Manuales y Guías Técnicas de AseTUB y el CEDEX
Luis Balairón Pérez CEDEX – Universidad de Salamanca
Guía Técnica sobre redes de saneamiento y drenaje urbano
2003
2005
2006
2007
Los trabajos del CEDEX en el campo de la Normativa Técnica sobre Obras Hidráulicas
La GUÍA TÉCNICA SOBRE TUBERÍAS PARA EL TRANSPORTE DE AGUA A PRESIÓN (2003) 1 Introducción 2 Generalidades 3 Características de los componentes de la tubería 4 Dimensionamiento de la tubería 5 Instalación de la tubería 6 Aseguramiento de la calidad 7 Mantenimiento y rehabilitación de la tubería
C2 GENERALIDADES
Tubos de fundición y PRFV (serie B)
Tubos de hormigón y PRFV (serie A)
Tubos de PVC, PE y acero
Encuesta AEAS 2002
T otal
Fibrocemento Fundición Hormigón Polietileno
Áreas metropolitanas Mayor de 100.000 hab De 50 a 100.000 hab
PVC-U Otros
De 20 a 50.000 hab 0%
20%
40%
60%
80%
100%
C3 Características de los componentes DN
PN 6 SDR 41 (S 20)
PN 8 SDR 33 (S 16)
PN 10 SDR 26 (S 12,5)
PN 12,5 SDR 21 (S 10)
PN 16 SDR 17 (S 8)
PN 20 SDR 13,6 (S 6,3)
PN 25 SDR 11 (S 5)
110 125 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1.000 Dimensiones normalizadas en UNE-EN de uso habitual
3 2 1
PE
3
Tensión circunferencial 2
20 0 C
1 0
0
500
4
1000 1500 2000 2500 3000 3500 DN PVC-O
0
500
1000 1500 2000 2500 3000 3500 DN
4
3
3
2
2
1
1
PRFV
C
0
0 0
500
1000 1500 2000 2500 3000 3500 DN
0
500
S
1000 1500 2000 2500 3000 3500 DN
Campo de utilización normalizado y de uso habitual en España Campo de utilización normalizado por normas europeas de uso infrecuente Campo de utilización normalizado por otras normas (ISO, AWWA, etc.) de uso infrecuente
50 años
LCL MRS
0
Presión (N/mm2)
4
PVC-U Presión (N/mm2)
Presión (N/mm2)
4
Dimensiones normalizadas en UNE-EN de uso infrecuente
Tiempo
C4 Dimensionamiento Ángulo de apoyo 90º. Relleno bien compactado
Ángulo de apoyo 90º. Relleno mal compactado
8
8
S 20
7
S20 S 12,5
7
S 12,5 6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
S8
0 0
100
200
300
400
500
DN
600
700
800
900 1000
Ángulo de apoyo 60º. Relleno bien compactado
0
200
300
400
500
DN
600
700
800
900 1000
Ángulo de apoyo 60º. Relleno mal compactado
8
8
7
7
6
6
5
100
S 20 S 12,5 S8
5
S 20 4
S 12,5
4
3
S8
3
2
2
1
1
0
0 0
100
200
300
400
500
DN
600
700
800
900 1000
0
100
200
300
400
500
DN
600
700
800
900 1000
C5 Instalación C6 Aseguramiento de la calidad C7 Mantenimiento 30%
0,30
MOPU 74 UNE-EN805 (Hipótesis a) UNE-EN805 (Hipótesis b)
25%
600
0,25
MOPU 74
550
UNE-EN805:2000
500
Fundición Acero Hormigón PE (S12,5) PE (S5) PVC-U (S20) PVC-U (S5) PRFV
450 20%
0,20
400 350
15%
0,15
10%
0,10
5%
0,05
0%
0,00 0,0
0,5
1,0 MDP (N/mm2)
1,5
2,0
0,0
0,5
1,0 MDP (N/mm2)
1,5
2,0
600
UNE-EN 805
MOPU 74
550
THAcCCh Acero y plásticos Fundición THP
500 450 400 350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0 0
250
500
750 1.000 ID (mm)
1.250
1.500
0
250
500
750 1.000 ID (mm)
1.250
1.500
La GUÍA TÉCNICA SOBRE REDES DE SANEAMIENTO Y DRENAJE URBANO (2007)
Guía Técnica sobre redes de saneamiento y drenaje urbano
1.
