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CURSO BÁSICO 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD EN 
SISTEMAS DE TUBERÍAS 
 
 
 
Instructor: 
Ing. Deyanira Consuegra 
 
 
Maracaibo, 20/08/2014 
 
TABLA DE CONTENIDO 
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................... 5 
1. CRITERIOS DE DISEÑOS DE SISTEMAS DE TUBERÍAS ............................................................ 7 
1.1 LINEAMIENTOS Y CONSIDERACIONES DE DISEÑOS DE UN SISTEMA DE TUBERÍAS. ....... 7 
1.1.1 PROCEDIMIENTOS IMPORTANTES PARA LOS DISEÑOS DE TUBERÍAS .............................. 8 
1.2 NORMAS APLICABLES PARA DISEÑOS DE TUBERIAS .......................................................... 10 
1.2.1 CODIGO ANSI/ASME B31 ............................................................................................................. 10 
1.3 PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LAS TUBERÍAS.............................. 14 
1.3.1 TAMAÑOS Y LONGITUDES COMÚNMENTE USADOS EN TUBERÍAS DE ACERO AL 
CARBONO ...................................................................................................................................... 16 
1.3.2 COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES (MODULO DE ELASTICIDAD -LEY DE 
HOOKE)........................................................................................................................................... 19 
2. ANÁLISIS DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS. ................................................................................ 22 
2.1 TIPOS DE ESFUERZOS EN LA TUBERIA ................................................................................... 23 
2.1.1 ESFUERZOS CIRCUNFERENCIAL............................................................................................... 25 
2.1.2 ESFUERZOS LONGITUDINAL POR PRESION INTERNA. ......................................................... 26 
2.1.3 INTENSIFICACIÓN DE ESFUERZO POR DEFLEXION ............................................................... 26 
2.1.4 ESFUERZO LONGITUDINAL TOTAL ........................................................................................... 27 
2.1.5 ESFUERZO EQUIVALENTE .......................................................................................................... 27 
2.1.6 ESFUERZOS PERMISIBLE ........................................................................................................... 29 
2.2 ESFUERZOS DEBIDOS A CONDICIONES DE CARGAS: SOSTENIDAS Y OCASIONALES. . 30 
2.2.1 CARGAS SOSTENIDAS ................................................................................................................ 30 
2.2.2 CARGAS SOSTENIDAS MAS CARGAS OCASIONALES: ......................................................... 31 
2.3 ESFUERZO ADITIVOS ................................................................................................................... 32 
2.4 RESUMIENDO LA APLICACIÓN DE LAS ECUACIONES PARA ESFUERZOS SE TIENE: ..... 33 
3. CÁLCULO DE ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS PARA PRESIÓN INTERNA Y 
EXTERNA ........................................................................................................................................ 40 
3.1 CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA ................ 40 
3.2 CÁLCULO DE ESPESOR DE TUBERÍAS PARA PRESIÓN EXTERNA ..................................... 42 
3.2.1 MÉTODO DE DISEÑO PARA CÁLCULO DE ESPESOR DE PARED A PRESIÓN EXTERNA. 43 
3.3 SOBRE-ESPESOR DEL TUBO POR CORROSIÓN ..................................................................... 45 
3.4 MÍNIMO ESPESOR DEL TUBO ..................................................................................................... 45 
4. LOCALIZACIÓN INICIAL DE SOPORTES .................................................................................... 49 
 
4.1 SEPARACIÓN DE SOPORTES ..................................................................................................... 50 
4.1.1 DIAGRAMAS TÍPICOS DE TUBERÍAS ......................................................................................... 57 
4.1.2 SEPARACIÓN DE SOPORTES EN TUBERÍAS SOMETIDAS A CARGAS CONCENTRADAS 67 
4.1.3 SEPARACIÓN DE SOPORTES EN TUBERÍAS HORIZONTALES EN FORMA DE "L". ........... 68 
4.1.4 SEPARACIÓN DE SOPORTES EN TUBERÍAS HORIZONTALES EN FORMA DE "U" ............ 69 
4.1.5 SEPARACIÓN DE SOPORTES EN TUBERÍAS HORIZONTALES EN PLANOS 
DIFERENTES. ................................................................................................................................. 70 
4.1.6 MÁXIMO ESPACIAMIENTO PARA GUÍAS EN TRAMOS VERTICALES ................................... 71 
4.1.7 ESPACIAMIENTO DE GUÍAS EN TUBERÍAS HORIZONTALES SOMETIDAS A 
VIBRACIONES POR EL VIENTO. ................................................................................................. 72 
4.1.8 REFUERZOS EN EL PUNTO DE SOPORTE PARA LÍNEAS DE GRAN DIÁMETRO. 
(DENTRO DE LOS LÍMITES DE BATERÍA. HASTA 350 Æ) ....................................................... 73 
4.1.9 REFUERZOS EN LOS PUNTOS DE SOPORTE PARA TUBERÍAS DE GRAN DIÁMETRO 
(PARA TUBERÍAS FUERA DEL LÍMITE DE BATERÍAS, HASTA 400KÆ) ................................ 74 
4.1.10 ESPACIAMIENTO DE SOPORTES PARA LÍNEAS MAYORES DE 24 PULGADAS. ................ 75 
4.1.11 ECUACIÓN PARA EL CHEQUEO DEL APLASTAMIENTO EN TUBERÍAS .............................. 77 
5. CONSIDERACIONES SOBRE ARREGLO (“LAYOUT”) DE TUBERÍAS .................................... 79 
5.1 TUBERIAS DE PLANTAS DE PROCESO..................................................................................... 79 
5.2 ESPACIOS LIBRES (SEPARACIONES) ....................................................................................... 80 
5.3 CONSIDERACIONES PARA FACILITAR EL SOPORTE DE TUBERIAS ................................... 80 
5.4 GUIAS SOBRE UBICACIÓN DE SOPORTES .............................................................................. 81 
5.5 ESPACIAMIENTO ENTRE SOPORTES ........................................................................................ 81 
5.6 ESPACIAMIENTO VS. ESFUERZO .............................................................................................. 82 
5.7 ESPACIAMIENTO VS. DEFLEXIÓN .............................................................................................. 82 
5.8 SOPORTES DE TUBERIAS DE GRAN DIAMETRO .................................................................... 83 
5.9 CARGAS EN COLGADORES Y SOPORTES ............................................................................... 83 
5.9.1 TIPOS DE COLGADORES Y SOPORTES .................................................................................... 84 
5.10 OLEODUCTOS Y GASODUCTOS ................................................................................................. 85 
5.10.1 CONSIDERACIONES SOBRE ARREGLO (“LAYOUT”) DE TUBERÍAS OLEODUCTOS Y 
GASODUCTOS ............................................................................................................................... 85 
5.10.2 ESPACIOS LIBRES (SEPARACIONES) ....................................................................................... 85 
5.10.3 SOPORTES Y ANCLAJES ............................................................................................................. 86 
5.10.4 RELLENO PARA TUBERIAS ENTERRDAS ................................................................................. 86 
 
5.10.5 REQUERIMIENTO DE “CAMISAS” EN CRUCES DE CARRETERAS Y VIAS FÉRREAS ........ 87 
6. ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD ........................................................................................................ 89 
6.1 SOLICITACIONES .......................................................................................................................... 90 
6.2 FACTORES A CONSIDERAR EN UN PROBLEMA DE FLEXIBILIDAD ..................................... 91 
6.3 TIPOS DE FALLAS COMUNES EN SISTEMAS DE TUBERÍA....................................................93 
6.4 CRITERIOS DE SELECCIÓN PARA EL GRADO DEL ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD 
DETUBERÍAS. ................................................................................................................................ 94 
6.5 TIPOS DE ANALISIS (CATEGORIAS DE TUBERÍAS) ................................................................ 96 
6.5.1 CATEGORIA 1 ................................................................................................................................ 97 
6.5.2 CATEGORÍA II ................................................................................................................................ 98 
6.5.3 CATEGORÍA III ............................................................................................................................... 98 
6.5.4 CATEGORIA IV ............................................................................................................................... 99 
7. INFORMACIÓN REQUERIDA Y GENERADA POR UN ANALISTA DE ESFUERZOS DE 
TUBERÍAS. ................................................................................................................................... 102 
7.1 INFORMACIÒN REQUERIDA PARA DETERMINAR LOS CALCULOS DE FLEXIBILIDAD. .. 102 
7.2 INFORMACIÓN GENERADA POR UN ANALISTA DE ESFUERZOS DE TUBERÍAS. ............ 104 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................................. 105 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
El Análisis de Flexibilidad para tuberías en la Industria Petrolera y/o Química. Permite 
evaluar el comportamiento de un sistema de tuberías cuando se encuentran sometidos a las 
condiciones del fluido contenidos en ella; así como también, la incidencia de los factores 
externos u ambientales que pueden modificar su esfuerzo de fabricación. 
 
Este estudio, comprende una serie de normas y códigos que darán a los sistemas de 
tuberías una implementación y operación segura bajo las condiciones de cargas externas 
como internas a las que se encuentra solicitada. Cada norma, debe aplicarse acorde a las 
características de lo que se quiere estudiar porque esta contempla hasta la composición 
química que debe tener un material para poder lograr un esfuerzo específico en una 
aplicación específica. 
 
Los códigos establecen límites de estudio y chequeos con ensayos de esfuerzos en diversos 
materiales. Cada material tiene un valor predestinado de aguante según su rango de 
temperatura y/o presión. En base a estos estudios, existen valores permisibles de carga 
como su momento o torque acorde a dichas cargas y a los desplazamientos que ocurren en 
el punto de interés por las condiciones señaladas. 
 
