.75 127.677 26.262 3.67 3.338 89.28 55.353 588.5313 84.0759 4.7339
80 - - 0.75 12.5 122.719 31.220 3.67 3.273 106.13 53.203 687.3201 98.1886 4.6921
100 - - 0.937 12.126 115.485 38.453 3.67 3.175 130.73 50.067 824.4381 117.7769 4.6303
120 - - 1.093 11.814 109.619 44.320 3.67 3.093 150.67 47.524 929.5233 132.7890 4.5796
140 - - 1.25 11.5 103.869 50.069 3.67 3.011 170.22 45.031 1027.2020 146.7431 4.5294
160 - - 1.406 11.188 98.310 55.629 3.67 2.929 189.12 42.621 1116.6491 159.5213 4.4803
16 - - 5s 0.165 15.67 192.854 8.208 4.19 4.102 27.90 83.609 257.304 32.1630 5.5988
16 - - 10s 0.188 15.624 191.724 9.339 4.19 4.090 31.75 83.119 291.904 36.4880 5.5908
10 - - 0.25 15.5 188.692 12.370 4.19 4.058 42.05 81.805 383.665 47.9581 5.5692
20 - - 0.312 15.376 185.685 15.377 4.19 4.025 52.28 80.501 473.249 59.1562 5.5476
30 STD - 0.375 15.25 182.655 18.408 4.19 3.992 62.58 79.188 562.085 70.2607 5.5259
40 - - 0.5 15 176.715 24.347 4.19 3.927 82.77 76.613 731.944 91.4930 5.4829
60 - - 0.656 14.688 169.440 31.622 4.19 3.845 107.50 73.459 932.338 116.5423 5.4299
80 - - 0.843 14.314 160.921 40.141 4.19 3.747 136.46 69.765 1156.297 144.5372 5.3671
100 - - 1.031 13.938 152.578 48.484 4.19 3.649 164.83 66.148 1364.436 170.5545 5.3049
120 - - 1.218 13.564 144.500 56.563 4.19 3.551 192.29 62.646 1555.415 194.4269 5.2439
140 - - 1.437 13.126 135.318 65.744 4.19 3.436 223.50 58.665 1759.861 219.9826 5.1738
160 - - 1.593 12.814 128.962 72.101 4.19 3.355 245.11 55.910 1893.542 236.6927 5.1247
18 - - 5s 0.165 17.67 245.225 9.245 4.71 4.626 31.43 106.314 367.622 40.8469 6.3059
18 - - 10s 0.188 17.624 243.949 10.520 4.71 4.614 35.76 105.761 417.258 46.3621 6.2978
- - 0.25 17.5 240.529 13.941 4.71 4.582 47.39 104.278 549.139 61.0154 6.2762
20 - - 0.312 17.376 237.132 17.337 4.71 4.549 58.94 102.806 678.245 75.3606 6.2546
- STD - 0.375 17.25 233.706 20.764 4.71 4.516 70.59 101.320 806.633 89.6259 6.2328
30 - - 0.437 17.126 230.358 24.112 4.71 4.484 81.97 99.869 930.266 103.3629 6.2114
- XS - 0.5 17 226.981 27.489 4.71 4.451 93.45 98.405 1053.172 117.0191 6.1897
40 - 0.562 16.876 223.681 30.788 4.71 4.418 104.67 96.974 1171.489 130.1654 6.1685
60 - - 0.75 16.5 213.825 40.644 4.71 4.320 138.18 92.701 1514.641 168.2934 6.1046
80 - - 0.937 16.126 204.242 50.228 4.71 4.222 170.76 88.546 1833.472 203.7191 6.0418
100 - - 1.156 15.688 193.297 61.172 4.71 4.107 207.96 83.802 2179.692 242.1880 5.9693
