Tuberías para Sistemas de Refrigeración Materiales de tuberías de refrigerante La mayor parte de las tuberías que se utilizan en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado se fabrica de cobre; sin embargo se utiliza también aluminio para la fabricación de circuitos de evaporador y condensador. El aluminio no se ha hecho popular en la instalación de tuberías de conexión para el refrigerante, debido a que no puede ser trabajado con facilidad como el cobre y su soldadura es más difícil. La tubería de acero se utiliza en algunas unidades más más grandes ensambladas en fábrica, así como en el armado de grandes sistemas de refrigeración. El termino tubería generalmente se aplica a materiales de pared delgada, típicamente de cobre, que se unen entre si por procedimientos distintos a roscados en la pared del tubo. Tubo es el término aplicado a materiales de pared gruesa (hierro y acero) en los cuales se suele aterrajar y que se unen mediante acoplamientos atornillados sobre el tubo. Los tubos también pueden estar soldados. El tamaño de las tuberías se expresa en función de su diámetro externo (OP, por sus siglas en ingles), en tanto que el tamaño de los tubos se identifica, en plomería, como el diámetro interior nominal (ID, por sus sigas en ingles). Tubería de cobre La tubería de cobre al ser conformada, tiene tendencia a endurecerse, y esta acción de endurecimiento pudiera causar grietas en los extremos de las tuberías al ser abocinadas o formadas. El cobre puede ablandarse calentándolo a un color superficial rojo y dejándolo enfriar. Este proceso se conoce como recocido y se efectúa en fábrica. La tubería de cobre fabricada para trabajos de refrigeración y aire acondicionado se identifica como tubería ACR, esta es purgada por el fabricante con gas nitrógeno para sellar el metal contra el aire, la humedad y la suciedad, y también para minimizar los prejudiciales óxidos que normalmente se forman durante la soldadura con aporte. Las extremidades se tapan en el proceso y esos tampones deberán colocarse otra vez después de cortar un tramo de tubería. Clasificación de las tuberías de cobre La tubería de cobre tiene 3 clasificaciones: K, L y M, con base en el espesor de su pared: K: pared gruesa; aprobada para ACR. L: pared mediana; aprobada para ACR. M: pared delgada; no es utilizada en refrigeración.
Tubería de cobre estirado blando Esta ha sido recocida para hacer el tubo más flexible, fácil de doblar y de formar. Esta comercialmente disponible en tamaños desde 1/5 hasta 15/8” y normalmente se vende en rollos de 25, 50 y 100 pies de largo. Se trata de tubería ACR, deshidratada y sellada en fábrica. La tubería de cobre blando puede soldarse o utilizarse con acoplamientos abocinados o de otro tipo mecánico. Debe sujetarse con acoplamientos abocinados o de otro tipo mecánico, como abrazaderas u otro herraje que soporte su peso. La aplicación más frecuente es en tuberías de ¼ a ¾” OD. El formado se hace bastante difícil en tamaños de ¾” OD. Tubería de cobre estirado en frío También se utilizan ampliamente en sistemas de refrigeración y aire acondicionado comerciales. A diferencia del estirado blando, esta tubería es dura y rígida, y viene en tramos rectos. Está destinada a usarse con acoplamientos formados para efectuar dobleces o cambios de dirección necesarios. Dada su construcción rígida resiste mejor su propio peso y necesita menos soportes. Los tamaños van desde ¼” OD a más de 6” OD. La tubería dure viene con nitrógeno y tapadas por ambos extremos para mantenerlas limpias y libres de humedad en su interior. Doblado de tubo Cuando se utilizan tamaños más pequeños de tubería blanda resulta generalmente más conveniente económico simplemente doblar o torcer el tubo para adecuarlo a los requisitos de la aplicación. Esto se puede hacer a mano pero toma tiempo la práctica de no hacer dobleces demasiado bruscos o apretados y en consecuencia aplastar el tubo.
Como regla practica, el radio del doblez mínimo al cual un tubo delgado se puede doblar es aproximadamente cinco veces su diámetro. Tuberías de diámetro mayor pudieran requerir un radio de hasta 10 veces el diámetro. Para efectuar un doblez a mano, empiece con un radio mayor y gradualmente vaya llevando el tubo a su forma correcta, y al mismo tiempo vaya reduciendo el radio. Nunca intente efectuar al primer doblez el radio final deseado. Están disponibles resortes para doblado de tubo, que se insertan ya sea en el interior o en el exterior del tubo, evitando que este se aplaste. Métodos para unir tubería. Estos se pueden dividir en dos clases generales: 1.- Acoplamientos mecánicos: Acoplamientos abocinados y de compresión, que son semipermanentes, y a que mecánicamente pueden ser derrotados. 2.- Soldadura blanda o con aporte: Soldadura de estaño o de latón, formando uniones a prueba de fuga. Acoplamientos mecánicos Conexiones abocinadas Estas han sido una de las técnicas más ampliamente utilizadas para unir tuberías de cobre blando. Un abocinado bien hecho es de máxima importancia, si se han de conseguir uniones a prueba de fuga y esto requiere herramientas correctas y practica. Históricamente han sido una fuente de fuga de refrigerante. Las causas son diversas; tuercas flojas, abocinados mal hechos, falla de abocinado debido a excesiva vibración, etc. Dado que el énfasis actual sobre protección del ambiente, el instalador y técnico de servicio tendrá que tener mucho cuidado en esos puntos. Los abocinados se hacen con una herramienta especial, que expande el extremo de la tubería de cobre en forma cónica. El cono se forma a un ángulo de 45°, que asienta contra la cara del acoplamiento abocinado. La tuerca abocinada, cuando se aprieta, oprimirá el cobre blando contra el asiento maquinado del acoplamiento, formando así un sello hermético. Acoplamientos a compresión En años recientes ha habido una tendencia a utilizar acoplamientos del tipo de compresión para unir tuberías para refrigerantes, ya que reduce la necesidad de trabajo en el campo para fabricar conexiones abocinadas o para soldar tubería. Se obtiene un sello a prueba de gases simplemente al conectar la tubería con el acoplador utilizando una tuerca de acoplamiento, un anillo de apriete y un anillo “O” para conseguir un ensamble hermético. Una vez ensamblado la junta puede desconectarse y reensamblarse sin que su eficacia de sellado disminuya. Este tipo de conexión se encuentra por lo general en aplicaciones automotrices.