También los códigos rigen el desplazamiento que debe tener la tubería como máximo al 
estar sujeto a viento y/o sismo. Estos códigos aunque no pertenecen al compendio que se 
indica para las tuberías sino para la disciplina Civil y estructural, establecen características 
que nos permiten calcular fuerzas distribuidas en base a las aceleraciones que se producen 
en un movimiento sísmico o al área de incidencia en una ráfaga de viento. 
 
Todos estos factores están involucrados con un límite de aguante del material a dicha 
condición. El análisis de flexibilidad evalúa diversas alternativas que al final se resumirán en 
una sola para dar el visto bueno de un sistema tubería y/o equipo. 
 
El análisis de flexibilidad de tuberías provee las técnicas de ingeniería necesarias para 
realizar un diseño de tuberías sin sobrecargas ni sobreesfuerzos en los componentes de las 
tuberías, ni en las conexiones con los equipos. Puede ser estructurado en dos partes 
fundamentales:- 
 
a) análisis estático: Incluye el análisis de las conexiones ramales y codos, el análisis de las 
tuberías y el análisis de los equipos involucrados al sistema. 
b) El análisis dinámico: incluye los efectos dinámicos producto de un disparo de válvulas 
de alivios, golpe de arietes, flujos bifásicos, entre otros, que originan resonancias y vibración 
al sistema de tuberías. 
 
Este curso está dirigido a las aplicaciones básicas en un análisis estático. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO 1. 
CRITERIOS DE DISEÑOS DE 
SISTEMAS DE TUBERÍAS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. CRITERIOS DE DISEÑOS DE SISTEMAS DE TUBERÍAS 
1.1 Lineamientos y Consideraciones de Diseños de un Sistema de Tuberías. 
 
El diseño de un sistema de tuberías, sea aéreas, enterradas o sub-lacustre de las 
instalaciones industriales empieza por la selección del material, continuando con el 
trazo de su ruta o configuración más 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 severa 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). 
 
Las garantías 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 está íntimamente 
ligado con el costo y tiempo. 
 
En instalaciones industriales, diversas organizaciones como: API, ASME, ANSI, 
NEMA, etc., han contribuido grandemente, condensado 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. 
1.1.1 PROCEDIMIENTOS IMPORTANTES PARA LOS DISEÑOS DE TUBERÍAS 
 
En el proceso de diseño y construcción de una planta industrial, el diseño del 
sistema de tuberías representa una de las actividades de mayor importancia. 
 
Para llevar a cabo este procedimiento de forma exitosa, se toman en consideración 
numerosas variables que afectan directamente la eficiencia del proceso productivo 
de la planta. Estas variables dependen, en gran medida, del diseño adecuado del 
sistema de transporte de la materia prima y sus productos: las tuberías y sus 
conexiones. 
 
Atendiendo a lo anterior, se mencionan algunas de las consideraciones de 
importancia en el proceso de diseño del sistema de tuberías: 
 
• Establecimiento de las condiciones de diseño de presión, temperatura y otras 
ocasionales como: carga del viento, movimientossísmicos, ondas de presión del 
fluido, gradientes térmicos y número de ciclos de las diferentes cargas. 
 
 
 
• Determinación del diámetro de la tubería, el cual dependerá fundamentalmente 
de las condiciones del proceso: el caudal, la velocidad y la presión del fluido. 
 
• Selección de los materiales de la tubería en base a su tendencia a la corrosión, 
propiedades mecánicas, economía y disponibilidad. 
 
• Selección de los tipos y clases de bridas, válvulas y accesorios. 
 
• Cálculo del espesor mínimo de la tubería, para las temperaturas y presiones de 
diseño 
• Establecimiento de un arreglo adecuado entre los puntos terminales de las 
tuberías. 
 
• Establecimiento de una configuración aceptable de soportes para el sistema de 
tuberías. 
 
• Análisis de esfuerzos (bajo condiciones normales y anormales), para verificar que 
los producidos en la tubería por los distintos tipos de cargas, componentes 
locales y puntos terminales, estén dentro de los valores admisibles. 
 
• Verificación de: posibilidades y limitaciones de construcción, costos, 
requerimientos de seguridad, requerimientos de espacios para operación, 
mantenimiento y emergencias, entre otros. 
 
• Dentro del proceso de diseño de tuberías, la selección de materiales para las 
mismas y sus accesorios, se expresa en las denominadas especificaciones de 
materiales. A través de ellas, se pueden conocer las características de cada uno 
de los elementos que componen el sistema de tuberías, cuya selección ha sido 
determinada en base a la presión, temperatura y naturaleza corrosiva del fluido 
que transportarán. También describe el espesor de las tuberías, el tipo de 
conexión entre los distintos ramales y los códigos empleados para la adquisición 
o clasificación de los materiales. Esto permite que la seguridad de la planta no se 
vea comprometida, ya que los elementos que la conforman quedarán 
 
 
adecuadamente relacionados desde el punto de vista metalúrgico. Con esto se 
logra que los procesos que se lleven a cabo bajo las condiciones de operación 
señaladas en las especificaciones se desarrollen satisfactoriamente. 
 
• Es fundamental que el ingeniero de flexibilidad tenga los conocimientos sobre el 
comportamiento de los tipos de materiales empleados en un sistema de tuberías 
y para tal fin los sistemas de fabricación y normas que lo certifican. 
 
1.2 NORMAS APLICABLES PARA DISEÑOS DE TUBERIAS 
1.2.1 CODIGO 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 logar una serenidad 
adecuada. En él, se documentan las buenas prácticas corrientes y actuales y aun 
cuando no incluyan los conceptos y desarrollos más recientes, hace provisiones 
para inclusiones posteriores. 
Diferentes secciones que han sido elaboradas de código ANSI/ASME B31 
 
 
 
 
 
Secciones Del 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 y System 
B31.5 Refrigeration Piping 
B31.6 Chemical Plant (fusionando con B31.3 antes de publicarse 
B31.7 Nuclear Piping (eliminado y ahora cubierto por ASME Boler and 
Presure 
B31.8 Gas Transmision and Distribution Piping Systems 
B31.9 Building Service Piping 
B31.10 Cryogenic Piping Systems 
B31.11 Slurry Transportation Piping Systems 
 
Del ASME/ANSI (Pressure-Integrity Standards / ANSI = American National 
Standards Institute): Las normas listadas a continuación proveen los criterios de 
Diseño y fabricación de muchos de los componentes de tubería comúnmente 
usados: 
 
B16.1 Cast Iron Pipe Flanges and Flanged Fittings (Class 25, 125, 250,and 
800). 
B16.3 Malleable Iron Threaded Fittings (Class 150 and 300). 
B16.4 Cast Iron Threaded Fittings Classes 125 and 250. 
B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings (Classes 150 through 2500). 
B16.9 Factory Made Wrought Steel Buttwelding Fittings. 
B16.11 Forged Steel Fittings, Socket-Welding and Threaded (Class 2000 
through 9000). 
B16.15 Cast Bronze Threaded Fittings (Class 150 and 300). 
B16.18 Cast Copper Solder Joint Pressure Fittings. 
B16.22 Wrought Copper and Copper Alloy Solder Joint Pressure Fittings. 
B16.24 Bronze Pipe Flanges and Flanged Fittings (Class 150 and 300). 
B16.28 Wrougtn Steel Buttwelding Short Radius Elbows and Returns. 
 
 
B16.33 Manually Operated Metallic Gas Valves for Use in Gas Piping Systems 
Up to 125 psig. 
B16.34 Valves-Flanged, Threaded and Welding End (Classes 150 through 
4500) 
B16.36 Orifice Flanges (Class 300, 600, 900, 1500 and 2500). 
B16.38 Large Metallic Valves for Gas Distribution (Manually Operated, NPS 2-
1/2 to 12, 125 psig Maximun). 
B16.39 Malleable Iron Threaded Pipe Unions (Classes 150,250 and 300) 
B16.42 Ductile Iron Pipe Flanges and Flanged Fittings (Classes 150 and 300). 
B16.47 Large Diameter Steel Flanges 
 
Del ASME/ANSI Dimensional Standards: A continuación se listan las normas donde 
se muestran las dimensiones de los componentes de Tuberías más usados: 
 
B1.20.1 Pipe Threads, General Purpose. 
B16.10 Face-to-Face and End-to-End Dimensions of Valves. 
B16.201 Ring-Joint Gasket and Pipe Flanges. 
B16.211 Non-metalic Flat Gaskets for Pipe Flanges. 
B16.25 Buttwelding Ends 
B36.10 Welded and Seamles Wrought Steel Pipe. 
B36.19 Stainless Steel Pipe 
 
Normas de Materiales de Fabricación de Tuberías. Los materiales de Tuberías no 
son seleccionados por la Sección de Flexibilidad. Sin embargo, los estándares 
utilizados pueden servir como consulta para la solución de problemas. Los 
materiales para las Tuberías deben cumplir con las especificaciones de Tuberías del 
proyecto. En su ausencia, la selección, datos y uso del material debe basarse en 
alguna asociación o instituto de normas reconocido, como lo son la ASME, ASTM o 
API (ASTM = American Society for Testing and Materials; API = American Petroleum 
Institute). 
 
 
 
 
 
Ejemplos de especificaciones de materiales para Tuberías son: 
 
ASTM A53 Welded And Seamless Steel Pipe. 
ASTM A106 Seamless Carbon Steel Pipe for High Temperature. 
API 5L Steel Pipe 
 
The Manufacturers Standardization Society (MSS): Publica The Standard Practices 
(SP), que proveen las prácticas recomendadas en el Diseño de sistemas Tuberías y 
de soportes. Los siguientes MSS estándares son aplicables a las restricciones en 
Tuberías: 
SP-58 Pipe Hangers and Supports: Materials, Design and Manufacturers. 
SP-69 Pipe Hangers and Supports: Selection and Applications. 
SP-89 Pipe Hanger and Supports: Fabrication and Installation Practices. 
SP-90 Guidelines on Terminology of Pipe Hangers and Supports. 
 