120 - - 1.375 15.25 182.655 71.815 4.71 3.992 244.14 79.188 2498.096 277.5663 5.8979
140 - - 1.562 14.876 173.805 80.664 4.71 3.895 274.23 75.351 2749.114 305.4571 5.8379
160 - - 1.781 14.438 163.721 90.748 4.71 3.780 308.51 70.979 3019.969 335.5521 5.7688
20 - - 5s 0.188 19.624 302.459 11.701 5.24 5.138 39.78 131.127 574.173 57.4173 7.0049
20 - - 10s 0.218 19.564 300.612 13.548 5.24 5.122 46.06 130.326 662.797 66.2797 6.9944
10 - 0.25 19.5 298.648 15.512 5.24 5.105 52.73 129.475 756.435 75.6435 6.9832
20 STD - 0.375 19.25 291.040 23.120 5.24 5.040 78.60 126.177 1113.473 111.3473 6.9398
30 XS - 0.5 19 283.529 30.631 5.24 4.974 104.13 122.921 1456.868 145.6868 6.8966
40 - - 0.593 18.814 278.005 36.155 5.24 4.926 122.91 120.526 1703.712 170.3712 6.8646
60 - - 0.812 18.376 265.212 48.948 5.24 4.811 166.40 114.979 2256.748 225.6748 6.7901
- - 0.875 18.25 261.587 52.573 5.24 4.778 178.73 113.408 2408.693 240.8693 6.7688
80 - - 1.031 17.938 252.720 61.440 5.24 4.696 208.87 109.563 2771.622 277.1622 6.7165
100 - - 1.281 17.438 238.827 75.333 5.24 4.565 256.10 103.541 3315.027 331.5027 6.6336
120 - - 1.5 17 226.981 87.179 5.24 4.451 296.38 98.405 3754.163 375.4163 6.5622
140 - - 1.75 16.5 213.825 100.335 5.24 4.320 341.10 92.701 4215.631 421.5631 6.4819
160 - - 1.968 16.064 202.674 111.486 5.24 4.206 379.01 87.867 4585.220 458.5220 6.4131
22 - - 5s 0.188 21.624 367.251 12.883 5.76 5.661 43.80 159.217 766.192 69.6538 7.7120
22 - - 10s 0.218 21.564 365.216 14.918 5.76 5.645 50.71 158.335 884.818 80.4380 7.7015
10 - 0.25 21.5 363.051 17.082 5.76 5.629 58.07 157.396 1010.267 91.8424 7.6903
20 STD - 0.375 21.25 354.657 25.476 5.76 5.563 86.61 153.757 1489.674 135.4249 7.6467
30 XS - 0.5 21 346.361 33.772 5.76 5.498 114.81 150.161 1952.455 177.4959 7.6035
- - - 0.625 20.75 338.164 41.970 5.76 5.432 142.68 146.607 2399.001 218.0910 7.5604
- - - 0.75 20.5 330.064 50.069 5.76 5.367 170.22 143.095 2829.695 257.2450 7.5177
60 - 0.875 20.25 322.063 58.071 5.76 5.301 197.42 139.626 3244.917 294.9924 7.4752
80 - - 1.125 19.75 306.355 73.779 5.76 5.171 250.82 132.816 4030.439 366.4036 7.3911
100 - - 1.375 19.25 291.040 89.094 5.76 5.040 302.88 126.177 4758.514 432.5922 7.3082
120 - - 1.625 18.75 276.117 104.016 5.76 4.909 353.61 119.707 5432.013 493.8194 7.2265
140 - - 1.875 18.25 261.587 118.546 5.76 4.778 403.01 113.408 6053.734 550.3395 7.1461
160 - - 2.125 17.75 247.450 132.684 5.76 4.647 451.07 107.279 6626.401 602.4001 7.0669
A B C
CÉDULA DE LA TUBERÍA
 
