Trazado de desarrollos en tuberías. FMEC0108

Capítulo 1

Útiles y herramientas para el trazado de tuberías

1. Introducción

Las tuberías son un campo especializado de la ingeniería que se relaciona con el diseño, fabricación y montaje de los sistemas de tuberías utilizados para transportar líquidos y gases.

Los dibujos de tubería, mediante el uso de símbolos para sus componentes y de líneas simples o dobles para las tuberías, ayudan a la comprensión del sistema en sí y facilitan la fabricación y montaje de las mismas.

Se debe, por lo tanto, adquirir un mínimo de conocimiento de las herramientas para su trazado y representación gráfica y de sus sistemas de representación, que usualmente son el diédrico y el isométrico.

Los elementos o accesorios de tuberías (codos, injertos, reducciones), generalmente son elementos comerciales que se pueden encontrar en el mercado, pero, a veces y dependiendo del material de los tubos y de su tamaño, deben ser fabricados por uno mismo. Para ello, hay que conocer otras ayudas a la hora de poder fabricar estos accesorios o elementos: las plantillas.

Todo esto, unido al conocimiento de los útiles de los que es posible disponer y de los mínimos conocimientos de trazado, hará que el profesional pueda introducirse poco a poco en esta rama de la ingeniería de desarrollo.

2. Útiles y herramientas para el trazado de tuberías

Generalmente, las tuberías se representan, en un plano, de dos formas: sistema diédrico y sistema isométrico. Ambos contienen cotas necesarias para la comprensión y fabricación de los tubos, aunque este último el más utilizado a la hora de fabricar tubos, ya que muestra más claramente el recorrido espacial de la tubería.

2.1. Sistema diédrico

Se dibujan a escala la planta y el alzado. Estas vistas pueden complementarse con perfil, secciones y detalles que se crean necesarios para la completa definición del conjunto de tuberías. Estos dibujos pueden ser en línea simple o en línea doble.

2.2. Sistema isométrico

Son planos de montaje y despiece detallados y en ellos se dibuja una línea o parte de ella en perspectiva. Incluyen cotas, diámetros accesorios e instrumentos, soportes, listado de materiales, presión de trabajo, temperatura, etcétera. No exigen escala, pero sí guardar las proporciones en el dibujo.

Recuerde

El sistema isométrico es el más utilizado a la hora de fabricar tubos, ya que muestra más claramente el recorrido espacial de la tubería.

Aplicación práctica

Tiene que montar una tubería y dispone de todos los accesorios que la forman (codos, tramos de tubo, etcétera). ¿Qué tipo de dibujo o plano le guiaría en este trabajo para el correcto montaje y situación de la misma?

SOLUCIÓN

Cualquiera de los dos tipos de representación de tuberías, diédrico o isométrico, serviría, pero no cabe duda de que el isométrico sería el sistema mas sencillo, ya que muestra el recorrido de la tubería en tres dimensiones y así es posible hacerse, rápidamente, una idea del resultado final al que se debe llegar.

3. Útiles de dibujo y de trazado

Para dibujar o trazar estas tuberías, se necesitan útiles tales como la regla graduada, la escuadra y el cartabón, el compás y el escalímetro.

A continuación, se explican en detalle sus características principales.

3.1. Regla graduada

La regla graduada es un instrumento de medición con forma de plancha delgada y rectangular que incluye una escala graduada dividida en unidades de longitud, usualmente para este trabajo, centímetros y milímetros. Se puede usar para trazar segmentos rectilíneos.

Su longitud total rara vez supera el metro.

Regla graduada

Consejo

Normalmente, una regla de 30 cm sería suficiente para poder trabajar con ella cómodamente.

3.2. Escuadra y cartabón

Sirven para trazar líneas perpendiculares y paralelas fundamentalmente, aunque también pueden ayudar a trazar ángulos.

Cartabón

Un cartabón tiene forma de triángulo rectángulo. Los ángulos que lo forman son: 90, 60 y 30°.