Expansion Joint Manufacturers Association, INC. (EJMA). El estándar de ésta 
asociación rige la fabricación, instalación y uso de las juntas de expansión. 
 
Welding Research Council (WRC). Los documentos técnicos preparados por este 
grupo son útiles para el Diseño que tenga relación con uniones por medio de 
soldaduras entre líneas, equipos o soportes. 
Bulletin 107 Local Stresses in Spherical and Cylindrical Shells due to External 
 Loading. 
Bulletin 198. Secundary Stress Indices for Integral Attachments to Straight Pipe. 
Bulletin 297. Supplement to WRC Bulletin 107 
 
Cargasen boquillas de recipientes y equipos. Los estándares listados a 
continuación (junto con los boletines de la WRC) contienen la información 
recomendada para la evaluación de las cargas en las boquillas de recipientes y 
equipos: 
 
API 650 Para tanques de almacenamiento atmosférico. 
API 610 Bombas centrífugas 
 
 
API 617 Compresores centrífugos 
NEMA SM 23 Turbinas de Vapor; NEMA (National Electrical Manufacturers 
 Association) 
API 661 Enfriadores de Aire 
API 560 Para calentadores utilizando fuego directo) 
ANSI B73.1 Bombas centrífugas 
API 674/675 Bombas Reciprocantes 
API 618 Compresores Reciprocantes. 
 
Normas Europeas, los estándares más probables para su uso o consultas son: 
Deutsches Institute Fhr Normung (DIN) y el British Standards Institute (BSI) 
Lectura de Libros Recomendados: 
Paul R. Smith, Thomas J. Van Laan. Piping and Pipe Support Systems (Design and 
Engineering). McGraw-Hill Book Company. 
ITT Grinnell. Piping Design and Engineering. 
M. W. Kellogg. Design of Piping Systems 
 
1.3 PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LAS TUBERÍAS. 
Se denominan tuberías, a aquellos tubos fabricados de acuerdo a las dimensiones y 
estándares establecidos en normas pertenecientes a industrias que empleen el 
transporte de fluidos como parte del proceso productivo. 
 
Debido a las variaciones en los distintos requerimientos de cada proceso como: 
sección, presión, corrosión, temperatura y material; es necesario disponer de 
diferentes espesores de tubería. Por esto, en pro de estandarizar el sistema de 
identificación de las distintas tuberías, se ha establecido en la industria el 
denominado Diámetro Nominal (DN); el cual representa, como su nombre lo indica, 
un sistema para nombrar tuberías mas no para dimensionarlas. Para el 
dimensionamiento de las tuberías se emplea el diámetro exterior, el cual representa 
la medida real de la tubería, y permanece constante independientemente de la 
variación del espesor de la misma. 
 
 
 
Para las tuberías de 12” de diámetro nominal y menores, se les denomina con un 
DN menor al diámetro externo, dado por aproximación. Para las de 14” y mayores el 
valor del DN coincide con el valor del diámetro exterior. El espesor de pared viene 
expresado en función de una denominación que lo clasifica, llamado Schedule. 
Dicho concepto está asociado al espesor mínimo que debe tener la tubería para 
soportar los esfuerzos tangenciales producidos por la presión del fluido que 
transporta, donde dicho espesor se representa con la denominación 
correspondiente o schedule. 
 
Las propiedades y caracterización de las tuberías se fundamentan en los procesos 
de fabricación de los siguientes estándares: 
• American Society of Mechanical Engineers ASME B36.10 
• American Society of Mechanical Engineers ASME B36.19 
 
Las propiedades y caracterización de las tuberías se fundamentan en los procesos 
de fabricación de los siguientes estándares: 
• American Society of Mechanical Engineers ASME B36.10 
• American Society of Mechanical Engineers ASME B36.19 
• American Petroleum Institute standard API 5L 
• American Petroleum Institute standard API 5LX 
• New United States Legal Standard for steel plate Gauges 
 
Para la ASME B36.10 y B36.19 se tiene una tablas, en la cual se representa 
diámetro externo, espesor, diámetro interno, peso de la tubería en vacío y llena de 
agua, el módulo de elasticidad, momento de inercia, área transversal del tubo, área 
del metal, entre otros. Las características de tuberías que se presentan en estas 
tablas 1 se muestran a continuación (Anexo1): 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla N°1. 
Propiedades de tuberías de acuerdo a sus dimensiones 
 
A
n
t
e
s
 
d 
La introducción de los números de cédula (“schedule”) para designar los espesores 
de pared de tubería, se empleaban los términos peso estándar (s), extra fuerte (xs) 
y doble extra fuerte (xxs) para indicar estos mismos espesores. Los tamaños hasta 
10” cédula 40 son los mismos pesos estándar, y tamaños hasta 8” en cédula 80 son 
los mismos que extra fuerte. Doble extra fuerte ha sido dejado de fabricar en varios 
tamaños empleándose en su lugar cédula 160. 
 
La tolerancia de fabricación admitida para tuberías usualmente es del 12.5 % 
del Espesor Nominal de Pared (T) 
1.3.1 TAMAÑOS Y LONGITUDES COMÚNMENTE USADOS EN TUBERÍAS DE ACERO 
AL CARBONO 
Los fabricantes de tuberías ofrecen una gran gama de tamaños de tuberías, desde 
1/8” hasta 44” de diámetro nominal. De 1/8” a ½” la tubería es usualmente utilizada 
para líneas de instrumentos o de servicios (agua, aire y gas). La tubería de ½” es 
muy usada para trazas de vapor y tuberías auxiliares en bombas. Las tuberías 
rectas son construidas de varias longitudes, de acuerdo a su diámetro, tuberías de 3 
m, 6m, 12m y hasta 15m (inusual) de longitud. 
 
Otro aspecto de importancia en la caracterización de las tuberías (que se presenta 
en las especificaciones de materiales), es la preparación de los extremos de la 
misma, los cuales pueden ser: planos (PE), biselados (BE) o roscados (TE) 
 
Nominal 
Desig 
nation 
wall 
thick 
ness 
Inside 
Diam. 
Weight 
per 
foot 
Wt. Of 
water 
per Ft. 
Of 
Pipe 
Sq. Ft. 
Outside 
Surface 
per Ft. 
Sq. Ft. 
Inside 
Surface 
per Ft. 
Trans 
verse 
area in2 
Area of 
Metal 
in2 
Moment 
of 
Inertia 
in4 
Section 
Modulus 
in3 
Radius 
at 
Gyration 
in2 Pipe 
size 
Outside 
Diam. 
D d A A I Z R 
1/8 .405 
10S .049 .307 .186 .0320 .106 .0804 .0740 .0548 .00090 .00440 .1270 
Std .068 .269 .244 .0246 .106 .0705 .0568 .0720 .00106 .00530 .1215 
X-Std .095 .215 .314 .0157 .106 .0563 .0364 .0925 .00122 .00600 .1146 
 
 
Éstos, a su vez, son determinantes en el tipo de unión (junta) entre tuberías y sus 
accesorios. 
 
En cuanto a los procesos de manufactura que generalmente se utilizan para la 
fabricación de tuberías, se sabe que en la industria existen varios tipos de acabados 
para los tubos de las instalaciones industriales. 
 
Comúnmente, los tubos de acero son del tipo sin costura (sin soldadura lateral), los 
cuales se fabrican por medio de perforación y forja, torneado y calibración del 
hueco. 
 
Los tubos con costura (producidos por soldadura) se fabrican por soldadura por arco 
sumergido, soldadura por resistencia eléctrica o soldadura eléctrica por fusión. 
 
Importancia del área de tuberías (Piping) en proyectos de ingeniería: 
 
Costo del material del proyecto 25 a 30 % 
Trabajo de montaje 35 % 
Horas Hombre (HH) de ingeniería 45 % 
 
Propiedades Geométricas y características mecánicas de las tuberías: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DE = Diámetro externo 
DI = Diámetro Interior 
DN = Diámetro Nominal 
Donde: 
DI ≤ DN≤ DE 
Superficie Externa (pie 2/pie): Ao= π D 
 12 
 
 Superficie Interna (pie ²/pie): Ai= π d 
 12 
 
Área Metálica (in² ): Am = π (D² - d²) 
 4 
 
Área de flujo (in²): Af = π d² 
 4 
 
Peso de metal por pie de Tubería (lb/pie): W = 3,4 Am (C.S.) = 0,6802t (D - t) 
Peso de agua por pie de Tubería (lb/pie): Ww = 0.433 Af = 0.3405d² 
Radio de giro (in): Rg = 0.25 √D² + d² 
Momentos de Inercia (in⁴): I = 0.0491 (D4 – d4) = Am*Rg² 
Módulo de Sección (in³) Z = 2I/D = 0.0982 (D⁴ - d⁴)/ D 
 
Esta expresión nos da la masa para obtener el peso se debe multiplicar por la 
aceleración de la gravedad del sitio. Número de cédula o Schedule de tubería. 
 
Las tuberías en sus varios tamaños son hechas con varios espesores de 
pared para cada tamaño, los cuales han sido establecidos por 3 diferentesfuentes: 
 
• American National Standards Institute (ANSI); establece Números de cedulas 
(Schedules: 10 – 160). 
 