2.9 PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 3 DE 4) 
 
 
►CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
25 
 
 
 
DIÁMETRO ESPESO R DIÁMETRO ÁREA ÁREA DEL ÁREA EXT. ÁREA INT. PESO PO R PESO PO R MO MENTO MÓ DULO DE RADIO DE 
NO M / EXT DE PARED INTERIO R INTERIO R METAL DEL METAL DEL METAL LO NG D/TUB. LO NG D/AGUA DE INERCIA SECCIÓ N GIRO
(PULG) (PULG) (PULG) (PULG2) (PULG2) (PIE2/PIE) (PIE2/PIE) (LBS) (LBS) (PULG4) (PULG3) (PULG)
24 10 - - 0.25 23.5 433.737 18.653 6.28 6.152 63.41 188.041 1315.346 109.6121 8.3974
24 20 STD - 0.375 23.25 424.558 27.833 6.28 6.087 94.62 184.062 1942.303 161.8586 8.3538
- XS - 0.5 23 415.477 36.914 6.28 6.021 125.49 180.125 2549.359 212.4466 8.3104
30 - - 0.562 22.876 411.009 41.382 6.28 5.989 140.68 178.188 2843.207 236.9339 8.2890
- - - 0.625 22.75 406.494 45.897 6.28 5.956 156.03 176.230 3136.940 261.4116 8.2673
40 - - 0.687 22.626 402.074 50.316 6.28 5.923 171.05 174.314 3421.284 285.1070 8.2460
- - - 0.75 22.5 397.609 54.782 6.28 5.891 186.24 172.378 3705.465 308.7888 8.2244
- - 5s 0.218 23.564 436.103 16.288 6.28 6.169 55.37 189.067 1151.593 95.9661 8.4086
- - - 0.875 22.25 388.822 63.568 6.28 5.825 216.11 168.569 4255.352 354.6127 8.1818
60 - - 0.968 22.064 382.349 70.042 6.28 5.776 238.11 165.762 4652.621 387.7184 8.1502
80 - - 1.218 21.564 365.216 87.175 6.28 5.645 296.36 158.335 5671.831 472.6526 8.0662
100 - - 1.531 20.938 344.319 108.071 6.28 5.482 367.40 149.275 6851.711 570.9759 7.9624
120 - - 1.812 20.376 326.083 126.307 6.28 5.334 429.39 141.369 7824.568 652.0474 7.8708
140 - - 2.062 19.876 310.276 142.114 6.28 5.204 483.13 134.516 8625.030 718.7525 7.7904
160 - - 2.343 19.314 292.978 159.412 6.28 5.056 541.94 127.017 9455.439 787.9533 7.7016
26 - - - 0.25 25.5 510.706 20.224 6.81 6.676 68.75 221.410 1676.384 128.9526 9.1044
26 10 - - 0.312 25.376 505.752 25.179 6.81 6.643 85.60 219.262 2077.162 159.7817 9.0827
- STD - 0.375 25.25 500.742 30.189 6.81 6.610 102.63 217.090 2478.431 190.6485 9.0608
20 XS - 0.5 25 490.875 40.055 6.81 6.545 136.17 212.813 3257.005 250.5388 9.0173
- - - 0.625 24.75 481.107 49.824 6.81 6.480 169.38 208.578 4012.569 308.6591 8.9741
- - - 0.75 24.5 471.436 59.494 6.81 6.414 202.26 204.385 4745.580 365.0446 8.9312
- - - 0.875 24.25 461.864 69.066 6.81 6.349 234.80 200.235 5456.493 419.7302 8.8884
- - - 1 24 452.390 78.540 6.81 6.283 267.01 196.128 6145.755 472.7504 8.8459
- - - 1.125 23.75 443.015 87.916 6.81 6.218 298.88 192.063 6813.811 524.1393 8.8036
28 - - - 0.25 27.5 593.959 21.795 7.33 7.200 74.09 257.503 2098.095 149.8639 9.8115
28 10 - - 0.312 27.376 588.614 27.139 7.33 7.167 92.26 255.186 2601.030 185.7879 9.7898
- STD - 0.375 27.25 583.209 32.545 7.33 7.134 110.64 252.843 3105.125 221.7946 9.7678
20 XS - 0.5 27572.557 43.197 7.33 7.069 146.85 248.225 4084.816 291.7726 9.7243
30 - - 0.625 26.75 562.003 53.751 7.33 7.003 182.73 243.649 5037.669 359.8335 9.6810
- - - 0.75 26.5 551.547 64.206 7.33 6.938 218.28 239.116 5964.177 426.0127 9.6380
- - - 0.875 26.25 541.190 74.564 7.33 6.872 253.49 234.626 6864.831 490.3451 9.5951
- - - 1 26 530.930 84.823 7.33 6.807 288.37 230.178 7740.117 552.8655 9.5525
- - - 1.125 25.75 520.769 94.984 7.33 6.741 322.91 225.773 8590.515 613.6082 9.5101
30 - - 5s 0.25 29.5 683.494 23.366 7.85 7.723 79.43 296.320 2585.190 172.3460 10.5186
30 10 - 10s 0.312 29.376 677.760 29.100 7.85 7.691 98.93 293.834 3206.316 213.7544 10.4969
- STD - 0.375 29.25 671.959 34.901 7.85 7.658 118.65 291.319 3829.454 255.2969 10.4749
20 XS - 0.5 29 660.521 46.339 7.85 7.592 157.53 286.361 5042.219 336.1479 10.4313
