Diseña sistemas contra incendio resistentes a la expansión térmica

Como sucede con otros materiales utilizados para tuberías, BlazeMaster® CPVC se expande cuando la temperatura aumenta y se contrae cuando la temperatura disminuye. Esto causa tensión estructural en las tuberías, cuyo tiempo de vida útil se reduce.

La confiabilidad del material, en estos casos, disminuye. Cuando los extremos de la tubería se expanden y contraen repetidamente, es cuestión de tiempo hasta que la tensión estructural provoque fisuras o roturas del material, dando lugar a fugas.

El problema es más grave en espacios donde no hay una regulación de la temperatura, como áticos y sótanos. En otros lugares de uso más habitual, la regulación de la temperatura en el área reduce el efecto de expansión. Sin embargo, es necesario tomar en cuenta estos factores cuando se diseña e instala un sistema contra incendios. A continuación, ofrecemos algunos consejos para mitigar las consecuencias de la tensión estructural y alargar la vida útil de la tubería contra incendio utilizando BlazeMaster® CPVC.

4 consejos para diseñar sistemas contra incendio resistentes a la expansión térmica

1.     Determina la expansión y contracción a la que estará sujeta la tubería

El coeficiente de expansión térmica de los materiales indica cuánto se expande un material por cada grado que varíe la temperatura. Se mide en pulgadas/pulgadas X °F o en centímetros/centímetros X °C y en el caso de BlazeMaster® CPVC tiene un valor de 0.000061 cm/cm X °C. La expansión es lineal, sin importar el diámetro de la tubería.

La fórmula utilizada para determinar la expansión térmica es:

Donde:

∆L: es el cambio en la longitud de la tubería debido al cambio de temperatura (en pulgadas).

Lp: es la longitud de la tubería (en pulgadas).

C: es el coeficiente de expansión térmica del material (en pulgadas/pulgadas X °F).

∆T: es el cambio en la temperatura (en °F).

La Calculadora de expansión térmica de BlazeMaster® sirve como un recurso para determinar los requisitos de las instalaciones que diseñes.

2.     Diseña planificando la reducción de la tensión estructural

En la mayoría de los casos, incluir cambios de dirección en el diseño de las instalaciones ayuda a reducir la tensión estructural que la expansión térmica provoca en las tuberías de BlazeMaster® CPVC. Las uniones en forma de codos y las juntas permiten que haya suficiente margen de movimiento para que las consecuencias de la tensión sobre el sistema sean menores.

Utilizar loops de expansión permite aplicar desviaciones, curvas y cambios de dirección para ayudar en la resolución del problema.

Las curvas, desviaciones y cambios de dirección de las tuberías, ilustradas a continuación, ayudan a reducir la tensión estructural en diferentes partes de la instalación, permitiendo que la vida útil del material y el sistema se prolongue.

3.     Calcula la longitud de los loops de expansión

Para definir la longitud de los loops se deben tomar en cuenta factores como:

• Tensión de trabajo: la tensión máxima que la tubería puede resistir cuando está en uso.
• Módulo de elasticidad: una medida constante de la rigidez de la tubería.
• Diámetro de la tubería: influye en la capacidad de deflexión y movimiento de la tubería; mientras más ancha sea la tubería, menor es este margen.

Los mencionados son factores clave para calcular la longitud de los loops. Para hacerlo existe la siguiente fórmula:

Donde:
L: es la longitud del loop de expansión.

E: es el módulo de elasticidad del material a máxima temperatura (en psi o kPa).

D: es el diámetro exterior de la tubería (en pulgadas o centímetros).

∆L: es el cambio en la longitud debido a la variación de temperatura (en pulgadas o centímetros).

S: es la tensión de trabajo a máxima temperatura (en psi o kPa).

Módulo de elasticidad y tensión de trabajo máximos para BlazeMaster® CPVC

4.     Sigue las prácticas recomendadas

Al hacer el diseño del sistema:

• Deja suficiente espacio entre los conectores de desviación y los soportes.
• Haz los loops de expansión con tuberías rectas y codos de 90° que se conecten con cemento solvente.
• Evita restringir el movimiento natural en la dirección de expansión y contracción.
• Evita que los codos choquen con los soportes, que limitan el movimiento.
• Revisa las normas locales y las instrucciones de los fabricantes para diseñar sistemas que toleren la expansión térmica.

Utilizar BlazeMaster® CPVC en sistemas de tubería contra incendio es sólo una de las opciones cuando se trabaja con CPVC. Es posible hacer instalaciones hidráulicas, con FlowGuard®, e incluso emplear el material en instalaciones industriales, con Corzan®. Si buscas el material adecuado para tu próximo sistema contra incendios, no dudes en contactar a nuestros expertos.