• American Society of Mechanical Engineers (ASME) y American Society for 
Testing and Materials (ASTM), establecieron las siguientes designaciones: 
STD (estandard) 
XS (extrafuerte) 
 
 
XXS (doble extrafuerte). 
 
• American Petroleum Institute (API): estableció las designaciones 5L y 5LX el 
número de cedula (Schedule), se obtiene en forma aproximada a partir de la 
expresión: 
Número de Cédula = 1000P/ S 
Donde: 
S = esfuerzo admisible de trabajo en lbs/pulg2 
P = Presión manométrica interna en lbs/pulg2 
La expresión anterior se basa en la fórmula para el cálculo del espesor de la tubería: 
 
tm = t + c+ x (EC- 1.3.1a) t = PD/2S (EC-1.3.1b) 
 
Donde: 
 
tm = Espesor mínimo requerido, incluyendo tolerancia de mecanizado, corrosión y 
erosión, en pulg. 
t = Espesor del tubo debido a presión, en pulg 
D=Diámetro exterior del tubo, en pulg. 
c = Tolerancia mecanizado (rosca o acanaladura), corrosión y erosión, en pulg. 
X=Tolerancia de fabricación = 12,5% tm 
 
En conclusión, el número de cédula es una expresión que viene a ser más o menos 
proporcional en relación entre la presión de trabajo y el esfuerzo admisible y 
también a la relación entre el espesor corroído y el diámetro exterior. 
1.3.2 COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES (MODULO DE ELASTICIDAD -LEY 
DE HOOKE) 
Establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es 
directamente proporcional a la fuerza aplicada F. 
 
El comportamiento de los materiales dúctiles, tales como ASTM A53 Gr. B. se 
puede observar mediante una curva Esfuerzo Vs. Deformación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Donde 
E= Modulo de Elasticidad del Material: se puede leer en la Tabla C-6 del 
Apéndice C del ANSI B31.3 (Anexo 4). Esta curva nos muestra el límite de fluencia 
de los materiales, así como la variación de esfuerzos en los materiales con respecto 
a las deformaciones sufridas en las tuberías. 
 
El Esfuerzo de Fluencia (σy) es el punto en el cual cada desplazamiento adicional 
puede causar una deformación permanente o ruptura de los elementos sometidos a 
esfuerzos. Al realizar el análisis de flexibilidad, se busca no superar en ningún 
momento el límite de fluencia para que la de formación del material no sea 
permanente, o se genere la fractura del material. 
 
 El Esfuerzo Último o Resistencia a la Tracción (σu): es el punto más alto de la 
curva y para muchos materiales es el punto donde ocurre la rotura de la probeta. 
Los valores de los esfuerzos admisibles se obtienen, según la temperatura, en las 
normas correspondientes a cada sistema de tuberías. Para tuberías metálicas los 
valores de esfuerzos admisibles se encuentran en la Tabla A-1 del Apéndice A de la 
norma ANSI B31.3. (Anexo 4). Algunas Propiedades Mecánicas de los Materiales se 
muestran en el (Anexo 1). A fin de completar sobre el tema se incluye en el anexo 7 
mayor información que detalla el comportamiento de los materiales según la LEY 
DE HOOKE. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO 2 
ANÁLISIS DE 
ESFUERZOS EN TUBERIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. ANÁLISIS DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS. 
El análisis de flexibilidad se debe realizar para asegurar el cumplimiento de los 
códigos, normas y prácticas de ingeniería. Específicamente esto incluye la 
verificación de los esfuerzos en las tuberías, las fuerzas y los momentos resultantes 
en boquillas de equipos, soportes y uniones bridadas. 
De acuerdo a las normas ANSI existen cuatro tipos de esfuerzos que deben ser 
verificados para asegurar que no ocurran fallas en las tuberías debido a esfuerzos 
excesivos. El primero es el esfuerzo circunferencial debido a la presión, la 
verificación de este esfuerzo debe ser llevada a cabo por el grupo que elabora las 
especificaciones de tuberías. Esto se debe a que este esfuerzo es el que determina 
el espesor requerido de tubería. Los primeros a verificar por el grupo de flexibilidad 
son los esfuerzos sostenidos o esfuerzos primarios, luego son los esfuerzos por 
expansiones y movimientos térmicos o esfuerzos secundarios y por último los 
esfuerzos ocasionales. 
Los esfuerzos primarios corresponden a la suma de los esfuerzos longitudinales 
producidos por los siguientes factores: 
• Peso. Esto incluye el peso de la tubería, peso del fluido y peso del aislamiento 
de la tubería. 
• Presión. 
• Fuerzas y momentos aplicados sobre la tubería. 
• Las principales características de los esfuerzos primarios son las siguientes: 
• Los esfuerzos primarios excesivamente elevados pueden producir una 
deformación plástica y la ruptura del material. 
• Los esfuerzos primarios no son auto-limitantes, es decir, una vez que comienza 
la deformación plástica esta continúa avanzando hasta que se logre un 
equilibrio de las fuerzas o hasta que ocurra una falla del material. 
• Normalmente no son de naturaleza cíclica. 
• Las cargas más frecuentes para los esfuerzos primarios o sostenidos son la 
presión y el peso 
• Los límites admisibles para los esfuerzos sostenidos son usualmente referidos 
al esfuerzo de fluencia (o sea el punto donde comienzan las deformaciones 
plásticas) o al esfuerzo último del material y dependen de la temperatura de 
operación. 
Los esfuerzos de expansión o secundarios reciben ese nombre debido a que sólo se 
encuentran presentes durante los arranques y paradas de planta y tienden a 
disminuir con el tiempo debido a la relajación térmica del material. 
Las características de los esfuerzos secundarios son las siguientes: 
 
 
• Los esfuerzos secundarios son cíclicos, ya que son debidos a las expansiones 
(o contracciones) térmicas. 
• Los esfuerzos secundarios pueden producir fallas en el material, usualmente 
después de un número elevado de aplicaciones de la carga (El hecho de que un 
sistema haya estado funcionando por años no indica que haya sido bien 
diseñado a fatiga). 
• Casi siempre son auto-limitantes, así que la simple aplicación de la carga no 
produce fallas. 
• Producen la creación de pequeñas grietas en las superficies interiores o 
exteriores de las tuberías que presentan imperfecciones o defectos. 
• Los materiales frágiles son mucho más susceptibles. 
• Las superficies corroídas sirven como intensificadores de los esfuerzos y como 
puntos de iniciación de grietas. La corrosión junto a los ciclos de esfuerzos 
secundarios producen un deterioro mayor en las tuberías. 
• Las soldaduras irregulares o con porosidades también son puntos de 
intensificación de los esfuerzos secundarios, con lo que se reducen los ciclos 
para la fatiga. 
Los esfuerzos ocasionales son aquellos producidos por causas excepcionales como 
son: 
• Movimientos sísmicos. 
• Golpe de ariete. 
• Viento. 
• Vibraciones. 
• Descarga de válvulas de alivio. 
2.1 TIPOS DE ESFUERZOS EN LA TUBERIA 
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 lasfuerzas 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 adoptad por nuestro Código para evaluar 
los esfuerzos por flexión y torsión obtenidos en nuestros arreglos de tubería. 
 
Tipos de esfuerzos y cargas de acuerdo a los diferentes efectos a los que son 
sometidos los sistemas de tuberías. 
 
Esfuerzos Primarios: 
 
Pueden causar deformaciones o fallas si sobre pasan los límites de fluencia de las 
tuberías: 
• Esfuerzos en la sección circunferencial debido a la presión interna 
• Esfuerzos en la sección longitudinal debido a la presión y el peso muerto 
• Esfuerzo primario de deflexión debido al peso muerto, carga de viento y sísmica. 
 
Esfuerzo secundarios: 
 
No causan fallas en el material dúctiles cuando las cargas son estáticas, pero 
pueden causar fallas por fatigas cuando las cargas son cíclicas. 
Cuando los esfuerzos secundarios exceden el límite de fluencia de la tuberías, 
pueden producir deformación locales con los cual se distribuyen las cargas y se 
reducen los esfuerzos. 
 
• Esfuerzos secundarios de deflexión y torsión debido a restricciones en la 
expansión o contracción térmica. 
 
 
• Esfuerzos secundarios de circunferencial, deflexión y torsión debido a la 
distribución de la temperatura no uniforme en la tuberías. 
 
Esfuerzos localizados: 
 
Disminuyen rápidamente a corta distancia de su origen. Sus efectos son similares a 
los esfuerzos secundarios, pero se producen cerca de los codos, juntas en tee y 
soportes. 
 
2.1.1 ESFUERZOS CIRCUNFERENCIAL. 
La fuerza tangencial debido a la presión interna actuando en un área de la tubería: 
 
 F = P*D. 
 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El esfuerzo circunferencial en la pared es: 
 
 S= F 
 A 
 
Donde 
A = Es el área dada por la superficie de la tubería en función del espesor. 
 
Sustituyendo obtenemos: 
 
 S = P*D (EC- 2.1a) 
2t 
 
 
 
 
De aquí se obtiene la ecuación del espesor de tuberías: 
 
 t = P*D (EC- 2.1b) 
2 t 
 
2.1.2 ESFUERZOS LONGITUDINAL POR PRESION INTERNA. 
Para una tubería de pared delgada la Fuerza longitudinal (F), está en función de la 
presión interna y el área: 
F = P*[ p*D] 
 4 
 
y el esfuerzo longitudinal SL = F 
 A 
 
Donde 
A = es la sección transversal de la tubería, dada 
 
A = p*D*t 
Sustituyendo obtenemos: 
 SL = P*D (EC-2.2a) 
 4 t 
 
 
 
 
 
2.1.3 INTENSIFICACIÓN DE ESFUERZO POR DEFLEXION 
Cálculo de Intensificación de Esfuerzo Por Presión Deflexión: El esfuerzo por 
deflexión en la sección transversal de una tubería, provocado por una carga externa 
es: 
S = M/Z 
Donde 
M = es el momento de flexionante 
 
 
Z = es la sección transversal. 
 
