Gratis · Calculadora 7
Dilatación térmica y compensación de dilatación
Variación de longitud entre puntos fijos a partir de la temperatura de montaje, mínima y máxima, compensador con pretensado y una primera estimación para liras en L, Z y U.
El desafío
Respuestas rápidas y trazables en el diseño de tuberías.
Su solicitud
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Nuestra solución
- Calculadoras gratuitas en el navegador: diámetro nominal y pérdida de carga, dilatación térmica, peso, conversor, codificación.
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Su ventaja
- Ahorro de tiempo
- Respuesta en segundos en cualquier momento.
- Ventaja competitiva
- Comprensible en la conversación.
- Simplificación
- Sin instalación, sin inicio de sesión.
- Valor añadido
- Valores orientativos con fuente: predimensionamiento.
Cargando calculadora …
Predimensionamiento, no es un diseño de tuberías. Las dimensiones y propiedades de los materiales provienen de la Calculadora de especificaciones de tubería y de vanos entre soportes de ASEING y son valores estimados a partir de datos de fabricantes de acceso público, generalizados; todos los demás valores son orientativos. Pueden diferir de la norma: verifíquelos con las normas vigentes y los datos del fabricante antes de un uso vinculante. Puede introducir valores propios en la calculadora.
Fundamentos, procedimiento de cálculo, ejemplos y preguntas frecuentes ▸
Fundamentos y fuentes
Con qué calcula la herramienta, en qué normas y datos se basa y dónde están sus límites. Estado: septiembre de 2026. Para practicar: Comprender y probar.
Procedimiento de cálculo
- DilataciónΔL = α·L·ΔT con coeficiente medio de dilatación térmica desde 20 °C
- CompensadorMovimiento total + 10 % (valor orientativo ASEING), pretensado al centro
- Brazo de flexiónMetal: voladizo guiado L = √(3·E·D·δ / σ) con E a 20 °C; plástico: L = C·√(D·δ) según documentación del fabricante
- SiguientePlanificar vanos entre soportes y soportes
Normas y reglamentos
Referencia: el asistente sigue la estructura de archivos de Autodesk y los tipos de conexión de estas normas. No se incluyen textos ni tablas de las normas.
| DIN EN 13480-3, ASME B31.3 | Verificación de tensiones en el análisis de esfuerzos de tuberías (no forma parte de la calculadora) |
|---|---|
| DIN EN 13445-3, anexo O | Módulo de elasticidad en función de la temperatura, como en la Calculadora de vanos entre soportes |
Datos y procedencia
| Coeficientes de dilatación térmica α | Fichas técnicas de materiales (Swiss Steel, thyssenkrupp, Aurubis) y documentación de fabricantes (GF, Sikla): fuente por material en la tabla de la calculadora (“¿de dónde viene α?”); en caso de rangos, el valor con mayor dilatación |
|---|---|
| Constante del brazo de flexión para plásticos | Sikla, capítulo 18 Técnica de tuberías (según DVS 2210-1) |
| Tensión de flexión admisible en metal | Valor orientativo de ASEING, modificable en la calculadora |
Supuestos & límites
- Estimación de si un codo tiene espacio – no es un análisis de esfuerzos de tuberías (fuerzas en puntos fijos, fricción en apoyos, verificación de tensiones).
- Se notifican los valores fuera del rango de validez de α (“No utilizable así”).
- Plástico: dilatación unas 10 a 15 veces mayor que la del acero, módulo de elasticidad dependiente del tiempo – tenga en cuenta los datos del fabricante.
Estado de las normas de esta página 2 normas · Investigación septiembre de 2026
| Norma | Contenido | Edición actual | Reemplazado / sucesor |
|---|---|---|---|
| DIN EN 13480-3 | Tuberías industriales metálicas – Parte 3: Diseño y cálculo | DIN EN 13480-3:2024-12 | sustituye a DIN EN 13480-3:2017-12; DIN EN 13480-3/A1:2021-05; DIN EN 13480-3/A2:2020-12 |
| ASME B31.3 | Process Piping | ASME B31.3-2024 | sustituye a ASME B31.3-2022 |
Investigación en DIN Media, ISO, IEC y ASME, estado septiembre de 2026. Antes de una aplicación vinculante, verifique la edición vigente con el editor de la norma. Resumen de todas las normas: Infobase de ingeniería de plantas · Estado de las normas.
Comprender y probar
El metal y el plástico se alargan cuando se calientan. Unos pocos milímetros por metro suenan inofensivos – en 40 m de tubería son fácilmente 8 cm, y tienen que ir a alguna parte. Aquí puede ver cuánto es y cómo absorberlo.
Los conceptos en cinco minutos
- Coeficiente de dilatación térmica α
- Cuánto se alarga un material por kelvin, p. ej., acero, unos 12 · 10⁻⁶/K: 1 m se alarga 1,2 mm con un calentamiento de 100 K. Los plásticos se dilatan de 10 a 15 veces más.
- Variación de longitud ΔL
- ΔL = α · L · ΔT. El doble de longitud o el doble de diferencia de temperatura → el doble de dilatación.
- Punto fijo
- Fija la línea en un punto. Entre dos puntos fijos debe absorberse la dilatación.
- Soportes deslizantes y guías
- Soportan el tubo, pero permiten que se desplace longitudinalmente (apoyo deslizante) o solo en una dirección (apoyo guiado).
- Compensador
- Un fuelle que absorbe el movimiento. Los compensadores axiales absorben el movimiento longitudinal, pero requieren puntos fijos que soporten la presión interna.
