ERW vs. LSAW vs. SSAW: Diferencias clave y cómo elegir

Tuberías soldadas ERW, LSAW y SSAW: Cómo elegir?

En los sectores de transporte de petróleo y gas y tuberías estructurales, las tuberías de acero soldadas ERW, LSAW y SSAW son las tres más utilizadas. ERW significa Soldadura por Resistencia Eléctrica, LSAW Soldadura por Arco Sumergido de Costura Recta y SSAW Soldadura por Arco Sumergido Espiral. Detrás de estas tres siglas se esconden procesos, niveles de calidad y costes completamente diferentes. Elegir la incorrecta puede suponer un despilfarro o generar riesgos para la seguridad.

Las diferencias fundamentales entre los tres tipos de tuberías son el tipo de costura de soldadura y el diámetro.

La ERW es una tubería soldada por alta frecuencia con costura recta, que utiliza el calor de resistencia para fusionar las dos caras de la tira de acero sin añadir material de aporte. La LSAW también tiene costura recta, pero utiliza soldadura por arco sumergido, lo que requiere la adición de alambre y fundente, y es una soldadura de doble cara. La soldadura por arco sumergido (SSAW) es una soldadura en espiral, también conocida como soldadura por arco sumergido, pero en este caso la costura de soldadura recorre todo el perímetro de la tubería.

Comparación de las principales diferencias entre los tres tipos de tuberías soldadas:

La elección del tipo de soldadura depende de las especificaciones del proyecto y las condiciones de operación. La siguiente tabla enumera las especificaciones clave, como el calibre, la costura de soldadura, la precisión y las restricciones regionales, lo que facilita la selección según los requisitos del proyecto.

Elementos de comparación	ERW	LSAW	SSAW
Costura de soldadura	Costura recta, sin aporte;	Costura recta, soldadura por arco sumergido de doble cara;	Costura en espiral, soldadura por arco sumergido de doble cara
Rango de diámetro	Máximo 610 mm (24 pulgadas);	40-152 mm (16-60 pulgadas o más);	Hasta 3048 mm (120 pulgadas o más)
Espesor de pared	≤25 mm (principalmente de pared delgada);	Más grueso, hasta aproximadamente 175 mm;	Diámetro medio, generalmente ≤25 mm
Precisión geométrica	Máxima (espesor de pared uniforme, baja elipticidad);	Buena;	Relativamente más débil que las tuberías de costura recta (mayor elipticidad)
Calidad	Media (depende de las capacidades de prueba de fábrica);	Máxima (se puede probar con RT al 100%);	Media (costura de soldadura larga, alta probabilidad de defectos)
Regiones de aplicación	Ilimitadas (líneas troncales sin alta tensión);	Aplicable a regiones de clase 1/2/3/4;	Solo aplicable a regiones de clase 3/4
Costo	Mínimo	Máximo	Relativamente bajo
Escenarios típicos	Transporte de gas y agua, estructuras de edificios;	Líneas troncales de petróleo y gas de larga distancia, oleoductos submarinos;	Transporte de agua de gran diámetro, transporte de gas a baja presión, cimentaciones sobre pilotes

Los datos de la tabla presentan las conclusiones; a continuación, analizaremos las razones. La razón de las diferencias tan significativas en diámetro, precisión y regiones de aplicación entre los tres tipos de tuberías radica en sus procesos de conformado y soldadura completamente diferentes. A continuación, explicaremos cómo se fabrican los tubos ERW, LSAW y SSAW, sus ventajas y desventajas.

● Tubo soldado ERW: La opción más rentable para diámetros pequeños y medianos

La materia prima de las tuberías ERW es una banda de acero laminado en caliente, conformada en frío de manera continua y soldada por alta frecuencia, sin metal de aporte.

Sus principales ventajas son la alta precisión dimensional, el espesor de pared uniforme y una superficie lisa. La tolerancia del diámetro exterior puede ser de ±0,5 %, lo que resulta muy conveniente durante la instalación: permite una alineación rápida y facilita el trabajo de los soldadores. En cuanto al precio, el ERW es el más económico de los tres tipos de tubos soldados.

Sin embargo, presenta desventajas importantes: solo se puede fabricar hasta 610 mm (24 pulgadas) de diámetro y el espesor de pared no se puede aumentar. Además, si los parámetros no se controlan adecuadamente durante la soldadura, pueden aparecer defectos como puntos grises y falta de fusión, que no todas las fábricas pueden detectar.

He visto una tubería ERW en obra; tenía buen aspecto exterior, pero las pruebas ultrasónicas revelaron falta de fusión en la soldadura. Por lo tanto, al elegir ERW, las cualificaciones y la capacidad de ensayo del fabricante son más importantes que el precio. La calidad de la soldadura ERW es fiable, siempre que la fábrica cuente con capacidad completa para realizar ensayos no destructivos; incluso con los mismos estándares, la calidad real de los productos de diferentes fabricantes puede variar significativamente.

Cuándo elegir ERW?

Para aplicaciones de presión media y baja, como gas natural, suministro de agua y estructuras de edificios, la ERW es perfectamente adecuada y ofrece la mejor relación coste-rendimiento. Si alguien en un proyecto dice: «Las tuberías ERW son adecuadas», normalmente se refiere a este tipo de aplicación.