Introducción
2.
Generalidades
3.
La gestión avanzada y la planificación de las redes de saneamiento y drenaje urbano
4.
Características de los componentes de las redes de saneamiento y drenaje urbano
5.
Diseño de la red
6.
Consideraciones constructivas
7.
Aseguramiento de la calidad
8.
Mantenimiento y rehabilitación
9.
Explotación avanzada de redes de saneamiento y drenaje urbano
C4 Características de los componentes de 4.2 Conducciones
WN
HN
las redes de saneamiento y drenaje urbano
4.2.1 Tubos de hormigón de sección circular sin camisa de chapa 4.2.2 Tubos de gres
e1
e1
0,75 WN
1,5 W N
HN
0, 5
W N
e2
WN
e2
N 5W 0,2
B
4.2.3 Tubos de PVC-U de pared compacta 4.2.4 Tubos de PE de pared compacta 4.2.5 Tubos de materiales termoplásticos de pared estructurada 4.2.6 Tubos de polietileno PE de pared estructurada helicoidal 4.2.7 Tubos de PRFV 4.2.8 Tubos de fundición dúctil 4.2.9 Conducciones de hormigón de sección no circular 4.2.10 Galerías y marcos de hormigón armado 4.2.11 Otros tubos de hormigón 4.2.12 Tubos de presión de hormigón 4.2.13 Tubos de acero soldados 4.2.14 Tubos y galerías de acero corrugado
4.2.15 Tubos de PP de pared compacta 4.2.16 Tubos de materiales termoplásticos conformados helicoidalmente 4.2.17 Tubos de PVC-O 4.2.18 Síntesis y resumen comparativo
Materiales usados en España
DN
PN 6 SDR 34,4 (S 16,7)
PN 7,5 SDR 33 (S 16)
PN 8 SDR 26 (S 12,5)
PN 10 SDR 21 (S 10)
PN 12,5 SDR 17 (S 8)
PN 16 SDR 13,6 (S 6,3)
25 32 40 50 63 75 90
DN
110 125 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1.000
C 2,5
PN 6 SDR 41 (S 20)
PN 7,5 SDR 34,4 (S 16,7)
PN 8 SDR 33 (S 16)
PN 10 SDR 26 (S 12,5)
PN 12,5 SDR 21 (S 10)
PN 16 SDR 17 (S 8)
DN
SN 2 SDR 51 (S 25)
SN 4 SDR 41 (S 20)
SN 8 SDR 34,4 (S 16,7)
110 125 160 200 250 C 2,0
315 355 400 450 500 630 710 800 900 1.000
Utilizaciones frecuentes de cada tipología de conducción
L
Clase de tubo (kN/m2) 95 120 160
espesor (mm)
200 225 250 300 350 400 450 500 600 700 800 1.000 1.200
200
30
12
25
10
20
8
15
6
10
4
5
Longitud (m)
DN
2 DN
0
0 0
100
200 300
400 500
L=8,15m
Dimensiones Clasificación Características técnicas
Sistemas de unión
600 700
L=7m
800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
L=6m
L=5,5m
L=5m
Características físicas de la materia prima Densidad MRS (tubos para aplicaciones con presión) Características mecánicas de la materia prima Módulo de elasticidad a corto plazo, E0 Módulo de elasticidad a largo plazo, E50 Límite elástico mínimo, Le, min Límite de rotura Dureza Shore D a 20ºC Coeficiente de Poisson, ν Características térmicas de la materia prima Temperatura de reblandecimiento Vicat Coeficiente de dilatación lineal Conductividad térmica Calor específico Características eléctricas de la materia prima Rigidez dieléctrica Constante dieléctrica Resistividad transversal a 20ºC Características físicas de los tubos Temperatura de reblandecimiento Vicat Estabilidad dimensional Color Características mecánicas de los tubos Resistencia al impacto Características químicas de los tubos Contenido en VCM
espesor
1,35 a 1,46 (≈1,40) gr/cm3 25 N/mm2 3.000 N/mm2 1.750 N/mm2 42 N/mm2 50 N/mm2 (aproximado) 70 a 85 0,35 74 a 80 ºC 0,8 x 10-4 m/m ºC-1 0,15 a 0,18 kcal/mh ºC 0,20 a 0,28 cal/gr ºC 20 a 40 kV/mm 3,2 a 3,6 (a 60 Hz) > 1016 ohm/cm > 80 ºC 5% Gris claro o marrón-naranja < 10% < 1 ppm
Ejemplo 1
En esta figura se ha representado so un cuadrante esquemático de tub como se relacionan los diámetros de tuberías de PVC-U entre sí.