 
 
 
 
 M 
 
Sea Z = p*D2 * t 
4 
El momento flexionante produce tensión (+) en el lado de la tubería y compresión (-) 
en el lado opuesto. Si dicho momento ocurre en una discontinuidad geométrica el 
esfuerzo se intensifica localmente por un factor de intensificación de esfuerzo i 
 
 S = i. M (EC-2.3a) 
 Z 
 
2.1.4 ESFUERZO LONGITUDINAL TOTAL 
Sumando los distintos esfuerzos longitudinales descritos anteriormente se obtiene: 
 
SL = F/A + P*d / 4t + M /Z (EC-2.4a) 
 
 
2.1.5 ESFUERZO EQUIVALENTE 
Esfuerzo generado por la expansión térmica. 
 
SE= √Sb² + 4St² (EC-3.5a) 
 
 
 
 
 
 
Donde 
SE= Esfuerzo equivalente que deberá compararse con el rango de esfuerzos 
permisibles (SA) (lbs/pulg²). 
Sb = Esfuerzo de flexión resultante (lbs/pulg²): 
 
 Sb = _ i*M b_ (EC-2.5b) 
 Z 
 
St = Esfuerzo torsional (lbs/pulg²): 
 St= _ Mt _ (EC-2.5c) 
 2*Z 
 
Mb = Momento resultante de flexión (lbs-pulg.) 
Mt = Momento torsional (lbs-pulg.) 
 Z = Modulo de Sección de la tubería (pulg³) 
 i = Factor de intensificación de esfuerzos, tabla D-1, Norma ASME B31.3 (Pag 
240 a 243), Anexo 4 
 
 
Mb ² = My ² +Mz² (EC-2.5d) 
 
Sustituyendo en ecuación (EC-3.5a), se tiene: 
 
 SE = I²*(My² + Mz²) + 4 (Mx² 
 ( Z²) 4Z² 
 
 
De donde: 
 SE = i* ( My²+ Mz²) + Mx² (EC-2.5e) 
 Z 
 
 
2.1.6 ESFUERZOS PERMISIBLE 
El efecto 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 considera, 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 frio. 
 
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) (EC-2.6a) 
 
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) o para la máxima temperatura del metal 
F = Factor de reducción de esfuerzos para condiciones cíclicas Tabla-2. 
 
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 B 31.3. 
El código ANSI/ASME B31 establece que el esfuerzo equivalente (SE)- térmico o 
secundario- debe ser menor que el esfuerzo admisible (SA): 
 
 
Tabla del Factor de reducción de esfuerzos por el No. de Ciclos (“f”) 
Tabla-2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nota: Si no se conoce el número de ciclos se toma el valor de uno (1) para el factor de corrección 
Fuente: Tabla 302.3.5. ANSI/ASME B31.3 (1993) 
 
2.2 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 
denominados 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 límite para este tipo de cargas lo siguiente: 
2.2.1 CARGAS SOSTENIDAS 
Para Cargas Sostenidas (peso propio de la tubería, presión, etc.), el código para 
tuberías establece lo siguiente. 
Numero 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 
100,000 a 200,000 
200,000 a 700,000 
700,000 a 2,000,000 
1.0 
0.9 
0.8 
0.7 
0.6 
0.50.4 
0.3 
 
 
 
SL = Slp + Sb ≤ 1.0 Sh (EC-2.7.1a) 
 
De donde 
 Sb = Mb (EC-3.7.1b) ; Slp = PD (EC-2.7.1c) 
 Z 4 t 
 
SL = Esfuerzo Longitudinal debido al peso y presión (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/ pulg²) 
Z = Modulo de sección (pulg³) 
P= Presión de diseño (lbs/ pulg²) 
D= Diámetro exterior de la tubería (pulg²) 
t = Espesor de pared de la tubería (pulg.) 
2.2.2 CARGAS SOSTENIDAS MAS 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 (EC-2.7.2.a) 
 
 De donde: 
 Se = Me (EC-2.7.2.b) 
 Z 
 
Slp = Esfuerzo longitudinal por presión (lbs/ pulg²) 
Sb = Esfuerzo flexionante por cargas sostenidas (lbs/ pulg²). 
Se= Esfuerzo flexionante por cargas ocasionales (lbs/pulg²). 
 
 
Me= Momento flexionante resultante debido a las cargas ocasionales (lbs/pulg²). 
Z = Modulo de sección (pulg³) 
1.33 = Factor de incremento de esfuerzo permisible. 
 Sy = Esfuerzo de fluencia 
Cuando el esfuerzo permisible 1.33 Sh es mayor a 2/3 del esfuerzo de fluencia (Sy) 
del material a la temperatura de operación, la ecuación “B” toma la forma. 
 
Slp + Sb + Se ≤ 2/3 Sy (EC-2.7.2.c) 
 
2.3 ESFUERZO ADITIVOS 
 
El Código ANSI B31 para tuberías sujetas a presión estable 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 transformen en : 
 
SA = f(1.25 (Sc + Sh) - SL) (EC-2.8.a) 
 
De donde: 
SA = Esfuerzo Permisible (lbs/pulg²). 
Sc = Esfuerzo permisible a temperatura ambiente (lbs/pulg²) 
Sh= Esfuerzo permisible a la temperatura de operación (lbs/ pulg²) 
SL = Esfuerzo permisible longitudinal (lbs/pulg²) 
Esta expresión es de gran importancia en el análisis de esfuerzos de sistema de 
tuberías. 
Ejemplo 2: Esfuerzo Admisible de Tuberías, Anexo 10. 
 
 
2.4 RESUMIENDO LA APLICACIÓN DE LAS ECUACIONES PARA ESFUERZOS SE 
TIENE: 
Esfuerzos longitudinales 
Los esfuerzos sostenidos o esfuerzos primarios de la tubería deben ser comparados 
con el esfuerzo en caliente Sh, este esfuerzo Sh debe buscarse en el código 
correspondiente. (Algunos códigos pueden usar el Sy en vez de Sh, Sy = Esfuerzo 
máximo fluencia). La ecuación que se debe cumplir para los esfuerzos 
longitudinales tiene la forma siguiente: 
SL = AAD* (P*D/4* t) + BAD*(i* MA/Z) ≤ CAD Sh 
 
Cargas Ocasionales 
En general, al momento flexor de las cargas sustentadas se le suma el momento 
flexor resultante de las cargas ocasionales estudiadas. Los factores que multiplican 
los componentes de la ecuación dependen del código utilizado. La ecuación para la 
evaluación de cargas ocasionales es: 
DAD*(P D /4 t) + EAD* i*( MA + MB)/ Z ≤ KAD*Sh 
Donde: 
MA = Momento resultante de las cargas sostenidas, generalmente el que se toma 
en cuenta es el momento flexor, lb-pulg. 
MB = Momento resultante de las cargas ocasionales, lb-pulg. 
SL = Esfuerzo permisible longitudinal (lbs/pulg²) 
Sh= Esfuerzo permisible a la temperatura de operación o diseño (lbs/ pulg²) 
P = Presión interna de diseño, psi. 
D = Diámetro externo de la tubería, pulg. 
t = Espesor de la tubería, pulg. (Dependiendo del código, se debe usar el espesor 
nominal o el nominal menos la corrosión, erosión y tolerancia de fabricación). 
i = Factor de intensificación de esfuerzos en el punto donde se evalúa el momento, 
adimensional. 
 
 
Z = Módulo de sección de la tubería, pulg3 
AAD, BAD, CAD = Factores numéricos que dependen del código a usar, 
adimensionales 
DAD, EAD, KAD = Factores adimensionales que dependen del código utilizado. (En 
el código B31.3 los valores son 1, 1, 1.33 respectivamente). 
La mayoría de las normas recomiendan para el valor de MB, usar solamente el 
momento más desfavorable entre las cargas de vientos y terremotos. Normalmente, 
para las velocidades del viento en Venezuela, los esfuerzos generados por este 
fenómeno superan los resultantes por los fenómenos sísmicos, o al menos sus 
efectos son despreciables, sobre todo si se siguen los distanciamientos 
recomendados entre guías (Ver Sección 4.1.6). Máximo Espaciamiento Para Guías 
en Tramos Verticales 
Factor de Intensificación de Esfuerzos (SIF, Stress Intensification Factor) 
El factor de intensificación de esfuerzos para un componente de tubería se define 
como la razón del esfuerzo para producir falla por fatiga en N-número de ciclos para 
un componente de referencia y el esfuerzo requerido para producir falla por fatiga en 
el mismo número de ciclos en el componente en estudio. Este es usado como un 
factor de seguridad aplicado a componentes de tubería donde puedan ocurrir fallas 
por esfuerzos locales o por fatiga. Este factor es calculado a través de métodos 
experimentales. El SIF nunca tiene valores menores que 1. 
El valor del SIF para un mismo componente de tubería puede variar según el 
código. El código B31.1 y ASME Section III utilizan un mismo valor del SIF para los 
tres momentos principales (ver Figura 2.3-1), mientras que B31.3, B31.4, B31.5 y 
B31.8 tienen diferentes valores de SIF para aplicar a los momentos flexores "en el 
plano" Mi y a los momentos flexores "afuera del plano" MO , mientras que no aplican 
ningún SIF a el momento torsor. 
La definición del momento "afuera del plano" MO aplica a aquellos momentos 
flexores que tienden a girar el componente de tubería a una posición afuera del 
plano del cual está instalado. A aquellos momentos flexores que pese a su 
aplicación tienden a mantener la pieza en su plano de instalación se les denomina 
como momentos "en el plano" Mi. Ver Figura 2.3-1 
 