Nota

Puede ser de diferentes tamaños y milimetrado, para usarse como instrumento de medición.

Suele emplearse, junto a una escuadra o a una regla, para trazar líneas paralelas, perpendiculares o con ángulos diversos.

Entre otras funciones, se puede emplear el cartabón para:

1 Trazar paralelas a cualquier distancia prefijada.

2 Trazar perpendiculares.

3 Marcar las medidas de los ángulos.

4 Obtener ángulos de 30 y 60°.

Si se juntan dos cartabones por su cateto más largo, forman un triángulo equilátero.

Sabía que...

Esta propiedad determina las medidas de sus lados y ángulos, midiendo la hipotenusa el doble que el cateto pequeño.

Entre otros usos, se tiene la perspectiva isométrica: colocando sobre la regla horizontal (o escuadra) el ángulo recto del cartabón, permite hacer rectas verticales y en ángulo de 30°, lo que ayuda a trazar los ejes isométricos y sus paralelas.

Como se ve en la siguiente figura, se puede situar un punto en el espacio isométrico ayudado por el cartabón y una regla o escuadra.

Ejemplo

Tomando las coordenadas de un punto A (20, 15, 35) es posible situarlo en los ejes isométricos de la siguiente forma:

Para empezar, cuando se da información de un punto de esta forma, se debe saber que cada número se refiere a un eje de los tres ejes isométricos, esto es: 20 sería la coordenada X, 15 la coordenada Y y 35 la coordenada Z.

También se debe saber cuál es cada eje:

Ahora solo se trata de transportar las medidas a cada eje y unir esas coordenadas espacialmente a través de rectas paralelas:

Escuadra

Una escuadra tiene forma de triángulo rectángulo isósceles. Sus ángulos son uno de 90 y dos de 45°. Suele usarse, junto a un cartabón o una regla, para trazar líneas paralelas y perpendiculares.

Si se colocan juntas por su hipotenusa dos escuadras iguales, dan como resultado un cuadrado. Los catetos serían los lados del cuadrado y la hipotenusa su diagonal. En resumen, los dos catetos son iguales.

Escuadra

Sabía que...

Realmente, la escuadra no debería llevar escala gráfica, al no ser herramienta de medición, pero algunos modelos la llevan.

Ejemplo

Si solo se dispone de escuadra y cartabón y se necesita trazar una línea a 45°, se procede a situar la escuadra y el cartabón como se indica en la figura.

A continuación, giramos la escuadra según se indica

3.3. Compás

Un compás es un instrumento de dibujo que se puede utilizar para realizar círculos y/o arcos, para dividir segmentos y ángulos en partes iguales, como herramienta para medir distancias, etcétera.

Se fabrican generalmente de metal y constan de dos partes unidas por una bisagra que se puede ajustar. Normalmente, una parte tiene una punta en su extremo y la otra un lapíz. El radio del círculo se puede ajustar cambiando la apertura de la bisagra.

Compás

Ejemplo

Se tiene un segmento determinado y se necesita localizar su punto medio. Se posee un compás.

Con cetro en A y una abertura de compás, por tanteo, mayor a la mitad de la línea, trazar un arco por encima y otro por debajo del segmento y, con esa misma abertura, hacer centro en B y trazar otro arco que corte a los anteriores.

Ejemplo

Se tiene un ángulo determinado y se necesita dividirlo en dos. Se posee un compás.

Para dividir un ángulo en dos partes iguales, se hace centro con el compás en el vértice del ángulo y, con una apertura cualquiera y conveniente, se traza un arco que corte los dos lados del ángulo. Luego se hace centro en esos puntos de corte con una abertura mayor a la mitad de ese arco trazado y se dibujan dos arcos desde cada punto que se corten C (P). Ese punto de intersección de esos arcos se une con el vértice del ángulo y así se consigue dividirlo en dos partes iguales.

