50TomasDomiciliarias

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b) Desalojo del agua: el agua se conducirá hacia una alcantarilla cercana, dren o cause natural, verificando que éstos tengan la capacidad de conducción adecuada para la bomba utilizada. c) Conexión temporal en algunas ocasiones debido al tipo de reparación, grado de dificultad, hora del día, o por la zona de trabajo, se realizará una conexión temporal para que el suministro de agua al usuario se interrumpa el menor tiempo posible. Topografía: cuando existen pendientes fuertes del terreno, en ocasiones el agua de

una fuga aparece más abajo de donde aparentemente se encuentra; habrá que considerar esto en el momento de empezar: la excavación. Tipo de suelo: en suelos arenosos o con alto nivel freático y la profundidad de la

toma sea mayor a 1 m, considerar y prevenir posibles deslaves de las paredes de la excavación. En zonas con suelos blandos, el agua socava muy fácilmente el terreno. Tránsito vehícular: en arterias importantes se requiere de señalamientos, desvío del

tránsito, y en otras inclusive bloquearlo para proteger al personal. La colocación de las señales deben permitir realizar el trabajo con seguridad y rapidez. Interferencia con otras instalaciones: Es importante conocer sí en la zona de trabajo,

existen instalaciones subterráneas de alcantarillado, teléfonos, electricidad, gas, etc., cuidando de no afectarlas durante los trabajos de reparación.

2.1.3. Personal, equipo y materiales Las reparaciones en tomas se realizarán con personal agrupado en brigadas, sus atribuciones básicas (Tabla 2.2) son ejecutar los servicios de campo solicitados por los usuarios o internamente por el Organismo Operador, por lo cual deben contar con vehículos, radio trans-receptor, herramientas, equipos y materiales. Cada brigada tendrá un jefe, el cual será el responsable de la ejecución de los trabajos correspondientes. La brigada que se recomienda (2), está integrada conforme al tipo de servicio que ejecutará, con el siguiente número de empleados (no incluye chofer):

Tabla 2.2. Tipos de brigadas TIPOS DE BRIGADAS' I II III

EMPLEADOS No. DE PLOMEROS 1 1 2

No. DE AYUDANTES 1 2

La brigada de una sola persona se recomienda que ejecuten trabajos que no necesitan de excavación, principalmente en el cuadro.

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La brigada de dos personas se recomienda que ejecuten trabajos que requieren pequeñas excavaciones, relleno de zanjas, reconstrucción del pavimento y de apoyo a las demás brigadas. La brigada de cuatro personas se recomienda que ejecuten los trabajos de sustitución de tomas. Los tipos de brigadas mencionados y sus características son las que se recomiendan sin embargo el Organismo Operador puede modificarlas según sus propias necesidades, las que determinarán los equipos y materiales necesarios. El equipo y herramienta empleado en la reparación de tomas domiciliarias se detalla en la segunda parte de este manual, además de los aspectos de seguridad y señalamientos requeridos durante trabajos. 2.2. SUSTITUCIÓN La sustitución de tomas domiciliarias involucra altos costos y tiempos de reparación considerable, que limitan los servicios de un programa de mantenimiento correctivo en tomas, a excepción, de aquellos organismos que han introducido en sus sistemas, equipos y técnicas de reemplazo que reducen tiempos y costos de sustitución. El método de rehabilitación del ramal en las tomas domiciliarias más efectivo, es la sustitución, dado que una buena aplicación técnica, una selección correcta de los materiales y un reemplazo cuidadoso, constituyen los requisitos para lograr un eficiente funcionamiento del sistema de agua potable. Las ventajas de la sustitución estriban en que se pueden utilizar materiales mejorados para las tuberías y conexiones, homogenizar los componentes de la toma y actualizar el catastro físico de la misma.

2.2.1. Criterios El ramal deberá sustituirse cuando: • • • • • •

La profundidad del ramal de la toma sea menor de 30 cm, independientemente del tipo de material que la constituya. La toma tiene más de una reparación. El asentamiento del terreno es considerable. El material plástico este intemperizado. El material presenta corrosión en más de un punto. La toma haya cumplido con su vida útil.

2.2.2. Justificación de la sustitución Un reemplazo se justifica cuando:

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• • • •

Se tiene alta frecuencia de ocurrencia de daños. Corrosión en las tuberías, tomas y piezas especiales metálicas. Falla de la tubería de PEAD por aplastamiento, rajadura, corte, etc. Altos costos de los daños.