● Tubería soldada LSAW: Una opción confiable para líneas troncales de alta presión

La tubería LSAW se fabrica a partir de una única placa de acero de espesor medio, la cual se prensa en un molde para darle forma de U o de O y, posteriormente, se somete a un proceso de soldadura por arco sumergido por ambas caras. Este es el método más fiable para la fabricación de tuberías de acero soldadas. Comprender las diferencias fundamentales entre los procesos ERW y LSAW es el primer paso para elegir el tipo de tubería adecuado.

La soldadura es recta, con penetración completa en ambos lados, y además se realiza un proceso de expansión de diámetro. Su tenacidad, plasticidad y uniformidad son similares a las de las tuberías sin costura. Lo que es aún más importante, la soldadura se puede inspeccionar radiográficamente al 100%, lo que permite conocer con precisión la calidad de la soldadura y brinda tranquilidad.

Sin embargo, tiene una desventaja: es costoso. La eficiencia de producción de LSAW es mucho menor que la de ERW y SSAW, y el aprovechamiento del material también es menor, lo que lo convierte en el más costoso de los tres tipos de tuberías soldadas.

Participé en un proyecto de ramal del gasoducto Oeste-Este, diseñado para una presión de 10 MPa, que atraviesa una zona densamente poblada. En la reunión de selección de tuberías, alguien sugirió usar SSAW, pero el instituto de diseño lo rechazó argumentando que, según las especificaciones de diseño, solo se pueden usar tuberías de costura recta en esta zona. Finalmente, se optó por LSAW. En tramos críticos con alta presión y requisitos exigentes, LSAW suele ser la única opción.

Cuándo elegir LSAW?

En líneas troncales de gran diámetro, alta presión y larga distancia, gasoductos submarinos, regiones de gran altitud y bajas temperaturas, y zonas densamente pobladas de Clase I y Clase II. En estos lugares, no se trata de si se desea usar LSAW; las especificaciones de diseño lo exigen.

● Tubería soldada SSAW: Una opción económica para tubos de gran diámetro, pero con limitaciones importantes

La tubería SSAW se fabrica mediante el enrollado en espiral de flejes de acero y su soldadura simultánea. Dado que es posible ajustar el ángulo de conformado, se puede utilizar un fleje de acero de un mismo ancho para fabricar tuberías de diferentes diámetros, lo que constituye su mayor ventaja en cuanto a flexibilidad.

En términos de costo, la tecnología SSAW es significativamente más económica que la LSAW y permite producir tubos de diámetros muy grandes, superiores a 3 metros. Sin embargo, presenta varios problemas inevitables:

Primero, el control dimensional geométrico no es tan preciso como en las tuberías de costura recta, lo que resulta en una mayor ovalidad. Esto dificulta la soldadura a tope en obra, requiriendo que los soldadores dediquen un tiempo considerable a los ajustes. Segundo, la longitud de la soldadura es de 1,2 a 1,5 veces la longitud del tubo, lo que aumenta la probabilidad de defectos. Tercero, la tensión en la soldadura es más compleja, lo que hace que los problemas de concentración de tensiones sean más pronunciados que en las tuberías de costura recta.

Fundamentalmente, las especificaciones de diseño limitan estrictamente el uso de SSAW. Según la normativa para oleoductos y gasoductos de larga distancia, el SSAW solo puede utilizarse en zonas de Clase 3 y Clase 4; es decir, zonas que no son extremadamente frías, submarinas ni densamente pobladas. Estados Unidos, Japón y Alemania generalmente no reconocen el SSAW para oleoductos troncales; Canadá e Italia lo utilizan parcialmente; y Rusia lo utiliza con moderación y bajo condiciones adicionales muy estrictas.

Esto no significa que el SSAW sea de mala calidad, sino que es la especificación estándar. Si esto no queda claro durante la fase de diseño, realizar cambios durante la revisión de los planos de construcción generará importantes pérdidas de tiempo y costes.

Cuándo elegir SSAW?

Para la transmisión de agua de gran diámetro, gas natural a baja presión, cimentaciones sobre pilotes y soporte estructural —en estos escenarios no críticos— el SSAW es la opción más rentable.

Conclusión: 

No existe una opción absolutamente mejor entre los tres tipos de tuberías soldadas, sino la más adecuada. La lógica fundamental de la selección es: elegir la solución con el menor costo total, cumpliendo con las especificaciones de diseño y los requisitos de seguridad operativa.

Criterios de selección	Tipo de tubería recomendado	Razones clave
Diámetro ≤ 24 pulgadas, presión media a baja, fluidos convencionales, factor crítico de costo	ERW	alta precisión dimensional, menor costo total
Diámetro ≥ 16 pulgadas, alta presión, zonas de clase 1/2, líneas principales	LSAW	soldaduras con inspección radiológica al 100%, máxima fiabilidad
Diámetro ≥ 24 pulgadas, presión media a baja, zonas de clase 3/4, escenarios no críticos	SSAW	gran adaptabilidad de materiales, importante ventaja de costo para diámetros grandes

Lecturas adicionales:

● Tubería de acero sin costura vs. tubería soldada: Proceso, rendimiento, costo y guía de selección

● Tubería ERW vs. tubería sin costura: Costo y guía de selección

● Pilotes de tubería de acero ASTM A252

● Presión nominal de tubería SCH 40 y SCH 80

● Tubería de acero ERW frente a LSAW: cuál necesita?