 
Para codos y cambios de dirección, la presión afecta el valor del SIF. El efecto 
puede ser significativo en codos de grandes diámetros y pared delgada. Algunos 
códigos presentan factores de corrección para este efecto. 
Para el cálculo de SIF según la norma B31.3, ver el Apéndice D en el anexo 4, (pag 
240 a 243). El factor de corrección puede ser utilizado en los cálculos manuales 
cuando el esfuerzo en el codo (o cambio de dirección) esté superando por poco 
margen al esfuerzo admisible, con el fin de reducir el esfuerzo aplicado por debajo 
del valor admisible. 
Si el codo tuviera uno o los dos extremos bridados los valores del SIF deben ser 
multiplicados por un factor de corrección C1, ver nota (5) del Apéndice D, pag 243, 
anexo 4. El método de cálculo de k, factor de flexibilidad, es semejante al cálculo de 
los SIF. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO 3 
CÁLCULO DE ESPESOR DE TUBERÍAS 
 PARA PRESIÓN INTERNA Y EXTERNA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. CÁLCULO DE ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS PARA PRESIÓN INTERNA 
Y EXTERNA 
El mínimo espesor de pared para cualquier tubo sometido a presión interna o 
externa en una función de: 
 
- El esfuerzo permisible para el material del tubo 
- Presión de diseño 
- Diámetro de diseño del tubo 
- Intensidad de la corrosión y/o erosión 
 
Además, el espesor mínimo de la pared de un tubo sometido a presión externa, es 
una función de la longitud del tubo, pues esta influye en la resistencia al colapso deltubo. Finalmente el mínimo espesor de la pared de cualquier tubo debe incluir la 
tolerancia apropiada de fabricación 
 
3.1 CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESION INTERNA 
 
Toda tubería que contenga un fluido a prisión interna, está sometida a fuerzas de 
tensión, según sus secciones longitudinales y transversales, por tanto las paredes 
ha 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: 
 
t = PD___ 
 2(SE + PY) 
 
 
 
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 calidad dado por la tabla, factor de soldadura longitudinal de la junta 
según la tabla de la norma ANSI B31.3 TABLA A-1A Y A – 1B (Pag 202 y 203), 
Anexo 4. Adicionalmente ver Tabla 302.3.4 Factor de calidad de junta longitudinal 
soldada, Ej (pag18) 
Y= Es un factor de corrección (TABLA 4.1.1.A) que depende del material, valido 
para t < D /6, si 
 
t ≥ D /6 usar ; Y = ___d___ 
 D + d 
 
De donde: 
d = Diámetro interior de la tubería (pulg) 
Se tienen las siguientes ecuaciones 
Tm = t + C ; T = Tm + X ; Tc ≥ Tn 
De donde: 
Tm = Mínimo espesor de pared que satisface los requerimientos de presión, 
espesor adicional por corrosión mecánica y erosión, (pulg) 
t = Espesor para presión de diseño interna solamente, pulg 
C = Suma de las tolerancias por corrosión y erosión (pulg) 
T = Espesor nominal (pulg) 
 
 
X = Tolerancia en planta del fabricante, usualmente 12.5% de espesor nominal (T). 
Ts = Espesor comercial (pulg) 
FACTOR DE CORRECIÓN (Y) (TABLA 4.1.1.A) 
 
MATERIAL <482ºc 
(<900ºF) 
510ºc 
(950ºF) 
538ºC 
(1000ºF) 
566ºC 
(1050ºF) 
593ºC 
(1100ºF) 
>621ºC 
(>1150ºF) 
Acero Ferrifico 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 - - - - - 
 
3.2 CÁLCULO DE ESPESOR DE TUBERÍAS PARA PRESIÓN EXTERNA 
Para determinar el espesor de pared y los requisitos de rigidez para un tubo recto 
sometido a presión externa, se debe seguir el procedimiento descrito en los párrafos 
UG-28 a UG-30 del Código de Calderas y Recipientes a Presión, Sección VIII, 
División 1; en este caso, se debe usar como longitud de diseño L, la longitud, 
medida en el eje central de la tubería, entre cualquiera de dos secciones rígidas de 
dicha tubería, de acuerdo con el párrafo UG-29. Ver anexos 6 
Como caso excepcional, para determinar Pa2 en tubos con una relación Do/t < 10, 
se debe usar como valor de S el menor de los siguientes valores para el material del 
tubo a temperatura de diseño. 
(a) 1,5 veces el valor de esfuerzo obtenido de la Tabla A-1 de este Código o. 
(b) 0,9 veces el valor del límite de elasticidad indicado en la Tabla Y-1 de la Parte D, 
Sección II para los materiales allí enumerados. 
El símbolo Do indicado en la Sección VIII es equivalente a D, en este Código. 
Para determinar la condición de Vacío (Presión externa): 
Se calcula la relación L/Do ; Do/t. 
Con la relación se va a la graficas 5-UGO-28. 
 
 
 
3.2.1 MÉTODO DE DISEÑO PARA CÁLCULO DE ESPESOR DE PARED A PRESIÓN 
EXTERNA. 
El espesor “t” de diseño para tubería recta bajo presión exterior, deberá 
determinarse de acuerdo con el párrafo UG-28, Sección VIII, División I del código de 
la ASME, para calderas y recipientes de presión. Por cuanto los esfuerzos de 
diseño en el ANSI B31.3 contienen valores de esfuerzos para -20 ºF y hasta + 360 
ºF, y la sub-sección C del Código ASME no los contiene, se recomienda que todo 
los valores de esfuerzos para cálculos de tuberías sean tomados del código ANSI 
B31.3 
 
Valido para cilindros que tengan valores de D o / t igual o mayor a 10: 
Paso 1 Suponga un valor para t y determine las relaciones L/D y D/t. El valor de 
la longitud “L” se toma según se indica en el grafico L/Do º50) 
Paso 2 Entre la figura 3.1 con el valor de L/Do obtenido en el paso 1 (Para 
valores de L/D mayores de 50, utilice en el grafico L/D º50) 
Paso 3 Muévase horizontalmente hasta encontrar la línea con el valor de D/t 
determinado en el paso 1. Puede interpolarse para valores intermedios 
de D/t. De este punto de intersección muévase verticalmente hacia abajo 
para determinar el valor del factor A. 
Paso 4 Usando el valor A obtenido en el paso 3, vaya a la tabla 4.1.1.A de la 
correspondiente al material en consideración. Muévase verticalmente a 
la intersección con la línea de material / temperatura de diseño. Se 
puede interpolar para temperaturas intermedias. 
 Para los valores de Y para Materiales Ferrosos ver tabla 4.1.1.A 
 En caso de que el valor A caiga a la derecha del final de la línea 
material / temperatura, suponga una intersección con la proyección 
horizontal del extremo superior de la línea material / temperatura. Para 
valores de A que caigan a la izquierda de la línea material / temperatura, 
véase en paso 7. 
 
 
 
Paso 5 Desde la intersección determinada en el paso 4, muévase 
horizontalmente a la derecha para leer el valor del factor B. 
 
Paso 6 Usando este valor de B, calcule el valor de la presión externa máxima 
permisible Pа, usando la siguiente formula: 
 
 P a = __4 B__ 
 3(Do / t) 
 
Paso 7 Para valores de A que caigan a la izquierda de la línea aplicable de 
material /temperatura, el valor de Pa puede calcularse por la formula 
siguiente 
 
 P a = __ 2A E___ 
 3 (Do/t) 
 
 
Paso 8 Compare el valor cálculo de Pa obtenido por los pasos 6 o 7 con P. Si 
Pa es menor que P, elija un mayor valor para t y repita el 
procedimiento de diseño hasta obtener un valor Pa que sea igual o 
mayor que P. 
 Símbolos: 
 t: Espesor para presión de diseño externa solamente, pulg 
 L: Longitud de diseño de la sección de tubería, tomada como la más 
larga de las siguientes: (1) distancia entre bridas o anillos de rigidez; 
(2) distancia entre el punto tangencial. 
 Para los dos factores anteriores, puede usarse el código ASME, 
Sección VIII, Div I, Apéndice V. 
 E: Modulo de elasticidad del material a la temperatura de diseño, psi 
 Pa: Presión externa de trabajo permitida, psi 
 
 
Nota: Después de calcular “t” se deben considerar los sobre-espesores 
mecánicos (por profundidad de rosca y hendiduras, etc) los sobre 
espesores por corrosión y erosión y la tolerancia del fabricante, así se 
tendrá: 
 T = t + C +X 
 Donde 
 T = Espesor nominal de pared del tubo 
 C = La suma de los sobre-espesores mecánico, corrosión y
 erosión 
 X = Tolerancia del fabricante, usualmente 12.5% de T. 
3.3 SOBRE-ESPESOR DEL TUBO POR CORROSIÓN 
El mínimo sobre-espesor que debe agregarse al espesor de diseño del tubo debe 
ser tal como se da en la Tabla 4.2.1.a Sobre-espesores por corrosión mayores de 
estos valores deberán determinarse para cada caso de condiciones de diseño. Para 
tubería roscada, el sobre-espesor por profundidad de la rosca debe agregarse al 
sobre- espesor por corrosión. 
 
