Clases de presión de conductos HVAC explicadas

Qué es realmente una clase de presión

Una clase de presión de conducto es la presión estática que un tramo de conducto está construido para soportar sin abombarse, colapsar ni fugar más allá de lo permitido. Se expresa en pulgadas de columna de agua (in. w.g.), la misma unidad que mide un manómetro en un ventilador. El conducto nunca se construye para una presión exacta. Se construye para una clase, y la clase en que cae decide tres cosas que le importan al fabricante: el calibre de la chapa, cada cuánto se refuerza el conducto y qué tan herméticamente hay que sellarlo y probarlo.

Si se queda corto con la clase, el conducto vibra como un tambor, se deforma y fuga en servicio. Si se pasa, habrá pagado calibre grueso y clase de sellado A en un conducto de aire de retorno que nunca lo necesitó. La clase de presión es el único número que más directamente mueve el costo y la factibilidad constructiva de un sistema de conductos.

Las clases de presión de construcción SMACNA

SMACNA (Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National Association) define siete clases de presión de construcción para conducto metálico rectangular. Cada una existe como clase positiva y como clase negativa.

Clase de presión (in. w.g.)	Agrupación	Aplicación típica
1/2	Baja presión	Retorno y extracción de baja velocidad, suministro residencial y comercial ligero
1	Baja presión	Suministro y retorno comercial general de baja presión
2	Baja presión	El valor por defecto habitual para suministro comercial de baja presión
3	Presión media	Recorridos más largos, troncales VAV, sistemas comerciales de mayor velocidad
4	Presión media	Troncales y columnas de suministro de presión media
6	Presión media / alta	Sistemas de alta velocidad, columnas altas, suministro industrial
10	Alta presión	Conducto industrial y de proceso de alta presión, algunos sistemas de laboratorio

La agrupación habitual que usa la mayoría de los ingenieros en la conversación es más sencilla que las siete clases: baja presión hasta 2 in. w.g. inclusive, media presión de más de 2 hasta 6 in. w.g. y alta presión por encima de 6 in. w.g. Las clases existen para que las tablas de refuerzo tengan pasos discretos a los que referirse; la agrupación en baja/media/alta es la forma en que se comenta la misma información en obra.

Presión positiva frente a presión negativa

Esta es la parte que más se pasa por alto. El número de la clase de presión es solo la mitad de la especificación. La otra mitad es si el tramo es positivo o negativo.

• La presión positiva corresponde al conducto de suministro aguas abajo del ventilador. El aire empuja hacia afuera, así que el modo de falla es que la pared del conducto se abombe o que las costuras se abran. El calibre y el refuerzo resisten el reventón.
• La presión negativa corresponde al retorno, la extracción y cualquier conducto aguas arriba del ventilador. El aire tira hacia adentro, así que el modo de falla es que la pared del conducto colapse. Eso es un problema de pandeo, no de reventón, y a menudo es el más difícil de resistir de los dos.

Como el colapso y el reventón son físicas distintas, SMACNA da requisitos de construcción separados para positivo y negativo a la misma presión nominal. Una clase negativa con frecuencia exige un calibre más grueso o tirantes internos donde la clase positiva equivalente no lo hace. Si una especificación dice "2 in. w.g." sin indicar positivo o negativo, esa es una pregunta que hay que hacer antes de cortar el acero.

Qué determina la clase de presión en el taller

Una vez fijada la clase, las tablas SMACNA la convierten en instrucciones de fabricación. Para un ancho de conducto dado:

• El calibre de la chapa se vuelve más grueso a medida que sube la presión. Un conducto ancho a 6 in. w.g. usa un calibre más grueso que el mismo ancho a 2 in. w.g. Consulte nuestra tabla de calibres de chapa para conductos para ver la relación entre ancho y calibre.
• La separación de los refuerzos se acorta. A mayor presión, el refuerzo transversal (las bridas y los rigidizadores) se coloca a intervalos más cortos a lo largo del conducto.
• El tipo de costura y de junta tiene que ser adecuado a la presión. Una unión Pittsburgh y una brida TDF se comportan de forma distinta bajo carga; las clases de presión más altas dependen de que el sistema de bridas haga más trabajo. Consulte brida TDF frente a brida de ángulo y tipos de costuras y juntas de conductos comparados.
• La clase de sellado se endurece. Las clases de presión más altas exigen una clase de sellado más hermética y una prueba de fugas a la presión de diseño.