30 - - 0.625 28.75 649.182 57.678 7.85 7.527 196.08 281.445 6224.022 414.9348 10.3880
40 - - 0.75 28.5 637.941 68.919 7.85 7.461 234.30 276.571 7375.394 491.6929 10.3448
- - - 0.875 28.25 626.798 80.062 7.85 7.396 272.18 271.740 8496.862 566.4575 10.3019
- - - 1 28 615.754 91.106 7.85 7.330 309.73 266.952 9588.949 639.2632 10.2591
- - - 1.125 27.75 604.807 102.053 7.85 7.265 346.94 262.206 10652.171 710.1448 10.2166
32 - - - 0.25 31.5 779.313 24.936 8.38 8.247 84.77 337.861 3142.382 196.3989 11.2257
32 10 - - 0.312 31.376 773.190 31.060 8.38 8.214 105.59 335.206 3898.900 243.6812 11.2039
- STD - 0.375 31.25 766.992 37.257 8.38 8.181 126.66 332.520 4658.486 291.1554 11.1819
20 XS - 0.5 31 754.769 49.480 8.38 8.116 168.21 327.221 6138.637 383.6648 11.1383
30 - - 0.625 30.75 742.645 61.605 8.38 8.050 209.43 321.964 7583.408 473.9630 11.0949
40 - - 0.688 30.624 736.571 67.678 8.38 8.017 230.08 319.331 8298.343 518.6464 11.0731
- - - 0.75 30.5 730.618 73.631 8.38 7.985 250.32 316.750 8993.367 562.0854 11.0517
- - - 0.875 30.25 718.690 85.560 8.38 7.919 290.87 311.579 10369.078 648.0674 11.0087
- - - 1 30 706.860 97.390 8.38 7.854 331.09 306.450 11711.099 731.9437 10.9659
- - - 1.125 29.75 695.128 109.122 8.38 7.789 370.97 301.364 13019.987 813.7492 10.9232
34 - - - 0.25 33.5 881.415 26.507 8.9 8.770 90.11 382.126 3774.384 222.0226 11.9328
34 10 - - 0.312 33.376 874.902 33.020 8.9 8.738 112.26 379.302 4684.664 275.5685 11.9110
- STD - 0.375 33.25 868.309 39.614 8.9 8.705 134.67 376.444 5599.291 329.3701 11.8890
20 XS - 0.5 33 855.301 52.622 8.9 8.639 178.89 370.805 7383.496 434.3233 11.8454
30 - - 0.625 32.75 842.391 65.532 8.9 8.574 222.78 365.208 9127.609 536.9182 11.8019
40 - - 0.688 32.624 835.921 72.001 8.9 8.541 244.78 362.403 9991.638 587.7434 11.7801
- - - 0.75 32.5 829.579 78.344 8.9 8.509 266.34 359.653 10832.234 637.1902 11.7586
- - - 0.875 32.25 816.865 91.057 8.9 8.443 309.56 354.141 12497.972 735.1748 11.7155
- - - 1 32 804.250 103.673 8.9 8.378 352.45 348.672 14125.419 830.9070 11.6726
- - - 1.125 31.75 791.732 116.190 8.9 8.312 395.00 343.245 15715.167 924.4216 11.6299
36 - - - 0.25 35.5 989.800 28.078 9.42 9.294 95.45 429.115 4485.907 249.2171 12.6398
36 10 - - 0.312 35.376 982.898 34.981 9.42 9.261 118.92 426.123 5569.489 309.4160 12.6181
- STD - 0.375 35.25 975.909 41.970 9.42 9.228 142.68 423.093 6658.937 369.9409 12.5960
20 XS - 0.5 35 962.115 55.763 9.42 9.163 189.57 417.113 8786.221 488.1234 12.5524
30 - - 0.625 34.75 948.420 69.459 9.42 9.098 236.13 411.175 10868.405 603.8003 12.5089
40 - - 0.75 34.5 934.822 83.056 9.42 9.032 282.36 405.280 12906.132 717.0073 12.4656
- - - 0.875 34.25 921.323 96.555 9.42 8.967 328.25 399.428 14900.038 827.7799 12.4224
- - - 1 34 907.922 109.956 9.42 8.901 373.81 393.618 16850.757 936.1532 12.3794
- - - 1.125 33.75 894.620 123.259 9.42 8.836 419.03 387.851 18758.917 1042.1620 12.3366
42 - - - 0.25 41.5 1352.655 32.790 11 10.865 111.47 586.426 7144.732 340.2253 14.7611
42 - STD - 0.375 41.25 1336.407 49.038 11 10.799 166.71 579.382 10621.605 505.7907 14.7173
20 XS - 0.5 41 1320.257 65.188 11 10.734 221.61 572.381 14035.834 668.3731 14.6735
30 - - 0.625 40.75 1304.206 81.240 11 10.668 276.18 565.422 17388.176 828.0084 14.6299
40 - - 0.75 40.5 1288.252 97.193 11 10.603 330.42 558.505 20679.383 984.7325 14.5865
- - - 1 40 1256.640 128.806 11 10.472 437.89 544.800 27081.377 1289.5894 14.5000
- - - 1.25 39.5 1225.420 160.025 11 10.341 544.02 531.265 33247.746 1583.2260 14.4141
- - - 1.5 39 1194.593 190.852 11 10.210 648.82 517.901 39184.342 1865.9211 14.3287
A B C
CÉDULA DE LA TUBERÍA
 