3.4 MÍNIMO ESPESOR DEL TUBO 
El espesor mínimo de la pared de una tubería no será menor que cualquiera de los 
siguientes: 
• El espesor requerido para la presión (ya sea externa o interna) mas el sobre-
espesor por corrosión, más el sobre-espesor por profundidadde rosca. 
• El espesor determinado por la Tabla 4.2.1.b columna A o B, aquel que resultara 
en mayor espesor. 
• La relación D/t (diámetro nominal dividido por espesor, para la condición de 
corrosión completa) no debe exceder 150 para protegerse contra una posible 
condición de vacío interno. 
 
 
 
 
 
 
TABLA 4.2.1.a 
SOBRE-ESPESOR DEL TUBO POR CORROSION 
 
MATERIAL DEL TUBO DIAM NOMINAL SOBRE-ESPESOR 
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 
HIERRO Y OTROS FUNDIDOS TODOS 0.050 
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 
SOLDADO POR CUALQUIER 
PROCESO, O TUBOS SIN 
COSTURA 
 ACERO AL CARBONO TODOS 0.050(5) 
 BAJA ALEACION (1) 
 
 ACERO DE ALEACION TODOS 0.030 
 INTERMEDIA (2) 
 
 ACEROS DE ALTA TODOS 0.010 
 ALEACION (3) 
 
 MONEL, NIQUEL, ALEACION TODOS 0.010 
 A BASE DE NIQUEL (4) 
 
TODOS LOS OTROS MATERIALES TODOS 0.030 
NO FERROSOS 
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 
TUBERIA DE EXTREMOS 
ROSCADOS. TODOS LOS 
MATERIALES ½” Y ¾” 0.062 
 
TUBERIA DE EXTREMOS 
ROSCADOS. TODOS LOS 
MATERIALES 1” Y 2” 0.075 
 
Notas: (1) Incluye todo los aceros con un contenido de aleación no mayor 
 de 2.25 Cr – 1 Mo 
(2) Incluye todo los aceros con un contenido de aleación de 2.25 a 9 Cr - Mo y aceros de 3.5 a 9 Ni 
(3) Incluye todo los aceros con un contenido de aleación de 12 Cr y mayor 
(4) Incluye materiales como Iconel, Incoloy y Hastelloy 
(5) Cuando se especifica un sobre-espesor por corrosión de 1/16 pulg, se puede tomar el valor 
mínimo de 0.050 pulg 
 
 
 
 
 
 
TABLA 4.2.1.b 
ESPESOR MINIMO DE LA PARED 
 
MATERIAL DIAMETRO COLUMNA A COLUMNA B 
 NOMINAL Espesor más Schedule meno 
 Sobre espesor 12.5% del espesor 
 por corrosión nominal o espesor 
 (pulg) (pulg) indicado (pulg) 
 
Acero al carbono =<2 0.06 (1) Sch XS (roscada) 
 de Baja Aleación, Sch Std. 
 de Aleación Inter >2 a 4 0.06 Sch Std. Con 
 Media y Aluminio extremo liso 
 6 0.09 Sch Std. 
 8 a 12 0.09 Sch Std. 
 Sch Std 20 
 Mayor de 14 0.12 Sch Std 10 
 
 Aceros de Altas 
 Aleaciones, Monel ½ a 4 0.06 (1) 0.09 (1,2) 
 Niquel y Aleaciones 
 .en base a Ni. 
 Todo los otros 6 
 .materiales no fe- y mayores 0.09 0.12 
 .rroso, excepto 
 aluminio 
 
Notas: (1) Para tubos roscados en tamaños de 2 pulg NPS y menores, sumarle 
 sobre espesor por profundidad de rosca 
 
 (2) Para conexiones de ramales de 2 pulg NPS y menores, el ramal tendrá 
 un espesor nominal de pared igual al de la tubería principal o deberá 
 ser “Standard Schedule” cualesquiera de los dos que dé el menor espesor 
 
Ejemplo 3 y 4: Calculo espesor de pared de tuberías a presión interna y externa (Anexo 
10) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO 4 
 
LOCALIZACIÓN INICIAL DE SOPORTES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. LOCALIZACIÓN INICIAL DE SOPORTES 
Para la localización inicial de los soportes, en los distintos sistemas de tuberías, se 
deben tomar en cuenta las siguientes indicaciones: 
1 Los soportes de tubería deben ser instalados lo más cercano posible a cargas 
concentradas como válvulas, bridas, etc. 
2 La localización de soportes no debe interferir con los requerimientos de 
mantenimiento. Desde el punto de vista de esfuerzos en tuberías y por economía, 
el mejor lugar para colocar un soporte es instalándolo directamente en el equipo; 
sin embargo esta localización puede ofrecer dificultades, por las restricciones 
causadas a los componentes del equipo, restricciones en su configuración, los 
requerimientos del fabricante del equipo o necesidades de espacio para su 
operación o mantenimiento. 
3 Tanto para el ruteo de las tuberías como para la localización de sus soportes, se 
debe tomar en cuenta o consultar toda la información disponible y planos 
generados por las demás disciplinas, para evitar interferencias con los 
requerimientos de espacio de electricidad, instrumentación y control, equipos 
mecánicos y de estructuras futuras o existentes. 
4 Cuando exista un cambio de dirección en el plano horizontal, se puede utilizar ¾ 
del espaciamiento mostrado en las Tablas 4.1-1/2/3, esto es para promover la 
estabilidad y reducir las cargas excéntricas. Para más información ver Secciones 
4.1.1 a 4.1.5. 
5 Los espaciamientos de las Tablas 4.1-1/2/3 no aplican en secciones verticales de 
tubería porque ningún momento y casi ningún esfuerzo se desarrollará por la 
gravedad. La Sección 4.1.6 trata los espaciamientos en líneas verticales. La 
localización de los soportes y su número dependen del largo de la tubería y la 
distribución del peso de la tubería en las estructuras de soporte en los distintos 
niveles de altura. Es recomendable que al menos un soporte que sostenga a la 
tubería sea colocado en la mitad superior de la sección vertical para tuberías 
largas, esto es para prevenir el pandeo por las fuerzas de compresión y evitar la 
inestabilidad resultante que pueda provocar el volcamiento de la tubería por su 
propio peso. Para las líneas horizontales, las guías deben colocarse en 
 
 
secciones largas de tuberías para evitar grandes deformaciones y los 
movimientos excesivos de la tubería por efectos como los del viento, ver Sección 
4.1.7. 
6 Los soportes deben ser localizados cerca de estructuras existentes de acero para 
maximizar la facilidad de diseño y construcción, y minimizar las cantidades 
suplementarias de acero, necesario para transmitir las cargas a las estructuras 
metálicas nuevas y al piso. En el ruteo de la tubería se debe considerar este 
punto. 
7 Sistemas de Tuberías de Vapor que van a ser sometidos a pruebas hidrostáticas 
deben ser chequeados con el peso del agua para ver si se necesitan más 
soportes adicionales (temporales o en el peor de los casos, permanentes) de los 
que se requieren con el peso del vapor. 
8 Casi siempre es preferible reducir el espaciamiento entre soportes donde sea 
necesario simplificar el Diseño y utilizar las estructuras de soporte disponibles 
(por ejemplo en un pipe-rack), que tomar plena ventaja del espaciamiento 
máximo permisible y verse forzado a adicionar nuevas estructuras de soporte a 
las estructuras civiles y de acero, disponibles o existentes. 
9 La localización de soportes se debe hacer con cuidado, ya que una vez que el 
análisis de la tubería haya sido completado, ningún soporte podrá ser 
relocalizado sin causar cambios significativos en los niveles de esfuerzos en la 
tubería o cambios en las reacciones sobre los equipos adyacentes al soporte 
cambiado y muy posiblemente se necesitará de un nuevo análisis. 
4.1 SEPARACIÓN DE SOPORTES 
En las tablas siguientes se presenta la separación máxima entre soportes (span) 
para los casos más comunes que se encuentra en los proyectos para diferentes 
temperaturas de operación. 
Estos casos son los siguientes: 
- Tubería con vapor aislada. 
- Tubería con líquido aislada (gravedad especifica = 1). 
- Tubería vacía. 
 
 
- Tubería llena de agua. 
Estos valores están tabulados para: líneas con diámetros menores o iguales a 24", 
acero al carbono (Tablas 4.1-1, 4.1-2), acero inoxidable (Tabla 4.1-3), distintas 
temperaturas de operación, distintos espesores de corrosión, tanto para líneas 
dentro de los límites de batería como fuera de límites de batería. Para líneas de 
diámetro mayor a 24" ver Sección 4.1.10. 
A continuación de las tablas, de la Sección 4.1.1 a la Sección 4.1.11, se muestran 
gráficas y tablas prácticas de soportería en campo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABLA 4.1-1 Espaciamiento Entre Soportes Dentro de los Límites de Batería. (CS) 
 
 
 
 
Notas de la Tabla 4.1-1: 
* Espaciamientos limitados por esfuerzo todoslos demás por deflexión. 
+ Las paredes de tubería en el soporte requiere de refuerzos. Ver Sección 4.1.8. 
Utilización General: 
1. Los espaciamientos deben ser considerados como básicos y representan el valor 
"L". Para los "Diagramas Típicos de Tuberías" el espaciamiento real de trabajo está 
en función del valor "L", ver Sección 4.1-1. 
Notas Generales: 
Los Sistemas de Tuberías de Vapor que van a ser sometidos a pruebas 
hidrostáticas deben ser chequeados llenos de agua para verificar la necesidad de 
soportes adicionales. Estos espaciamientos no aplican en tuberías pulsantes. 
(Tuberías con cargas cíclicas) 
Condiciones Básicas: 
Material. Los espaciamientos pueden ser usados para todos los materiales de 
tubería con esfuerzo máximo permisible a tensión igual o mayor que aceros al 
carbono ASTM A53, ASTM A106, API 5L GR. "A". 
Temperatura (°F). Como se indica. 
Corrosión Permisible. Como se indica. Los espaciamientos de las tablas deben ser 
usados para Líneas con espesores de corrosión iguales o menores que las 
indicadas en las tablas. 
Deflexión. Basada en 5/8". 
 