De la clase de presión a la clase de sellado

La clase de presión y la clase de sellado son especificaciones distintas, pero van de la mano. La correspondencia habitual por defecto es:

Clase de presión (in. w.g.)	Clase de sellado típica
1/2 y 1	Clase de sellado C (juntas transversales selladas)
2	Clase de sellado B (juntas y costuras longitudinales selladas)
3, 4, 6 y 10	Clase de sellado A (juntas, costuras y penetraciones selladas, con prueba de fugas)

Esto es una regla práctica, no una norma. Los sistemas críticos (laboratorios, hospitales, salas limpias, control de humo) se especifican de forma rutinaria con la clase de sellado A incluso a baja presión. La última palabra la tiene el proyectista responsable.

Dónde interviene la maquinaria

Cuanto más alta es la clase de presión, más grueso es el calibre y más tiene que aguantar la junta terminada. Eso plantea dos exigencias a la línea de fabricación. Primero, debe formar limpiamente el rango de calibres que requiere el trabajo, sin los desgarros ni el retorno elástico que se producen cuando se fuerza una máquina ligera con acero grueso. Segundo, debe mantener la tolerancia, porque un extremo de conducto fuera de escuadra no logrará una brida hermética por muy grueso que sea el calibre o muy bueno el sellador. Una línea que mantiene el largo y el ancho dentro de tolerancias estrechas conserva las esquinas TDF a escuadra, que es exactamente lo que pide una especificación de alta presión con clase de sellado A. Hacer coincidir el rango de calibres nominal de la máquina con las clases de presión que realmente construye es una decisión de especificación que conviene tomar con deliberación.

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Equivalentes en AS/NZS, EN y GCC

Fuera de Norteamérica la misma idea aparece bajo otras normas:

• AS/NZS 4254 (Australia y Nueva Zelanda) fija la construcción de conductos por presión y hace referencia directa al marco SMACNA.
• EN 12237 (redondo) y EN 1507 (rectangular) en Europa definen clases de presión y de estanqueidad al aire; las clases de estanqueidad EN A, B, C y D son el lado de la fuga de la misma moneda.
• Los proyectos GCC y SASO en Oriente Medio suelen nombrar directamente las clases de presión y de sellado SMACNA en la especificación mecánica.

El lenguaje de especificación que encontrará

Una especificación mecánica suele decir algo así: "El conducto de suministro se construirá según la clase de presión positiva SMACNA de 2 in. w.g., clase de sellado B. El conducto aguas abajo de las unidades terminales puede reducirse a 1 in. w.g. El conducto de retorno y extracción se construirá según la clase de presión negativa de 1 in. w.g." Cuando ve un párrafo como ese, la clase de presión, la división positivo/negativo y la clase de sellado juntas definen todo lo que el taller necesita para elegir el calibre, el refuerzo y la construcción de las juntas.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una clase de presión de conducto?

Una clase de presión de conducto es la presión estática, en pulgadas de columna de agua, que un tramo de conducto se construye para soportar. SMACNA define clases de 1/2, 1, 2, 3, 4, 6 y 10 in. w.g., cada una en positivo y en negativo. La clase más el tamaño del conducto fijan el calibre, el refuerzo y la construcción de las juntas.

¿Cuáles son las clases de presión SMACNA?

Las clases de presión de construcción SMACNA para conducto metálico son 1/2, 1, 2, 3, 4, 6 y 10 in. w.g., cada una como clase positiva y como clase negativa. 2 in. w.g. positiva es el valor por defecto más común para suministro comercial de baja presión.

¿Cuál es la diferencia entre conducto de baja, media y alta presión?

Baja presión es hasta 2 in. w.g. inclusive, media es de más de 2 hasta 6 in. w.g. y alta es por encima de 6 in. w.g. A mayor presión se necesita calibre más grueso, refuerzo más próximo y una clase de sellado más hermética, por lo que cuesta más por pie cuadrado.

¿Cómo afecta la clase de presión al calibre del conducto?

Para un ancho dado, una clase de presión mayor requiere un calibre más grueso y refuerzos más próximos para mantener la deflexión dentro de los límites. Las tablas de refuerzo de SMACNA indican el calibre y la separación exactos para cada ancho y clase de presión.

¿Por qué el conducto de presión negativa necesita una construcción diferente?

El conducto positivo tiende a abombarse hacia afuera; el conducto negativo de retorno y extracción tiende a colapsar hacia adentro, lo que es un problema de pandeo. Por eso las clases negativas exigen un calibre más grueso o tirantes a la misma presión nominal para resistir el colapso.

¿Qué clase de presión corresponde a cada clase de sellado?

Como regla práctica habitual: las clases de presión 1/2 y 1 in. w.g. usan la clase de sellado C, 2 in. w.g. usa la clase de sellado B, y 3, 4, 6 y 10 in. w.g. exigen la clase de sellado A. Los sistemas de presión negativa y los críticos suelen especificarse más herméticos. El proyectista responsable fija el requisito final.