Se ha estimado que la ruptura de pavimento, excavación, instalación y relleno de la sustitución del ramal de una toma domiciliaria es del orden del 70 % del costo total de la misma, por lo que es necesario contar con equipos o técnicas que permitan reducir costos por mano de obra. En la segunda parte se presentan técnicas de sustitución que permiten reducir éstos

2.2.3. Personal, equipo y materiales El personal, equipo y materiales de las técnicas de sustitución se incluyen en el punto 3 de ésta sección.

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3. PERSONAL, EQUIPO Y MATERIALES PARA REHABILITACIÓN DE TOMAS OMICILIARIAS A continuación se describe el personal, equipo y materiales para cada una de las brigadas mencionadas en la sección de guías de aplicación de este manual, incluyéndose los tipos de servicios que les pueden ser asignados, el tiempo considerado para su ejecución, y reconocimiento de la zona de trabajo. Se describen también técnicas de sustitución del ramal de tomas domiciliarias que sin necesidad de excavar a lo largo del ramal permiten instalar y/o sustituir tomas, con lo que se obtiene una reducción de costos y tiempos de rehabilitación, se explica el procedimiento de trabajo, ventajas, desventajas y una evaluación de estas técnicas respecto a los métodos tradicionales de sustitución de tomas. La información contenida en este apartado podrá adecuarla a sus condiciones particulares cada Organismo Operador siguiendo los lineamientos del presente manual. En la (Tabla 3.1) se describe los servicios asignados a cada tipo de brigada, as como el tiempo de ejecución de los trabajos, vehículos y equipos necesario (2).

Tabla 3.1. Servicios asignados por tipo de brigada. BRIGADA SERVICIO ASIGNADO TIPO I

TIPO II

TIPO III

Instalación de medidor < 1” Cambio de medidor < 1” Servicios en cuadro urbanos Corte y reconexión < 1 “ Instalación de medidor > 1” Cambio de medidor > 1” Servicios en cuadro Reparaciones en ramal > 1” Corte y reconexión > 1” Instalación de tomas nuevas Fuga en llave de inserción Reposición de tomas:! Cambio de abrazadera Fuga en el acoplamiento

TIEMPO ESTIMADO PARA LA EJECUCIÓN DEL SERVICIO ( h. /servicio) 1.00 0.50 0.65 0.50 2.00 2.00 1.00 2.50 1.50 5.00 2.50 5.00 2.50 1.50

OTROS (h.) 1 .00 para comida 0.25 para reconocimiento 1.00 para comida 0.25 para reconocimiento 0.25 para otros 1.00 para comida 0.25 para reconocimiento 0.25 para otros

Recomendaciones para la asignación de servicios. 1) Se recomienda eliminar o minimizar los tiempos muertos dentro de una jornada de trabajo, sustituyendo actividades como: el abastecimiento de gasolina a los vehículos, servicios de mantenimiento a vehículos y unidades de transporte, así como el suministro de materiales por el almacén. 2) Los vehículos deben ser enviados a mantenimiento preventivo periódicamente. 51


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3) Contar con vehículos de apoyo para las brigadas de servicios complementarios. 4) Se debe contar con un vehículo disponible, para que el programador de los servicios pueda dar seguimiento de los mismos en campo. 5) El organismo debe contar con brigadas de guardia completamente equipadas, de preferencia del tipo III, las 24 h. del día durante todo el año. 6) Implementar vehículos especiales, diseñados exclusivamente para realizar los trabajos.

Vehículos y equipos Los vehículos y equipos deben ser diseñados y estar a disposición de las brigadas en forma permanente para garantizar el menor tiempo muerto posible. El diseño de los vehículos debe incluir las herramientas y materiales necesarios y corresponder a la necesidad de cada tipo de brigada para realizar los trabajos que tiene asignados, además de permitir almacenar por lo menos una cantidad de materiales suficientes para una semana de trabajo de la brigada, evitando de esta manera el tiempo muerto por suministro de materiales. Algunos tipos de brigadas deben tener equipo especial para la excavación de zanjas, este equipo es importante porque en la mayoría de los servicios, se requiere descubrir la instalación; el mayor tiempo se emplea en la excavación y no en la reparación. Las herramientas y equipos de cada una de las tres brigadas consideradas anteriormente generarán básicamente tres listas de materiales por cada una de ellas, como se sugiere posteriormente. El Organismo Operador debe aprovechar las herramientas y los equipos con que cuenta, complementándolos de ser necesario y homogenizar cada tipo de brigada. En la Tabla 3.2 a la tabla 3.8 se presenta el material y equipos que se recomiendan para las brigadas tipo.