Ejemplos
Por ejemplo, en un tubo de DN 500 p saneamiento bajo presión hidráu interior, su diámetro exterior es 500 mientras que el interior es 475,4 ó 4 mm (tolerancias aparte) según se t de las series S 20 u 8, respectivament
Fig 1. Diámetros en los tubos de PVC-U
Diseños de tubos de pared estructurada Tubos de tipo A1 (esp arriba y alv abajo)
Tubos de tipo A2
Tubos de tipo B
2,0
2,5
SN (kN/m2) 4,0 5,0 8,0
10,0 16,0
PVC-U pared lisa PE pared lisa PVC-U, PE, PP pared estructurada PRFV
60
Estudio comparativo
Cargas de rotura al aplastamiento (kN/m2) 75 90 95 100 120 135 150 160 175 180 200
THA Clasificacion A THA Clasificación E THM Gres
PN 2,5 3,2 4,0 5,0 6,0 6,3 7,5 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 32,0 PVC-U de pared lisa PE pared lisa PRFV
1.000 500
Tubos de materiales plásticos
Hormigón en masa
PVC-U
PVC-U pared estructurada
Gres
PE
Fundición
Hormigón armado
PRFV
0
Fundición dúctil Hormigón armado o en masa Tubos de gres PVC-U de pared lisa PE de pared lisa PVC-U, PE ó PP de pared estructurada PRFV
Aéreos
Gravedad
1.500
Enterrados
2.000
Presión hidráulica interior
2.500
Rehabilitación redes existentes
3.000
Subacuáticas
Tipo de instalación
Mediante hinca
Diámetros normalizados en otras normas de uso infrecuente Diámetros normalizados en UNE-EN de uso infrecuente Diámetros normalizados de uso habitual
3.500
Perforación horizontal dirigida, bursting
Func. hidráu lico
4.000
Materiales Hormigón en masa o armado Piezas especiales
4.3 Juntas y uniones 4.4 Piezas especiales 4.5 Arquetas de inspección y pozos de registro 4.6 Acometidas 4.7 Aliviaderos 4.8 Depósitos de retención 4.9 Estaciones de bombeo 4.10 Estaciones de vacío y otros elementos asociados a redes en depresión 4.11 Componentes de captación superficial de la escorrentía 4.12 Otros elementos complementarios en las redes de saneamiento
Moldeado
Codo
Segmentado
Derivación
Cono
Tubo corto o conector
Acometida directa
Placa reductora
Tapón
Gres
Fundición
PE pared lisa
PVC-U pared lisa
Materiales termoplástico de pared estructurada
PRFV
4.5 Arquetas de inspección y pozos de registro
Pozos circulares (tipo 1,2,3 y 4)
Pozos cicrulares obre cámaras realizadas mediante marcos prefabricados (tipo 6)
Pozos circulares insertados en la conducción (pozos chimenea, tipo 5)
4.6 Acometidas 4.7 Aliviaderos 4.8 Depósitos de retención
4.9 Estaciones de bombeo
4.10 Estaciones de vacío y otros elementos asociados a redes en depresión 4.11 Componentes de captación superficial de la escorrentía 4.12 Otros elementos complementarios en las redes de saneamiento
C5 Diseño de la red 5.1 Criterios de diseño de las redes de saneamiento y drenaje 5.2 Trazado de la red 5.3 Diseño hidráulico de los colectores
DN < 500 DN < 500
Apoyo rígido Apoyo granular
