Cómo calcular el peso de un tubo y el agua que le cabe
Para pedir la grúa, calcular los soportes temporales de una prueba o saber cuánta agua lleva la pipa, hay que conocer el peso del tramo vacío y lleno. Sale de dos cuentas de geometría: el área de acero de la corona y el área interior llena de agua.
Cómo se hace, paso a paso
- Toma el OD y el espesor t del tubo de la tabla de B36.10M para su NPS y cédula.
- Peso del acero por metro: 0.02466 × (OD − t) × t con OD y t en mm da kg/m (es la fórmula de B36.10M con densidad 7.85 kg/dm³).
- Diámetro interior: ID = OD − 2t. Litros por metro: π/4 × ID² / 1,000 con ID en mm → L/m.
- Peso lleno por metro = peso del acero + litros (1 L de agua = 1 kg).
- Multiplica por el largo del tramo para el total; para la pipa suma 10 % de maniobra y venteo.
kg/m = 0.02466 · (OD − t) · tL/m = π/4 · ID² / 1000kg/m lleno = kg/m + L/mOD y t en mm · ID = OD − 2t en mm · 0.02466 = π × 7.85 / 1,000 (acero al carbón).
| NPS Sch 40 | OD × t (mm) | Vacío (kg/m) | Agua (L/m) | Lleno (kg/m) |
|---|---|---|---|---|
| 4″ | 114.3 × 6.02 | 16.1 | 8.2 | 24.3 |
| 6″ | 168.3 × 7.11 | 28.3 | 18.7 | 47.0 |
| 8″ | 219.1 × 8.18 | 42.5 | 32.3 | 74.8 |
| 12″ | 323.9 × 10.31 | 79.7 | 72.6 | 152.3 |
Ejemplo resuelto
Tramo de 12 m de 6″ Sch 40 para prueba hidrostática.
Paso 1 — Vacío: 0.02466 × (168.3 − 7.11) × 7.11 = 28.26 kg/m → 339 kg
Paso 2 — ID = 168.3 − 14.22 = 154.1 mm → π/4 × 154.1² / 1,000 = 18.65 L/m → 224 L
Paso 3 — Lleno: 28.26 + 18.65 = 46.9 kg/m → 563 kg
Resultado: El tramo lleno pesa 66 % más que vacío. Si la prueba se hace con la línea ya montada, los soportes temporales y los resortes se revisan con el peso lleno, no con el de diseño.
Cuándo el peso cambia
Recubrimiento (FBE, tricapa), concreto de lastre en ductos marinos y aislamiento con lámina se suman aparte; en 12″ el aislamiento con lámina puede agregar 10–15 kg/m. El inoxidable pesa 1 % más que el acero al carbón (7.93 contra 7.85); el aluminio un tercio; el HDPE una octava parte.
Para izaje, el peso que importa es el del tramo con lo que trae: válvulas (ver su peso en la tabla de válvulas), bridas y el agua si no se drenó.
Errores comunes:
• Usar el diámetro nominal como ID: 6″ tiene 154 mm de ID, no 152.4.
• Olvidar que la cédula cambia el ID: un Sch 80 lleva 7 % menos agua que un Sch 40 en 6″.
• Pedir la pipa con el volumen exacto: siempre falta por venteos y mangueras; suma 10 %.
Referencias: ASME B36.10M. Los valores son de referencia; la spec del proyecto y un ingeniero responsable validan la decisión.
Preguntas frecuentes
¿Cuánto pesa un tubo de 6″ Sch 40 por metro?
28.26 kg/m vacío según B36.10M; lleno de agua, 46.9 kg/m.
¿Cuántos litros de agua caben en un metro de tubo de 8″?
En Sch 40 (ID 202.7 mm), 32.3 litros por metro.
¿El peso de B36.10M incluye tolerancias?
Es el peso nominal (plain end). El real varía con la tolerancia de espesor; para izaje se toma el nominal con un margen.
¿Cómo saco el peso del tramo lleno con válvulas?
Suma el tubo lleno, el agua dentro de la válvula (despreciable) y el peso de catálogo de la válvula y las bridas.