3.4. Transportador de ángulos

Es un instrumento de medición o trazo de ángulos en grados.

Transportador de ángulos

Para trazar un ángulo en grados, se sitúa el centro del transportador en el vértice del ángulo y se alinea su base a esta recta de 0°. Se marca con un lapíz el punto con la medida del ángulo deseada. A continuación, se retira el transportador y se traza con la regla una recta desde el vértice hasta el punto previamente establecido.

Ejemplo

Se necesita dividir un arco de 180° en 4 partes iguales. No se dispone de compás, pero sí de una calculadora y un transportador de ángulos.

Se divide 180° entre 4 y el ángulo resultante se traslada con el transportador 4 veces sobre el arco de 180°.

3.5. Escalímetro

Denominado algunas veces escala de arquitecto, es una regla especial cuya sección transversal tiene forma prismática para poder contener diferentes escalas en la misma regla.

Se emplea frecuentemente para medir en dibujos que contienen diversas escalas. En su borde, contiene un rango con escalas calibradas y basta con girar sobre su eje longitudinal para ver la escala apropiada.

Escalímetro

Nota

Normalmente, un escalímetro posee 6 escalas diferentes (1:125, 1:100, 1:75, 1:50, 1:25 y 1:20).

Actualmente, existen programas informáticos (AutoCAD, Foran, etcétera.) que ayudan a realizar estos y otro tipo de dibujos, aunque aquí se está tratando el tema del dibujo manual.

Definición

AutoCAD

Programa avanzado de diseño gráfico en 2D y 3D.

Foran

Programa especializado de diseño de buques que contiene módulos especiales para el trazado en 3D de tuberías navales.

Aplicación práctica

Imagine que necesita representar gráficamente (dibujar) y acotar el plano de una viga rectangular de 30 m de longitud por 0,4 m de altura y esto se desea que sea dibujado en un formato A3. ¿Qué escala del escalímetro debería usarse para que las dimensiones reales no sobresalgan del papel?

SOLUCIÓN

Lo primero que hay que tener en cuenta es qué escalas, de las seis que posee el escalímetro, se debe usar.

Y lo siguiente, las dimensiones que tiene un formato A3, que son: 297 × 420 cm.

Habrá que tener en cuenta que el formato irá rodeado de un marco separado del exterior del mismo, normalmente 5 cm, lo que deja un margen en el ancho del formato, donde poder dibujar, de 410 cm, es decir, 0,41 m.

La viga debe quedar centrada en esos 0,41 m, es decir, sin tocar los márgenes, por lo que la viga podrá tener una dimensión de aproximadamente 0,30 m y así dejarla separada del recuadro del formato.

Se procede girando el escalímetro hasta que esta medida o una aproximada entre en el formato y quede centrada en los márgenes. Se observará que la escala seleccionada es 1:100, donde la medida de 30 cm queda dentro de esos márgenes.

3.6. Especificaciones generales para dibujar en diédrico

Los tubos con DN ≤12” se dibujan en línea simple y los de DN ≥ 14” en línea doble. Las reducciones en línea doble. El resto de accesorios en línea simple si la tubería está en línea simple.

Generalmente, los dibujos se realizan en DIN A0 o A1

Las líneas que definen equipos serán de un espesor menor a la de las tuberías.

Se evitará duplicar dimensiones.

No se dimensionarán los accesorios, esto se hace en el isométrico.

Se incluirán coordenadas principales de los equipos (posición).

Tendrá varias vistas: alzado, planta y secciones necesarias.

Las medidas se expresan, normalmente en milímetros.

Los equipos se dibujan esquemáticamente.

Nota

Las medidas estandarizadas del papel son, entre otras:

1 DIN A4 = 297 × 210.

2 DIN A3 = 297 × 420.

3 DIN A2 = 594 × 420.

4 DIN A1 = 594 × 841.

5 DIN A0 = 841 × 1189.

Definición