2.10 PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 4 DE 4) 
 
 
 
►EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE EQUIPO ROTATORIO◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3. 
 
 
EVALUACIÓN DE CARGAS 
APLICADAS EN 
BOQUILLAS DE EQUIPO 
ROTATORIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
►EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE EQUIPO ROTATORIO◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
27 
 
 
3.1 EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE BOMBAS 
API. 
 
 
3.1.1 BOMBA, BREVE HISTORIA. 
 
La primera bomba conocida, fue descrita por Arquímedes y se conoce como Tornillo de 
Arquímedes, descrito por Arquímedes en el siglo III AC., aunque este sistema había sido utilizado 
anteriormente por Senaquerib, rey de Asiría en el siglo VII AC. 
 
 
Tornillo de Arquímedes. 
 
Esta maquina se basa de un tornillo que se hace girar dentro de un cilindro hueco, situado 
sobre un plano inclinado, y que permite elevar el agua situada por debajo del eje de giro. Desde su 
invención hasta ahora, se ha utilizado para el bombeado de fluidos. También es llamado Tornillo Sinfín 
por su circuito en infinito. 
 
Una bomba de tornillo es un tipo de bomba hidráulica considerada de desplazamiento 
positivo, que se diferencia de las habituales, más conocidas como bombas centrífugas. Esta bomba 
utiliza un tornillo helicoidal excéntrico que se mueve dentro de una camisa y hace fluir el líquido entre 
el tornillo y la camisa. Está específicamente indicada para bombear fluidos viscosos, con altos 
contenidos de sólidos, que no necesiten removerse o que formen espumas si se agitan. Como la bomba 
de tornillo desplaza el líquido, este no sufre movimientos bruscos, pudiendo incluso bombear uvas 
 
 
►EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE EQUIPO ROTATORIO◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
28 
 
 
enteras. Uno de los usos que tiene, es la de bombear fangos de las distintas etapas de las depuradoras, 
pudiendo incluso bombear fangos deshidratados procedentes de filtros prensa con un 22-25% de 
sequedad. 
 
Este tipo de bombas, son ampliamente utilizadas en la industria petrolera a nivel mundial, 
para el bombeo de crudos altamente viscosos y con contenidos apreciables de sólidos. Nuevos 
desarrollos de estos bombas, permiten el bombeo multifásico. 
 
 
3.1.2 BREVE DESCRIPCIÓN DE UNA BOMBA. 
 
Una bomba, es un convertido de energía. La bomba se usa para transformar la energía 
mecánica en energía cinética. Las bombas se emplean para bombear toda clase de líquidos, (agua, 
aceites de lubricación, combustibles ácidos, líquidos alimenticios, cerveza, leche, etc.). También se 
emplean las bombas para bombear líquidos espesos con sólidos en suspensión, como pastas de papel, 
melazas, fangos, desperdicio, etc. Una bomba centrifuga es una maquina que consiste en un conjunto 
de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o carter: o una cubierta o carcasa, las paletas 
imparten energía al fluido por la fuerza centrifuga. Uno de los factores más importantes que 
contribuyen al creciente uso de bombas centrifugas ha sido el desarrollo universal de la fuerza eléctrica. 
 