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Tabla 3.2. Herramientas por tipo de brigadas CONCEPTO llave de cuadro con adaptador Llave steelson de 18" Llave steelson de 15" Llave steelson de 14" Llave steelson de 12" Llave steelson de 10" Llave steelson de 8" Llave perica de 12" Llave perica de 10" Llave perica de 8" Juegas de desarmadores Arco para cegueta Avellanador y cortador (16 y 19mm) Equipo completo para soldar Pinza para cortar tubería de PVC Pala de punta Pala de jardinero manual Marro de 12 lb. Marro de 4 lb. Barreta de acero Caja de herramientas Cincel juego Cinta métrica (3 m) Pinza de presión Señalamiento (conos) Cuchara para albañil Zapapico Botas de hule largas (par) Botas de hule cortas (par) asco Guantes de carnaza (par) Hilo para trazar (m) Cal (Kg.)

HERRAMIENTAS CANTIDAD BRIGADA I BRIGADA II 1 1

1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 2 2

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1

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BRIGADA III 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 3 1 1 2 1 2 1 1 2 8 1 2 2 2 4 4 20 10

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Tabla 3.3. Materiales en PVC y PEAD por tipo de brigada CONCEPTO

MATERIALES EN PVC CANTIDAD BRIGADA I BRIGADA II Tramo de tubería de 3/4" c/2 m de PEAD 2 6 Tramo de tubería de 1/2" c/2 m de PEAD 6 6 Codos de 90' de 3/4" 10 10 Codos de 90' de 1/2" 20 20 Reducción campana de 1 " a 1/2" 10 Reducción campana de 314" a 1/2" 15 10 Reducción campana de 1 " a 3/4" 10 10 Adaptador hembra de 1 " 10 'Adaptador hembra de 3/4" 5 20 Adaptador hembra de 1/2" 15 20 Adaptador macho de 3/4" 10 20 Adaptador macho de 1/2" 20 20 Coples de 1 " 5 5 Coples de ¾ “ 5 10 Coples de ½ “ 10 15 Tee de ¾ “ 5 10 Tee de ½ “ 10 10

BRIGADA III 6 6 15 25 10 10 10 10 20 20 20 20 5 1|0 15 10 10

Tabla 3.4. Materiales en cobre por tipo de brigada CONCEPTO Tramo de tubería de 3/4" cl2 m Tramo de tubería de 1/2" c/2 m Codos de 2" de 901 Codos de 3/4" de 90o Codos de 1/2" de 90. Codos roscas ext. de 3/4" Codos roscas ext. de 1/2" Codos roscas int. de 3/4" Codos toscas int. de 1/2" Codos de 45' de 314" Codos de 451 de 1/2" Adaptador hembra de 3/4" Adaptador hembra de 1/2" Adaptador macho de 3/4" Adaptador macho de 1/2" Copies de 3/4" Copies de 112" Tee e 3/4" soldable o con cuerda interior Tee de 1/2` soldable o con cuerda interior Reducción campana de 3/4" a 1/2"

MATERIALES EN COBRE CANTIDAD BRIGADA I BRIGADA II 2 2 6 6 5 10 20 20 20 10 10 15 15 10 10 15 15 5 10 15 15 15 15 15 20 15 10 10 10 10 10 10 10 10 5 10

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BRIGADA III 2 6 5 20 20 10 15 10 15 5 10 15 15 15 15 10 10 10 10 10

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Tabla 3.5. Materiales en bronce por tipo de brigada CONCEPTO

MATERIALES EN BRONCE CANTIDAD BRIGADA I BRIGADA II 10 10 15 15 15 15 5 5 10 10 5 10 10 10 5

Copies de 1 Copies de ¾ " Copies de ½ “ Reducción de 1 A ¾ " Reducción de ¾ " a ½ " Niple cerrado de 1 " Niple cerrado de ¾ " Niple cerrado de ½ "

BRIGADA III !15 20 20 10 15 10 15 10

Tabla 3.6. Materiales en Fo.Go. por tipo de brigada. MATERIALES EN Fo.Go. CANTIDAD BRIGADA I BRIGADA II 1 3 1 3 15 15 20 20 10 10 5 5 10 10 5 5 10 10 10 10 5 5 5 5 10 10 15 15 10 10 15 15 5 10 5 10