DN 500 a 800 DN 500 a 800 DN 900 a 1200 DN 900 a 1200 DN > 1200 DN > 1200 0,000
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
Conducciones aguas arriba de los aliviaderos Conducciones aguas abajo de los aliviaderos
Q max = QD p + QP Qmax = C d × QD m
Q min
1992 Menos de 10.000 260 Población De 10.000 a 50.000 290 atendida De 20.000 a 250.000 340 Más de 250.000 410
0,008
0,009
0,010
Redes separativas
Redes unitarias Q max
0,007
Conducciones de aguas residuales Conducciones de aguas pluviales
Qmax = QD p
Qmax = QP
Q min = QD min Alta 2002 270 300 350 410
Actividad industrial comercial Media 2012 1992 2002 2012 1992 280 230 240 250 200 310 260 270 280 230 360 290 310 330 260 410 360 370 380 310
Baja 2002 210 240 280 330
2012 220 250 300 350
Velocidad Q max V max Hipótesis Q min V min
Llenado
3 m/s si el efluente no contiene arena y 6 m/s en situaciones esporádicas
75% el colector de aguas residuales Redes separativas
2 ó 3 m/s si el efluente contiene arenas
Redes unitarias
85 % la conducción de aguas pluviales 75 %
0,30 m/s si el efluente no contiene arena 0,60 m/s si el efluente contiene arenas
PP PRFV
Aguas limpias
PRFV
Aguas residuales
PE PE
1
PVC
Vp/V
0,9
PVC
Qp/Q
0,8
Fundición
0,7
Fundición
0,6 h/ID
Hormigón Hormigón
0,5 0,4
Gres 0,3
0,006
0,008
0,010
0,012
0,014
0,016
0,018
0,2 0,1 0 0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Vp/V y Qp/Q
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
5.4 Diseño mecánico de los colectores
10 9
Altura de tierras (m)
8
Apoyo especial tipo I
7
E´=0
6
E´= 1000 kN/m2 E´=2000 kN/m2 E´=5000 kN/m2
5 4 3 2 1
Apoyo especial tipo II
DN 0 0
Factor de apoyo con hormigón en masa
Tipo de instalación
Fórmula para el cálculo del peso de las tierras
200
400
600
800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000
Fórmula para el cálculo del coeficiente de Marston H ? H0
Criterio para el cálculo del parámetro H0
H > H0
Cz =
We = C z ⋅ γ ⋅ H ⋅ b
1− e
−2 λµ ´
H b
H 2λµ´ b
Zanja
Factor de apoyo con material granular
Factor de apoyo directo (no recomendado)
W e = C z ⋅ γ ⋅ H ⋅ OD
Cz =
We = C z ⋅ γ ⋅ H ⋅ b
Cz =
We = C z ⋅ γ ⋅ H ⋅ b
Cz =
2 λµ
H OD
−1 H 2λµ OD
e
Cz =
2 λµ
H0 OD
Tipo de H0/OD base Roca o 2,026 suelo rígido Suelo 1,475 compacto (ordinario) Suelo 1,170 natural (asentable)
H − 1 H − H 0 2 λµ OD + e H H 2λµ OD
e
0
Terraplén
1− e
H b
−2 λµ ´
H 2λµ´ b
Cz =
1− e
−2 λµ ´
H0 b
H 2λµ´ be
+
H − H 0 − 2 λµ ´ Hb e H
+
H − H 0 − 2 λµ Hb e H
0
H´/OD H0/OD 0,5 0,600 1,0 1,520 1,5 2,515 2,0 4,460
Zanja terraplenada
Zanja inducida en terraplén
1− e
−2 λµ
2λµ
H b
H b
Cz =
1− e
−2 λµ
H0
H 2λµ be
b
0
H´´/OD H0/OD 0,5 1,380 1,0 2,421 1,5 3,752 2,0 6,915
5.5 Diseño de los aliviaderos 5.6 Diseño de los depósitos de retención 5.7 Diseño hidráulico de tanques de laminación 5.8 Diseño de las estaciones de bombeo 5.9 Diseño de estaciones y redes de vacío 5.10 Diseño de los elementos complementarios de las redes de saneamiento 0,20