El elemento rotativo de una bomba centrifuga, se denomina impulsor. La forma del 
impulsor puede forzar al agua a salir en un plano perpendicular a su eje (flujo radial); puede dar al 
fluido una velocidad con componentes tanto axial como radial (flujo mixto) o puede inducirun flujo en 
espiral en cilindros coaxiales según la dirección del eje (flujo axial. Normalmente, a las maquinas con 
flujo radial o mixto se les denomina bombas centrifugas, mientras a las de flujo axial se les llama 
bombas de flujo axial o bombas de hélice. 
 
 
3.1.3 FUERZAS Y MOMENTOS EXTERNOS EN BOQUILLAS. 
 
Los sistemas de tuberías son fundamentales en cualquier planta de procesos de la industria 
mundial de hidrocarburos y sectores conexos. Por el tipo de fluido que generalmente transportan, estos 
sistemas deben ser adecuadamente diseñados para una operación confiable y segura, aplicando una 
serie de normas especificas a cada caso, tales como el Código ASME B31 para tuberías (por ejemplo, 
B31.3), el Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión (por ejemplo, Sección III), y guías de 
ingeniería desarrolladas por empresas de ingeniería o por empresas operadoras del sector 
hidrocarburos. 
 
Aunque un sistema de tuberías puede describirse apropiadamente como una estructura 
irregular en el espacio, difiere de las estructuras convencionales en que frecuentemente y debido a sus 
proporciones esbeltas, puede no ser auto soportada y necesitar estar restringido o guiado para prevenir 
ciertos efectos. Asimismo las temperaturas de operación, pueden introducir esfuerzos térmicos 
apreciables o reducir la resistencia del material, hasta el punto de hacer necesaria la ayuda estructural 
suplementaria. 
 
 
 
 
►EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE EQUIPO ROTATORIO◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
29 
 
 
Por otra parte, cuando el arreglo inicial de las tuberías no es satisfactorio desde el punto de 
vista de la flexibilidad del sistema, surge la necesidad de proteger el equipo sensible, controlar 
vibraciones o resistir influencias externas tales como: viento, sismo o cargas por golpes o bien limitar 
el movimiento de la línea a posiciones especificas, mediante: el cambio de configuración de los 
sistemas de tubería para reducir su rigidez, ya sea: agregando codos, tramos de tubería que absorban los 
efectos de la expansión, introduciendo lazos de expansión convencionales (las juntas de expansión no 
son deseadas), la utilización apropiada y ubicación estratégica de restricciones, la utilización de 
soportes de resorte en los puntos donde se provean grandes movimientos verticales por la expansión 
térmica. 
 
Para tubería con temperaturas elevadas, el diseño adecuado de soportes, restricciones y 
guías, requiere un conocimiento satisfactorio de los efectos de concentraciones de cargas y los 
gradientes térmicos en las paredes de la tubería y equipo interconectado, así como un buen 
entendimiento de los cambios térmicos por requisitos de servicio, incluyendo condiciones de 
emergencia y auxiliares. 
 
Una buena planeación y correcta distribución de soportes de tubería, restricciones y guías, 
debe ser simultánea al establecimiento de configuraciones adecuadas por flexibilidad, con objeto de 
obtener una instalación segura y económica, ya que cuando dicha actividad se relega al contratista ó 
para terminarse en el campo, sólo puede esperarse un tratamiento convencional, que posteriormente 
conducirá a efectuar cambios para corregir fallas por: pandeo, fugas, equipo dañado, dificultades de 
mantenimiento, etc. 
 
El análisis de los efectos térmicos y estructurales en tuberías, debe estar íntimamente ligado 
y en forma paralela a un diseño de soportes suficientemente completo, para asegurar que se cumplan 
las consideraciones que se hacen para el análisis de flexibilidad, ya que todos y cada uno de los 
soportes, involucran algún grado de restricción y por otra parte los diversos tipos de restricciones y 
contraventeos inevitablemente, resisten efectos gravitacionales. 
 
La falta de un análisis formal y el uso poco juicioso ó excesivo de soportes, o la falta de 
restricciones y guías adecuadas, pueden dar lugar a sobrecargas peligrosas en lugar de dar protección a 
los equipos delicados, lo cual pueden requerir de recorridos innecesariamente grandes para obtener un 
funcionamiento satisfactorio. 
 