CONCEPTO Tramo de tubería de ¾ “ c/2 m Tramo de tubería de ½ " c/2 m Codos de 900 de ¾ " Codos de 901 de ½ " Codo reducción a 90° de ¾ " a ½ " Tee de ¾ " Tee de ½ " Copie liso de ¾ " Copie liso de ½ " Reducción Bushing de ¾ " a ½ " Reducción Bushing de 1” a ½ " Reducción Bushing de 1” a 3/4 Tapón macho de ¾ " Tapón macho de ½ " Tuerca unión de ¾" Tuerca unión de ½ " Niples: de ½ " Niples de ¾”

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BRIGADA III 3 3 20 25 15 10 15 10 20 15 10 10 15 20 10 20 10 10

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Tabla 3.7. Materiales adicionales por tipo de brigada MATERIALES (OTROS) CANTIDAD BRIGADA I BRIGADA II 15 15 5 5 5 5 5 5

CONCEPTO Caja para medidor Medidor de 2 m3 de ½ " Medidor de 3 m3 de ½ " Medidor de 3 m3 de ½ " Abrazadera de plástico y metálica de 2" a ½ " Abrazadera de plástico y metálica de 2 ½ “ a ½ " Abrazadera de plástico y metálica de 3" a ¾ " Abrazadera de plástico y metálica de 3" a ½ " Abrazadera de plástico y metálica de 4" a 1" Abrazadera de plástico y metálica de 4" a ¾ " Abrazadera de plástico y metálica de 4" a ½ " Abrazadera de plástico y metálica de 6" a ½ " Abrazadera de plástico y metálica de 6" a ¾ " Rollo de teflón Lija (m) Pasta para soldar Soldadura 50-50 plomo / estaño Válvula de globo roscable de ¾ * Válvula de globo roscable de ½ " Pegamento para tubería de PVC Llave de banqueta de ¾ " Llave de banqueta de ½ " Rollo de hule para empaques (m) Empaques para llaves de 1", ¾ " y ½ " (c /u) Válvula de inserción de ¾ " Válvula de inserción de ½"

2 3 1 1 15 15 1 10 10 1 10

2 3 1 1 15 15 1 10 10 1 10 5 10

BRIGADA III 15 5 5 5 5 5 5 10 2 5 10 51 2 2 3 1 1 15 15 1 10 15 1 10 5 10

Tabla 3.8. Equipos por tipo de brigada CONCEPTO Radio móvil Compresor Cortadora manual de tubería Pistolas neumáticas Bailarina Equipo de sustitución y /o instalación de tomas Máquina Mueller Lámparas compresor e aire comprimido c/4 pistolas Bomba de achique de 4" de diámetro con accesorios Localizador

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EQUIPOS BRIGADA I 1

BRIGADA II 1

1

1

BRIGADA III 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

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4. EQUIPOS DE SUSTITUCIÓN DE TOMAS DOMICILIARIAS A continuación se describen técnicas de sustitución de tomas domiciliarias que permiten reducir costos y tiempos de rehabilitación: 4.1. MÉTODO POR TENSIÓN

Descripción: a) Se localiza la línea de la red de distribución y el sitio de la inserción, del ramal. b) Se excava una zanja en cada uno de los extremos del ramal. c) Se corta la tubería a reemplazar en los extremos. d) Se introduce el cable por el cono hasta el tope del mismo, se coloca el cople al cono, con la nueva tubería asegurándose de que quede bien sujeta. Esta etapa se recomienda se efectúe en el extremo donde se encuentre el cuadro o llave de banqueta. e) Se introduce el cable por la tubería hasta que alcance el extremo opuesto y el cono quede al tope del corte de la tubería. f) En el extremo opuesto al medidor, con la pinza se sujeta al cable de acero y mediante el gancho, se asegura del mecanismo con que se efectuará la tensión. g) Se efectúa el “tirón” hasta que aparezca la nueva tubería en el extremo donde se encuentra la inserción. h) Se desconecta el cople del cono, para liberar el extremo de la nueva tubería y se procede a realizar las conexiones en la inserción y en el medidor. En la figura 4.1 se ilustra el procedimiento de la técnica de sustitución por el método de tensión, mientras que en la tabla 4.1, los elementos que son necesarios. (Figura 4.1). Método de tensión para sustitución de tomas domiciliarias.