 
 
TABLA 4.1-2 Espaciamiento Entre Soportes Fuera de los Límites de Batería. (CS) 
 
 
 
 
 
Notas de la Tabla 4.1-2: 
+ Las paredes de tubería en el soporte requiere de refuerzos. Ver Sección 4.1.9. 
Utilización General: 
1. Los espaciamientos deben ser considerados como básicos y representan el valor 
de "L*". Para los "Diagramas Típicos de Tuberías" el espaciamiento real de trabajo 
está en función del valor "L*", ver Sección 4.1-2. 
Notas Generales: 
Los Sistemas de Tuberías de Vapor que van a ser sometidos a pruebas 
hidrostáticas deben ser chequeados llenos de agua para verificar la necesidad de 
soportes adicionales. Estos espaciamientos no aplican en tuberías pulsantes. 
(Tuberías sometidas a carga cíclica) 
Condiciones Básicas: 
Material. Los espaciamientos pueden ser usados para todos los materiales de 
tubería con esfuerzo máximo permisible a tensión igual o mayor que aceros al 
carbono ASTM A53, ASTM A106, API 5L GR. "A". 
Temperatura (°F). Hasta 400 °F. 
Corrosión Permisible. Como se indica. Los espaciamientos de las tablas deben ser 
usados para Líneas con espesores de corrosión iguales o menores que las 
indicadas en las tablas. 
Deflexión. Basada en su mayoría en 1-1/2". 
Cuando menos deflexión permisible es indicada, es porque el espaciamiento ha sido 
limitado por el esfuerzo. 
 
 
 
TABLA 4.1-3 Espaciamiento Entre Soportes para Tubería de Acero Inoxidable 
 
 
 
 
 
4.1.1 DIAGRAMAS TÍPICOS DE TUBERÍAS 
Notas Generales: 
1. Un sistema de tuberías puede ser usualmente dividido en los diferentes 
diagramas como son mostrados en las páginas siguientes. Cuando un diagrama 
completo no aplica, secciones aplicables de diversos diagramas se pueden usar 
para resolver dicho sistema. 
2. Para la determinación del espaciamiento básico para tuberías dentro del límite de 
baterías L o afuera del área de baterías L* Ver tabla 4.1-1/2. 
3. El espaciamiento mínimo a carga sostenida MIN. Para las figuras mostradas debe 
ser ajustado según la Tabla 4.1.1-1. 
4. Para cargas concentradas ver Sección 4.1.2. 
5. Para separación de soportes en tramos de tubería en voladizo ver Sección 4.1.3 a 
la Sección 4.1.5. 
 
Tabla 4.1.1-1 
 
Espaciamiento “Min” Para un Espaciamiento Entre 
Soportes de: 
Menor o igual a 0,45L 1,22L o 1,10L* 
Menor o igual a 0,22L L o L* 
Menor a 0,22L 0,90L o 0,90L* 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figuras 4.1.1-1 Diagramas Típicos de Tuberías 
Localización de Soportes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figuras 4.1.1-1 (Continuación) Diagramas Típicos de Tuberías 
 Localización de Soportes 
 
 
 
 
 
 
 
Figuras 4.1.1-1 (Continuación) Diagramas Típicos de Tuberías 
 Localización de Soportes 
 
 
 
 
 
Figuras 4.1.1-1 (Continuación) Diagramas Típicos de Tuberías 
 Localización de Soportes 
 
 
 
 
 
 
Figuras 4.1.1-1 (Continuación) Diagramas Típicos de Tuberías 
 Localización de Soportes 
 
 
 
 
 
Figuras 4.1.1-1 (Continuación) Diagramas Típicos de Tuberías 
 Localización de Soportes 
 
 
 
Figuras 4.1.1-1 (Continuación) Diagramas Típicos de Tuberías 
 Localización de Soportes 
 
 
 
Figuras 4.1.1-1 (Continuación) Diagramas Típicos de Tuberías 
 Localización de Soportes 
 
 
 
Figuras 4.1.1-1 (Continuación) Diagramas Típicos de Tuberías 
 Localización de Soportes 
 
 
 
4.1.2 SEPARACIÓN DE SOPORTES EN TUBERÍAS SOMETIDAS A CARGAS 
CONCENTRADAS 
 
 
 
Ver ejemplo 6 en el anexo 10, Figura 4.1.2-1: 
 
 
 
 
 
4.1.3 SEPARACIÓN DE SOPORTES EN TUBERÍAS HORIZONTALES EN FORMA DE 
"L". 
Figura 4.1.3-1 
 
 
Notas de la Figura 4.1.3-1: 
1. La suma de C y D de la Figura 4.2.1.3-1 debe ser al menos 0.9 L. 
2. Para la determinación del espaciamiento básico ver Sección 4.1. 
3. Todas las dimensiones están en pies. 
Ver ejemplo 7 en el anexo 10, Figura 4.1.3-1 
 
 
 
4.1.4 SEPARACIÓN DE SOPORTES EN TUBERÍAS HORIZONTALES EN FORMA DE 
"U" 
Figura 4.1.4-1:
 
 
Notas de la Figura 4.1.4-1: 
1. La suma de C y D de la Figura 4.2.1.4-1 debe ser igual o menor que 0.9 L. 
2. Para la determinación de L ver Sección 4.2.1. 
3. Todas las dimensiones están en pies. 
Ver ejemplo 8 en el anexo 10, Figura 4.1.4-1 
 
 
 
 
4.1.5 SEPARACIÓN DE SOPORTES EN TUBERÍAS HORIZONTALES EN PLANOS 
DIFERENTES. 
Figura 4.2.1.5-1 
 
Figura 4.1.5-1 
Notas de la Figura 4.1.5-1: 
1. Todas las dimensiones están en pies. 
2. La separación de soportes debe ser usada donde aplique en los "Diagramas Típicos 
de Tuberías" mostrados en la Sección 4.2.1.1. 
3. Para la determinación del espaciamiento básico ver Sección 4.2.1. 
Ver ejemplo 8 en el anexo 10, Figura 4.1.5-1 
 
 
4.1.6 MÁXIMO ESPACIAMIENTO PARA GUÍAS EN TRAMOS VERTICALES 
 
TABLA 4.2.1.6-1 (Espaciamientos en pies) 
TAMAÑO 
TUBERIA 
ESPESOR 
AISLAMI 
PRESION 
VIENTO 
30 lb/pie2 
PRESION 
VIENTO 
35 lb/pie2 
PRESION 
VIENTO 
40 lb/pie2 
PRESION 
VIENTO 
45 lb/pie2 
PRESION 
VIENTO 
50 lb/pie2 
1" 1" 22 19 17 15 13 
1 1/2" 1" 23 20 17 15 14 
1 1/2" 1" 23 20 17 15 14 
2" 1" 24 20 18 16 14 
3" 1" 27 23 20 18 16 
4" 1" 29 25 22 19 17 
6" 2" 33 28 25 22 20 
8" 2" 37 32 28 24 22 
10" 2" 41 35 31 27 25 
12" 2" 45 38 34 30 27 
14" 2" 47 40 35 31 28 
16" 3" 50 43 38 33 30 
18" 3" 53 45 40 35 32 
20" 3" 56 48 42 37 34 
24" 3" 60 51 45 40 36 
 
 
NOTAS GENERALES: 
1. Para líneas con espesor de aislamiento mayor que los mostrados, el 
espaciamiento Reducido h1 puede ser conseguido por la siguiente fórmula: 
h1 = hx D1 
 D2 
 
Donde: 
D1 = Diámetro exterior de la tubería + el doble del espesor del aislamiento de la 
tabla. 
D2 = Diámetro exterior de la tubería + el doble del espesor de la tubería real. 
2. El espaciamiento indicado contempla solamente tramos verticales de tubería que 
estén soportados por encima de las guías. Como se muestra en la Figura 4.1.6-1. 
3. En el momento de establecer las elevaciones de las guías se deben chequear las 
interferencias entre los clips o planchas soldadas a los recipientes (pertenecientes a 
los soportes), y los demás elementos tales como bridas, refuerzo de boquillas, 
estructura de sujeción de plataformas y cordones de soldadura. 
 
 
 
 
Figura 4.1.6-1 
 
4.1.7 ESPACIAMIENTO DE GUÍAS EN TUBERÍAS HORIZONTALES SOMETIDAS A 
VIBRACIONES POR EL VIENTO. 
Las líneas sobre puentes de tuberías deben ser correctamente guiadas, de acuerdo 
a la siguiente tabla: 
TABLA 4.1.7-1 
0 ESPACIAMIENTO 
2” - 6" 12 m 
8" - 24" 18 m 
26" - 100" 24 m 24 m 
 
 
 
 
 
4.1.8 REFUERZOS EN EL PUNTO DE SOPORTE PARA LÍNEAS DE GRAN DIÁMETRO. 
(DENTRO DE LOS LÍMITES DE BATERÍA. HASTA 350 æ) 
Las tuberías sin aislamiento y vacías, marcadas con (+) en la Tabla 4.1-1 requieren 
un refuerzo en el punto de soporte, con las dimensiones mostradas en la figura del 
refuerzo de tubería "RE-04" del "Manual de Soportes