Trazado térmico añade una fuente de calor controlada a lo largo de una tubería, un recipiente o una línea de instrumentos para que su contenido se mantenga por encima de una temperatura objetivo, ya sea simplemente por encima del punto de congelación o de un valor de proceso necesario para mantener un fluido bombeable.
Tiene baja visibilidad hasta que falla, y una línea congelada o gelificada puede dejar una unidad fuera de servicio durante horas.
Cualquier tubería o tanque expuesto a condiciones ambientales pierde calor a través de sus paredes y aislamiento. Los fluidos a base de agua en climas fríos corren el riesgo de congelarse y romper la tubería o las conexiones.
Muchos fluidos de proceso no necesitan congelarse por completo para convertirse en un problema: el fuelóleo pesado, el azufre fundido, el betún y los crudos cerosos se espesan bruscamente al bajar la temperatura, y una bomba o una válvula dimensionada para la viscosidad de diseño puede bloquearse con un fluido frío.
El trazado mantiene el fluido por encima del umbral que importa y compensa la pérdida de calor en lugar de elevar la temperatura rápidamente.
El trazado eléctrico utiliza un cable resistivo sujeto a la tubería bajo el aislamiento, en dos familias comunes.
Ambos funcionan mediante un termostato o controlador y están protegidos por protección contra fallas a tierra, ya que un cable dañado en aislamiento mojado es un riesgo de descarga e incendio.
El trazado con vapor emplea un tubo pequeño junto a la tubería del proceso, transportando vapor a baja presión que se condensa y cede calor latente, con el condensado retornado mediante una trampa de vapor.
Es adecuado en instalaciones con distribución de vapor existente y entrega una salida alta y constante, ya que la temperatura de condensación está fijada por la presión del vapor.
Es más difícil de controlar con precisión que el trazado eléctrico, ya que un circuito está o con vapor o sin él, y conlleva el mantenimiento de trampas y líneas de condensado.
El trazado eléctrico ha asumido la mayor parte de los trabajos nuevos, pero el trazado con vapor sigue siendo común en unidades más antiguas y en líneas muy largas.
El trazado se dimensiona mediante un cálculo de pérdida de calor, no solo por la temperatura de mantenimiento, teniendo en cuenta el diámetro de la tubería, el espesor del aislamiento, la temperatura mínima ambiente de diseño (la condición sostenida más fría, no una mínima extrema de una hora), la velocidad del viento y el recinto.
Un trazado subdimensionado falla en el día de diseño más frío aunque parezca correcto la mayor parte del año; un trazado sobredimensionado desperdicia energía y aumenta el riesgo de sobrecalentamiento. El aislamiento húmedo o faltante multiplica la pérdida de calor y es una causa común de que el trazado "solía funcionar".
| Método de control | Ubicación del sensor | Uso típico | Compromiso |
|---|---|---|---|
| Detección ambiental | Sensor de aire exterior para toda una zona | Protección contra heladas en muchos circuitos | Barato, pero no confirma que una tubería concreta esté caliente |
| Detección en línea | Termostato sujeto a la propia tubería | Protección contra heladas o control de proceso poco estricto | Confirma la condición de la tubería, un punto por circuito |
| Control basado en RTD | RTD Pt100 cableado a un controlador o DCS | Mantenimiento preciso para fluidos sensibles a la viscosidad o peligrosos | Máxima precisión, mayor costo instalado |
La detección ambiental conmuta todo un circuito según las condiciones exteriores, adecuada para agua de servicios y líneas de drenaje. La detección en línea pone el punto de decisión en la propia tubería, más precisa donde la exposición o el aislamiento varían. El control basado en RTD, casi siempre un RTD Pt100, es adecuado para parámetros reales de proceso y proporciona una señal continua registrada por el CMMS.
El trazado eléctrico en áreas clasificadas como peligrosas debe estar certificado para la zona y el grupo de gas, manteniendo la temperatura máxima de superficie del cable por debajo de la temperatura de autoignición del fluido de proceso con un margen, conocido como clasificación T (T-rating).
La limitación de salida del cable autorregulador ayuda aquí, ya que no puede aumentar fácilmente hasta una alta temperatura de superficie como puede un elemento no regulado.
Los circuitos aún necesitan protección contra fallas a tierra y sellos terminales certificados para la zona, y el trazado con vapor evita por completo los problemas de clasificación eléctrica.
Las fallas en el trazado suelen deberse a daños físicos durante otros trabajos, entrada de agua por un empalme mal sellado, aislamiento retirado y no reinstalado, un disyuntor por falla a tierra disparado que nadie investigó, o un termostato averiado atascado en encendido o apagado.
Una comprobación de continuidad en la puesta en marcha junto con inspecciones periódicas con cámara infrarroja son las formas prácticas de detectar problemas antes de que una helada severa los descubra.
Los circuitos críticos merecen revisiones programadas, registradas de la misma manera que la integridad de tuberías aisladas, ya que ambos comparten una causa raíz: aislamiento comprometido y humedad oculta.
Integrar las alarmas de disparo por falla a tierra en el sistema de control para que una falla genere automáticamente una orden de trabajo es una medida preventiva que una plataforma CMMS como Fabrico gestiona bien. Solicita una demostración de Fabrico .
No siempre. El cable autorregulador es más fácil de instalar y domina la protección general contra heladas. El cable de potencia constante es adecuado para circuitos largos o aplicaciones que necesitan un flujo de calor mayor del que permite el techo de potencia del cable autorregulador.
No. El trazado compensa la pérdida de calor; no elimina la necesidad de limitarla. El aislamiento degradado aumenta la tasa de pérdida de calor que el trazado debe compensar y puede llevar a un sistema correctamente dimensionado más allá de su capacidad.
Un termostato es suficiente para protección básica contra heladas, pero un RTD ofrece una señal continua y precisa que permite un mantenimiento de temperatura más exacto y alarmas remotas, lo cual importa cuando la viscosidad o la reactividad son sensibles a la temperatura.
No, normalmente más. El trazado con vapor depende de trampas de vapor y líneas de retorno de condensado que necesitan inspección periódica, además de la condición del aislamiento que comparten ambos sistemas.
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