¿Cómo funciona la unión mecánica ranurada?

El método de unión ranurada ha demostrado ser muy eficiente para reducir los daños que las vibraciones pueden causar en los sistemas de tuberías de algún edificio. En el mercado existen dos soluciones: los coples flexibles o los rígidos, los cuales se adaptan a los requerimientos de amortiguación que se demanden

Sergio Ramírez / Imágenes: cortesía de Victaulic

En 2009, Madonna dio un concierto en uno de los escenarios más prestigiosos del mundo: el museo Hermitage, ubicado en San Petersburgo, Rusia. Durante los ensayos previos al concierto, se superaron los límites permitidos de ruido, lo que produjo daños en algunas obras del recinto, causados por un exceso de presión sonora y de vibraciones en los edificios del museo. Hay que destacar que el Hermitage es reconocido como el pionero en la preservación de obras de arte frente a las oscilaciones acústicas.

Imagina el impacto y la presión a la que está sometido el sistema de tuberías de cualquier edificio de uso comercial diariamente, cuando cada pequeño movimiento o vibración acústica tiene el potencial de impactar mediante la vibración de las ondas sonoras en la estructura. Esto pone al sistema de tuberías en una tensión continua, a la cual se le deben buscar soluciones eficientes para evitar averías en los materiales y garantizar un funcionamiento continuo y seguro del sistema de plomería.

En el caso concreto de salas mecánicas en inmuebles comerciales, donde los equipos, como bombas o enfriadores, generan ruido y vibraciones, éstas pueden provocar que los tubos se quiebren, si no se implementa una solución para amortiguarlas. El riesgo puede disminuirse o incluso eliminarse utilizando coples ranurados, específicamente, acoples flexibles. Estos elementos garantizan la resistencia y amortiguan las vibraciones, generadas por los equipos mecánicos que se transmiten por el tubo.

Funcionamiento
El método de unión mecánica ranurada de tuberías permite el uso de dos estilos de coples básicos: el rígido y el flexible. Las uniones compuestas con acoples rígidos se utilizan en los segmentos de un sistema de tuberías, donde la flexibilidad no es deseable y se tiene que maximizar la distancia entre soportes para los tubos. En el caso de las compuestas con acoples flexibles, éstas se pueden utilizar estratégicamente en partes del sistema donde se calcula que ocurrirá movimiento en la tubería.

Las uniones flexibles permiten acomodar el desplazamiento de la tubería causado por diversas fuerzas, como la vibración, debido a la operación de equipos mecánicos, la variación térmica o los movimientos sísmicos. De este modo, el acoplamiento flexible permite movimientos controlados lineales, angulares y de rotación entre los segmentos de tubos unidos. Gracias a esta capacidad, se puede amortiguar la vibración transmitida por la tubería sin tener que agregar mangueras flexibles o juntas de expansión fabricadas de hule, como es necesario en sistemas de tuberías soldadas, roscadas o bridadas.

Las uniones ranuradas flexibles son especialmente útiles, ya que amortiguan la vibración transmitida, mientras mantienen un sello positivo y la unión autocontenida, al permitir un movimiento controlado en cada unión. Cabe destacar que los acoples flexibles no son fijados de forma rígida a la tubería, a diferencia de las uniones soldadas, embridadas o roscadas. Esto permite que los acoples minimicen la transmisión de ruido y vibración generada por las bombas u otros equipamientos del sistema de tuberías. A su vez, la empaquetadura de elastómero dentro de cada cople y la separación en el extremo de la tubería reducen la vibración. Por tanto, el uso de acoples ranurados adicionales, tanto flexibles como rígidos, a lo largo del sistema de tuberías reducirá aún más la transmisión de vibración.

1. La ranura se forma en frío o se ranura en el extremo de una tubería
2. La empaquetadura rodeada por los segmentos del cople se instala sobre el contorno de los dos extremos ranurados; las secciones de cuña del cople se insertan en las ranuras
3. Los pernos y tuercas se aprietan con una llave de zócalo o una llave de impacto

Un ejemplo del éxito de la utilización de estos coples es la investigación que realizó Victaulic en las instalaciones de prueba de la vibración acústica de la NASA. Los resultados mostraron que la implementación de tres coples flexibles, colocados cerca de la fuente de origen de la vibración, tenía un rendimiento mayor que otros métodos de control de vibraciones, como mangueras flexibles o juntas de expansión de hule, en sistemas de tuberías. Este resultado demuestra que un diseñador puede eliminar las mangueras flexibles o juntas de expansión de hule en un sistema de tuberías ranuradas, consiguiendo así ahorros en el costo adicional de estos componentes, además de que aumenta la eficiencia de la instalación y reduce el tiempo requerido durante el mantenimiento programado del sistema.

La instalación de los coples flexibles es más eficiente que el uso de uniones bridadas o soldadas. Están diseñados para ser componentes permanentes en el sistema que no requieren mantenimiento adicional. Asimismo, son desarmables y ofrecen un punto de acceso en cada unión, durante el mantenimiento programado de válvulas, bombas u otros componentes. Esto brinda ahorros de tiempo y dinero, a la hora de efectuar reparaciones en otros componentes del sistema, además de que los coples flexibles proporcionan ventajas en el reforzamiento de un entramado de tuberías, lo cual puede marcar la diferencia entre la ruptura de un tubo o su correcto funcionamiento.

Es importante contemplar todos los factores posibles que podrían generar tensión en el sistema de plomería, para buscar soluciones eficientes a largo plazo. Toma en cuenta los riesgos a los que están expuestas las grandes estructuras, como un estadio de fútbol o una sala de conciertos. Imagina por un momento lo que significaría la ruptura de una tubería en el sistema de aguas negras de un estadio. Piensa, por ejemplo, en las consecuencias de una falla en el desagüe de un circuito de Fórmula 1. El drenaje de toda la pista se inhabilitaría e impediría su funcionamiento.

Ajustar la vibración es un tema esencial del cual no somos conscientes, sino hasta el momento en que vemos las fallas o la ruptura de las tuberías; para evitar cierres o costosas reparaciones, es posible emplear métodos como la unión mecánica ranurada o la instalación de coples flexibles.

Sergio Ramírez. Ingeniero especialista en HVAC, Revit y software 3D con más de cinco años de experiencia en el ramo y tres con Victaulic. Se desempeña como líder en soluciones de uniones de tubería en el noreste del país, siendo su especialidad el balanceo hidrónico. Fue galardonado con el máximo distintivo de Victaulic, “President’s club 2016”, por su excelente desempeño en ventas durante el 2015.