Particularmente los sistemas de tuberías conectados a bombas centrifugas, y especialmente 
para servicios a altas temperaturas, generalmente representan uno de los problemas más difíciles para 
diseñar desde el punto de vista de la flexibilidad. Estos sistemas de tubería deben considerar lo 
siguiente: 
 
• Debe cumplir con el criterio establecido, acerca de las cargas admisibles en las 
conexiones, que para nuestro caso serian las boquillas de la bomba. Este inconveniente, 
deberá resolverse para todas las condiciones posibles de operación de las bombas, y 
deberán ser evaluadas para los casos de carga: peso + expansión térmica + presión. 
 
 
 
 
►EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE EQUIPO ROTATORIO◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
30 
 
• El análisis de flexibilidad de este tipo de sistemas que acoplan a bombas centrifugas, 
deberá considerar todos los ramales considerados a múltiples comunes. 
 
• Se deben considerar todas las posibles condiciones de operación. 
 
• Las conexiones a las bridas de las bombas, deberán ser consideradas como rígidos y no 
flexibles. 
 
• Se deben considerar las condiciones de fricción. etc. 
 
Todo sistema conectado a equipo rotatorio, debe cumplir con los requerimientos de 
American Petroleum institute en su estándar API 610, párrafo 2.4, que cubre la evaluación de cargas 
externas aplicadas a la cara de bridas de la bomba, la aplicación de este estándar, deberá hacerse contra 
los resultados de cargas obtenidas en el modo de operación del sistema. Los requerimientos que aplican 
a bombas con boquillas de succión de 406 mm (16”) y menores, con carcasas construidas de acero o 
acero aleado. Se consideran dos efectos en las boquillas: fuerzas y momentos (ver tabla) y 
deformaciones desarrollados en la carcasa que no deben ser mayores a 0.1 mm, para carcasas 
construidas de otro material, los proveedores deben proponer cargas semejantes en sus boquillas. 
 
Una vez que se han determinado las fuerzas momentos tanto en la tubería como en las 
boquillas de los equipos interconectados, surge la pregunta de si la tubería o el equipo interconectado, 
no sufrirá daños bajo tales fuerzas; para dar respuesta a tal pregunta, es necesario calcular los esfuerzos 
y/o combinar las fuerzas y momentos para comparar contra los esfuerzos o fuerzas permisibles tanto 
para la tubería como para el equipo interconectado, por tanto y en este caso, que se procede a evaluar 
las cargas obtenidas en las boquillas de una bomba horizontal. 
 
 
3.1.4 “EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN LAS BOQUILLAS DE UNA BOMBA API 
(HORIZONTAL)”. 
 
DESARROLLO: 
 
3.1.4.1 VERIFICACIÓN DE LOS DIÁMETROS DE LAS BOQUILLAS DE LA BOMBA. 
 
ØS < 406 (16”) ØD < 406 (16”) 
 
 
3.1.4.2 EVALUACIÓN DE LA BOMBA, PRIMERA CONDICIÓN SEGÚN ESTÁNDAR 
API-610. 
 
Boquilla de Succión: 
 
Fuerzas: Momentos: 
 
|FxSA/FxST| < 2.00 |MxSA/MxST| < 2.00 
|FySA/FyST| < 2.00 |MySA/MyST| < 2.00 
|FzSA/FzST| < 2.00 |MzSA/MzST| < 2.00 
 
 
►EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE EQUIPO ROTATORIO◄ 
___________________________________________________________________________________________________ 
31 
 
 
Boquilla de Descarga: 
 
Fuerzas: Momentos: 
 
|FxDA/FxDT| < 2.00 |MxDA/MxDT| < 2.00 
|FyDA/FyDT| < 2.00 |MyDA/MyDT| < 2.00 
|FzDA/FzDT| < 2.00 |MzDA/MzDT| < 2.00 
 
 
 
3.1.4.3 EVALUACIÓN DE LA BOMBA, SEGUNDA CONDICIÓN SEGÚN ESTÁNDAR 
API-610. 
 
 
Boquilla de Succión: 
 
(FRSA/1.5FRST) + (MRSA/1.5MRST) ≤ 2 
 
De donde: 
 
FRSA = [(FxSA)2 + (FySA)2 + (FzSA)2]1/2 
 
MRSA = [(MxSA)2 + (MySA)2 + (MzSA)2]1/2 
 
 
Boquilla de Descarga: 
 
(FRDA / 1.5FRDT) + (MRDA/1.5MRDT) ≤ 2 
 
De donde: 
 
FRDA = [(FxDA)2 + (FyDA)2 + (FzDA)2]1/2 
 
MRDA = [(MxDA)2 + (MyDA)2 + (MzDA)2]1/2