- Brazo de flexión / lira en U
- Un tramo de tubo transversal que se flexiona elásticamente: la compensación «natural» sin fuelle. Requiere espacio.
- Pretensado
- El compensador se instala a la temperatura de montaje ya algo estirado o comprimido, para que en operación trabaje en torno al punto medio.
Probar y comprender
Cambie una magnitud en la calculadora de arriba y observe qué sucede con las demás:
| Pruebe | Qué sucede | Por qué |
|---|---|---|
| Cambiar el material de acero a PE 100 (mismas temperaturas) | La dilatación resulta unas 15 veces mayor. | La α del PE es de aprox. 180 · 10⁻⁶/K frente a 12 · 10⁻⁶/K en el acero. Las líneas de plástico necesitan mucha más compensación de dilatación, incluso con un rango de temperatura pequeño. |
| Ajustar la temperatura de montaje de 10 a 30 °C | La dilatación en operación disminuye y el acortamiento en invierno aumenta: el pretensado puede cambiar de dirección. | Lo determinante es la diferencia respecto a la temperatura de instalación, no la temperatura absoluta. |
| Duplicar el diámetro exterior de la tubería | El brazo de flexión necesario resulta unas 1,4 veces más largo. | L ~ √D: los tubos gruesos son más rígidos y necesitan brazos más largos para absorber el mismo desplazamiento sin una tensión demasiado alta. |
| Introducir PVDF con 600 °C | La calculadora calcula, pero muestra en rojo: „No utilizable así“. | Se puede calcular todo – si el material lo soporta es otra cuestión. Verifique siempre el rango de aplicación. |
Errores típicos
- Considerar solo Tmax y olvidar el acortamiento en parada – que tira de las boquillas y los puntos fijos.
- Instalar el compensador sin pretensado: en operación llega entonces al tope.
- Olvidar las fuerzas en los puntos fijos: un compensador axial transmite la presión interna como fuerza a los puntos fijos.
- Tratar el plástico como el acero: en el plástico, el módulo de elasticidad y la tensión admisible dependen en gran medida de la temperatura y del tiempo.
Para practicar
Ejercicio: Una tubería de acero de 40 m de longitud se monta a 10 °C y en operación se calienta a 180 °C. ¿Cuánto se alarga? ¿Y qué longitud aproximada debería tener un brazo de lira en L para un tubo de 114,3 mm?
Mostrar solución
α (20 → 180 °C) ≈ 12,5 · 10⁻⁶/K; ΔL = 12,5·10⁻⁶ · 40 000 mm · 170 K ≈ 85 mm, es decir, unos 8 a 9 cm. El brazo de flexión debe absorber todo el movimiento entre el estado más frío y el más caliente: con −10 °C en invierno, son 84,5 + 9,2 = 93,7 mm. Brazo de flexión según L = √(3 · E · D · δ / σ) con E = 212 000 N/mm² (a 20 °C, como es habitual en el análisis de esfuerzos de tuberías), D = 114,3 mm, δ = 93,7 mm, σ = 120 N/mm²: L ≈ √(3 · 212 000 · 114,3 · 93,7 / 120) ≈ 7,5 m. Es mucho espacio; por eso las líneas largas se dividen con puntos fijos o se colocan liras (curvas en U) o compensadores. En la calculadora: material acero, 40 m, 10 / −10 / 180 °C, diámetro exterior 114,3.
Para formación y estudios: la página puede mostrarse en clase. Los valores característicos son orientativos; para las verificaciones rigen las normas y los datos del fabricante.
¿Para qué sirve la calculadora?
Por qué se necesita
Las tuberías se alargan al calentarse: 40 m de tubo de acero a 180 °C, unos 8 cm. Si la línea no puede moverse libremente, ejerce grandes fuerzas sobre los puntos fijos y sobre las boquillas de bombas, recipientes e intercambiadores de calor: las bridas pierden estanqueidad, los soportes se desprenden y las boquillas se deforman.
Qué tareas resuelve
- ¿Cuánto se mueve la línea entre dos puntos fijos?
- ¿Basta el trazado de la línea con sus codos, o se necesita un lazo de expansión en U o un compensador?
- ¿Qué absorción de movimiento debe tener el compensador y cuánto se pretensa durante el montaje?
- ¿Cuánta holgura necesitan los pasamuros, las abrazaderas y el aislamiento?
En qué momento del proceso de planificación
- Fundamentos / planificación preliminar–
- Basic EngineeringPlanificación de trazado y disposición: prever espacio para codos, liras o compensadores
- Detail EngineeringDefinir puntos fijos y apoyos deslizantes, verificar su plausibilidad antes del análisis de esfuerzos
- Montaje / puesta en marchaInstalar compensadores con el pretensado correcto
- Operación / remodelación de instalaciones existentesRemodelación: ¿soporta el nuevo trazado la temperatura?
Preguntas frecuentes
¿Sustituye esto a un cálculo de esfuerzos de tuberías?
No. La estimación muestra si una lira tiene espacio de forma realista. Las fuerzas en puntos fijos, la fricción en apoyos y la verificación de tensiones según DIN EN 13480-3 o ASME B31.3 corresponden al análisis de flexibilidad de tuberías.
¿Por qué el plástico es tan crítico?
La dilatación térmica es aproximadamente 10 a 15 veces mayor que en el acero, y el módulo de elasticidad es pequeño y dependiente del tiempo: planifique los brazos de flexión y las distancias entre soportes según las indicaciones del fabricante.