Acoplamientos de diafragma Las tuberías de líquidos y de succión se fabrican de cobre doblado o de tubería de acero en espiral. Estas tuberías se cubren fábrica con un material aislante de hule espuma. Cada extremo de la tubería tiene instalado un acoplamiento que coincide con el correspondiente del equipo. Ambas mitades de acoplamiento tienen diafragmas que sellan, lo que impide la perdida de refrigerante antes de la conexión. La mitad macho (sobre el equipo) contiene una hoja de corte, el diafragma metálico de sello del refrigerante y un sello intermedio de hule sintético, para evitar perdida del refrigerante mientras se esta efectuando el acoplamiento. La mitad hembra (sobre la tubería) contiene un diafragma metálico que forma un cierre metálico hermético. Al apretar la tuerca de unión se juntan las dos mitades del acoplamiento con lo que se perforan y doblan ambos diafragmas metálicos y se abre el pasaje del fluido. Una vez totalmente acoplado, un sello de metal forma una unión hermética entre las dos mitades de acoplamiento.
Soldadura blanda, con aporte y eléctrica Consiste en unir dos piezas de metal mediante un tercer metal (o soldadura), que funda a una temperatura inferior que las piezas a juntar. Una vez fundida la soldadura o aleación de aporte fluye entre ambas piezas de metal. El metal fundido se adhiere a la superficie de ambos metales formando una buena unión entre ambos.
La soldadura de estaño tiene por lo general menos resistencia que los metales que une, por lo que para máxima resistencia de la unión soldada, la capa de soldadura debe ser muy delgada. La soldadura eléctrica difiere de la soldadura de estaño o con aporte en que no se utiliza otro metal para que actúe como material de unión. Soldadura blanda Una forma de soldadura blanda, algo mas dura que la de estaño y plomo, esta formada por 95% de estaño y 5% de antimonio, y se conoce comúnmente como (95-5). Empieza a fundir a 450°F (232°C) quedando totalmente trabajable con un soplete de propano o acetileno manual. Soldadura de plata (antes llamada soldadura fuerte) Para tubería de cobre más grande, o cuando los códigos de construcción local exigen el uso de soldadura de plata, la unión de soldadura de plata consigue una junta mucho más fuerte. En los últimos 20 años la soldadura fuerte ha sido ampliamente aceptada por la industria de la refrigeración y del aire acondicionado para unir metales. La elección de estas sobre otras fue debido a la necesidad de uniones de alta resistencia, que soporta la corrosión a prueba de vibración y herméticas. Ofreciendo también la ventaja adicional de poder unir metales similares o disimilares con mayor facilidad de aplicación y a temperaturas menores de soldadura. La soldadura de plata fluye a una temperatura de aproximadamente 1100 a 1200°F (593 a 649°C). Esta aleación fluye normalmente a 800°F (427°C) por debajo del punto de fusión del cobre, lo que la hace una aleación muy segura para su uso en tuberías y acoplamientos de cobre. Cuando se ejecuta bien, la unión de soldadura de plata tendrá una resistencia a la tensión superior a la del material que esta uniendo. Algunas de las soldaduras de plata de menor temperatura pueden ser aplicados con sopletes de aire o acetileno o de aire propano, pero el soplete de oxiacetileno que se usa más comúnmente. Procedimiento de soldadura:
Acoplamientos para soldar Algunos de los acoplamientos para soldar son para conectar tubería a tubería, y otros pueden tener una conexión en un extremo para roscas de tubería norma nacional. Estos acoplamientos son de varilla de latón, de gorja de latón o de cobre forjado, y se fabrican con precisión para permitir que el tubo entre en la abertura del acoplamiento con un ajuste preciso, dejando solo una pequeña tolerancia para que fluya la soldadura. Si la tolerancia es demasiado grande debido a que el acoplamiento del tubo está ovalado, se debilitara la junta. No se recomiendan para servicio de refrigeración acoplamientos para soldar fundidos. Abocardado de tuberías de cobre. Algunas veces el ensamble de tuberías de cobre de un mismo diámetro es mas confiable unir dos piezas de tubería mediante una conexión abocardada con solamente un punto de soldadura. Esto se consigue mediante una herramienta de abocardar.