0,15
1 bom ba 2 bom bas
V i/Qb
3 bom bas 4 bom bas 5 bom bas
0,10
6 bom bas 7 bom bas 8 bom bas 0,05
0,00 4
5
6
7
8 Arranques/h
C6 Consideraciones constructivas DN < 700 700 < DN < 1.500 1.500 > DN
DN (mm)
Naturaleza del terreno natural Suelo Roca 0,10 0,15 0,10 0,23 0,15 0,30
Espesor Cuantía de la armadura cama 2 (cm /m) C (m) 0,20 4,00 0,20 8,00 0,20 14,00 0,30 14,00 0,40 17,00
1.000 1.500 2.000 2.500 3.000
DN (mm)
Clases de compactación
Nº pasadas
Espesor de tongada (cm)
Calidad
+
Espesor de tongada (cm)
Espesor de tongada (cm)
15 2-4
C3*
Nº pasadas
+
Calidad
Vibro-compactadores ligeros (25)
C2*
Nº pasadas
compactadores ligeros (adecuados para la compactación de la zona baja) compactadores medianos y pesados (adecuados para la compactación de la zona alta)
Tipos de compactadores y peso en servicio (kg)
Calidad
C1*
15 2-4
+
10 2-4
Vibro-compactadores medianos (25 – 60)
+
20-40 2-4
+
15-30 3-4
+
10-30 2-4
Pisones vibrantes ligeros (100)
O
20-30 3-4
+
15-25 3-5
+
20-30 3-5
Bandejas vibrantes ligeras (100)
+
20 3-5
O
15 4-6
-
Bandejas vibrantes medianas (100 – 300)
+
20-30 3-5
O
15-25 4-6
-
Rodillos vibrantes ligeros (600)
+
20-30 4-6
O
15-25 5-6
-
Vibro-compactadores medianos (25 – 60)
+
20-40 2-4
+
15-30 2-4
+
10-30 2-4
Vibro-compactadores pesados (60 – 200)
+
40-50 2-4
+
20-40 2-4
+
20-30 2-4
Pisones vibrantes medianos (100 – 500)
0
20-40 3-4
+
25-35 3-4
+
20-30 3-5
Pisones vibrantes pesados (500)
0
30-50 3-4
+
30-50 3-4
+
30-40 3-5
Bandejas vibrantes medianas (300 – 750)
+
30-50 3-5
0
20-40 3-5
-
Bandejas vibrantes pesadas (750)
+
40-70 3-5
0
30-50 3-5
-
Rodillos vibrantes (600 – 8.000)
+
20-50 4-6
+
20-40 5-6
+ = ideal 0 = apropiado - = no conforme * C1 = terrenos sin cohesión de débil cohesión (arena o grava) * C2 = terrenos coherentes compuestos de una mezcla granular (grava y arena con contenido de arcilla) * C3 = terrenos coherentes de granos finos (arcilla y limo)
-
Compactación recomendada Zonas a compactar 0 0 < H ? 0,5
Tipo de carga
Tipo de compactador
Peso rodillo
Sólo lateral
Cualquiera
Pisones o bandejas ligeras
0.1 t
Preferiblemente lateral
Cualquiera
Pisones o bandejas ligeras
0,1 t
0,5 < H ? 1,0 Lateral y superior H (m)
1,0 < H ? 2,0 Lateral y superior
Estática Estática Dinámica
H > 2,0
Lateral y superior
Estática Dinámica
Rodillo liso Neumáticos Rodillo liso Neumáticos Rodillo liso Rodillo liso Neumáticos Rodillo liso
5t 10 t 2t 30 t 8t
Manual Técnico TUBERÍAS PE (2008)
Manual Técnico TUBERÍAS PE
Índice 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