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CABLE TENSIONADO POR WINCH, CAMION PARA MECANICA,

NUEVA TUBERIA

SENTIDO DEL MOVIMIENTO

AL MEDIDOR

TUBO PRINCIPAL

Figura 4.1. Método de tensión para sustitución de tomas domiciliarias. Tabla 4.1. Elementos del equipo de sustitución por el método de tensión Elemento Cono guía Cables de diferente diámetro y longitud Copie de¡ cono guía Pinza de sujeción

Función Mediante afiladas aristas abre la capa de relleno de la tubería, el extremo de menor diámetro permite empujar o romper la tubería a reemplazar, mientras que el extremo de mayor diámetro cuenta con una rosca donde se colocará un copie para adaptar e introducir el nuevo tramo de tubería. Arrastra el cono guía a través de la tubería por sustituir mediante la tensión proporcionada en el extremo opuesto al que es insertado. De un extremo el cable tiene terminación punta de bala, mientras en el otro tiene un tope para asegurar al cono cuando se inserte por el interior de¡ mismo. Sirve para introducir la nueva tubería, la cual queda sujeta al copie avellanándola o bien soldándola e inclusive enroscando para hacer presión, dependiendo del tipo de material de la tubería de reemplazo. Sirve para asir el cable de tensión y cuenta en un extremo con un gancho para sujetarla al mecanismo con que se efectuará la tensión.

Para optimizar los tiempos de sustitución con el equipo de tensión, se recomienda adaptar un vehículo con todo el equipo necesario incluyendo un compresor, pistolas neumáticas para romper pavimentos, equipo de soldadura, herramientas mecánicas, y si es el caso revolvedora de concreto para reposiciones de pavimentos y el elemento principal que es un mecanismo apropiado para proporcionar la tensión en el cable de acero, ya sea un malacate tipo winch o un mecanismo hidráulico; en la tabla 4.2 se presentan las ventajas y desventajas del método de tensión.

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Tabla 4.2. Ventajas y desventajas de la sustitución por el método de tensión, Ventajas - Disponibilidad de¡ equipo cuyo costo no es elevado lo que permite una rápida, recuperación de la inversión.

Desventajas La herramienta es de fabricación extranjera. Se debe tener un mecanismo de tensión que permita extraer la tubería a sustituir e introducir la nueva, que incrementa el costo. - Cuando la tubería de la toma por reemplazar, Presenta una trayectoria irregular, puede suceder que el cono de abertura se detenga en alguna parte del ramal y el cable de tensión pueda romperse, entonces tendría que excavarse para recuperar el cono.

Facilidad y rapidez de manejo. El tiempo de sustitución de la tubería de una toma domiciliaria se reduce considerablemente, de un promedio de 8 h a aproximadamente 2 h. - Permite aumentar el rendimiento por cuadrilla considerablemente.

Cuando la toma a sustituir, presenta tramos con reparaciones anteriores, principalmente con elementos que reducen el área de conducción, el cable no pueda pasar por la tubería será necesario excavar en el lugar donde se presenta la obstrucción.

- Sustituir e introducir tubería rígida y flexible, sin necesidad de excavar a todo lo largo de la tubería por reemplazar y sin necesidad de cerrar el tránsito vehicular.

4.2. MÉTODO POR PERCUSIÓN A continuación se describe el método: • • • • • •

Se realizan dos excavaciones, una en la zona del cuadro y otra en la inserción. Se coloca la varilla guía a la profundidad a que se instalará la toma. Se introducen con el marro los tramos de varilla acoplados previamente. Se conecta la nueva tubería con un cople al último tramo de las varillas, que ya se han introducido. Una vez que las varillas introducidas alcanzan el extremo opuesto , se extraen los tramos, con lo que al mismo tiempo se introduce la nueva tubería. Se realizan las conexiones correspondientes.

En la tabla 4.3, se presentan las ventajas y desventajas de ésta técnica, mientras que en la tabla 4.4, los elementos que son necesarios:

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Tabla 4.3. Ventajas y desventajas de la sustitución por el método de percusión VENTAJAS - Disponibilidad inmediata del equipo, su costo es bajo y permite una rápida recuperación de la inversión.

DESVENTAJAS - Las barras que se introducen y que sirve de guía para instalar o sustituir nueva tubería, se van interconectando y en consecuencia el Procedimiento se hace lento.

- Facilidad y rapidez de manejo. - El tiempo de sustitución se reduce de un promedio de 8 h a 4 h.

- Si se presenta un obstáculo en la dirección que sigue la barra guía, se tiene que repetir el procedimiento desde un principio.

- Permite aumentar el rendimiento por cuadrilla.

El procedimiento es totalmente manual.