Introducción Características técnicas básicas de los tubos y accesorios de PE Características específicas de los tubos de PE según aplicaciones Accesorios y otros elementos complementarios Sistemas de unión Diseño hidráulico Diseño mecánico Instalaciones enterradas Las pruebas de la tubería instalada Instalaciones aéreas Detalles constructivos especiales Tuberías de PE en acometidas Tuberías de PE en emisarios submarinos Mantenimiento Tuberías de PE en instalaciones sin apertura de zanja Calidad en los sistemas de conducciones
C3 Características específicas de los tubos de PE según aplicaciones
C4 Accesorios y otros elementos complementarios
DN 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630
Manguito
Tapón
Te igual DN
Cono reductor dn 20
25
32
40
50
63
90
110
125
140
180
250
C5 Sistemas de unión
C13 Tuberías de PE en emisarios submarinos
C15 Tuberías de PE en instalaciones sin apertura de zanja
Cruce de arroyos
Perforaciones con desnivel
Perforación calles transitadas
Cruce transporte subterráneos
Cruce debajo de árboles y vegetación
Cruce de edificios e industrias
Tuberías de PVC Manual Técnico y Programas de Cálculo
Manual Técnico Tuberías de PVC Índice: Capítulo 1: El Policloruro de Vinilo (PVC) Capítulo 2: Tuberías de PVC rígido Capítulo 3: Cálculo hidráulico de las tuberías de PVC Capítulo 4: Cálculo de pérdidas de carga Capítulo 5: Presiones en las conducciones Capítulo 6: Elementos necesarios en las conducciones Capítulo 7: Sifones Capítulo 8: Abastecimiento de agua Capítulo 9: Redes de Saneamiento Capítulo 10: Tuberías para drenaje Capítulo 11: Puesta en obra de las tuberías Capítulo 12: Prueba de instalaciones Capítulo 13: Normativa y Certificación de producto Capítulo 14: Gama de productos
Tuberías de PVC Tipos de tuberíasAseTUB
PVC-U UNE-EN 607
UNE-EN 1401 UNE-EN 1456
UNE-EN 1452 UNE-EN 1329
UNE 53486 UNE 53994 EX
Tuberías de PVC Tipos de tuberíasAseTUB
PVC-O
UNE-ISO 16422
Tuberías de PVC Tipos de tuberíasAseTUB
PVC-U estructurado
UNE-EN 13476
Tuberías de PVC Sistemas Integrales AseTUB Completa gama de Tubos y Accesorios
Guía Técnica de Tuberías de PRFV Índice 1. Presentación 2. Introducción 3. Tubos de PRFV - Fabricación - Propiedades y ventajas - Ensayos a largo plazo - Aplicaciones
4. Normativa y certificación 5. Gama de Producto 6. Sistemas de unión - Uniones flexibles - Uniones rígidas - Uniones alternativas
7. Accesorios 8. Instalación
Conducciones de PRFV instaladas en grandes profundidades
Sistema de unión: Manguitos con junta elastomérico
Versatilidad de las tuberías de PRFV: Desde pequeños diámetros (DN 100) hasta grandes conducciones (DN 3000)
Piezas especiales en PRFV
Trazado en curva gracias a la desviación admisible de la unión
Uniones con enchufe y extremo liso y doble anillo elastomérico (Izda) o uniones químicas (derecha)
Codos en PRFV
Detalles de las conducciones de PRFV
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