Permite instalar o sustituir tubería rígida y flexible, sin necesidad de excavar a todo lo largo de la tubería por reemplazar y sin necesidad cerrar el tránsito vehicular.

El personal que realice la instalación o sustitución debe estar capacitado en el uso de esta técnica.

Tabla 4.4. Elementos del equipo de sustitución por el método de percusión. Elemento Llave steelson Barra Varillas de 1/2" de Diámetro, de 0.6 a 1.2 m de longitud. Coples chanti Marro

Función Para unir el cople a la varilla que se impacta con el marro y los tramos de varilla. Sirve como punto de apoyo cuando se extraen las varillas. Para realizar las excavaciones y de palanca cuando se extraen las varillas. Permiten abrir el hueco para la instalación de la nueva tubería. Uno para proteger las varillas del impacto del marro sobre ellas y otro de punta que sirve para realizar la apertura del terreno en donde quedará ubicada la nueva tubería. Para introducir las varillas.

En la tabla 4.5, se presenta una evaluación de las técnicas de sustitución de tomas por los métodos de tensión y percusión.

Tabla 4.5. Evaluación de técnicas de sustitución. TÉCNICA

REDUCCIÓN DE COSTOS

TENSIÓN PERCUSIÓN

60 35

RENDIMIENTO DÍA 4-6 2- 3

60


TOMAS /

No. DE EMPLEADOS 3 4

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TERCERA PARTE CRITERIOS DE SELECCIÓN DE TOMAS DOMICILIARIAS 1. ALTERNATIVAS DE INSTALACION DE TOMAS DOMICILIARIAS Por el tipo de material de la tubería del ramal, las tomas domiciliarias pueden ser de: PEAD, Fo.Go., cobre o combinadas. En todos los casos se necesita contar con las conexiones apropiadas para cada tipo de tubería. Sí el suelo en donde se encuentra o se realizará la instalación de la toma, es de material arcilloso, con alto contenido de humedad, y se utilizan componentes metálicos, cubrir el ramal de la toma con una capa de 15 cm de espesor de material seleccionado (arena, petatillo, tezontle) libre de piedras o raíces; o bien, encamisar la tubería con manguera. La selección del tipo de material de una tubería para toma domiciliaria debe considerar: a) Alta resistencia mecánica contra: - congelación del agua - fuerzas externas - movimiento del suelo - presión hidráulica interna b) Capacidad de flujo. c) Existencia en el mercado de componentes y accesorios. d) Flexibilidad. e) Métodos de instalación. f) Costos.

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2. ALTERNATIVAS DE INSTALACIÓN DE TOMAS DOMICILIARIAS 2.1. DERIVACIÓN El método de derivación más recomendable es mediante abrazadera, ya que independientemente del tipo de material de la red de distribución (metálico o plástico) se pueden realizar conexiones herméticas y resistentes a la carga del relleno, tránsito vehicular y presión hidráulica interna. El tipo de material de la abrazadera que se utilizará para la derivación dependerá del material que se tenga en la red de distribución, no usar abrazaderas metálicas cuando ésta sea de material plástico. La derivación directa es la menos recomendable debido a que mediante este método se puede dañar a la red de distribución ocasionando un daño mayor, además de que no se asegura la hermeticidad de la instalación y su resistencia a la acción de la carga del relleno y del tránsito vehicular, éste tipo de derivación puede realizarse en tuberías de Fo.Go o acero. 2.2. INSTALACIÓN DE TOMAS DOMICILIARIAS Existen varias alternativas de instalación para cada tipo de toma domiciliaria. La determina la zona en la que se realizará la instalación y se clasifica en: urbana o rural (Tabla 2.1 y tabla 2.2). Pueden realizarse varias combinaciones de los componentes de una toma domiciliaria de distinto tipo de material y obtener diferentes diseños, para realizar éstas combinaciones deberá de considerarse lo siguiente: a) No interconectar directamente dos piezas metálicas que tengan un potencial electroquímico muy diferente (ver Tabla ). b) No realizar la interconexión de dos piezas de diferente tipo de material sin los accesorios adecuados. c) Que las cuerdas de las piezas por acoplar sean del mismo tipo. d) Dar una profundidad mínima al ramal de 30 cm y una máxima de 60. e) Utilizar cinta sellante de teflón cuando acople piezas con cuerda. f) Realizar una curvatura en la tubería del ramal ("cuello de ganso"), para absorber el posible desplazamiento diferencial del terreno, por causa del peso propio y del tránsito vehicular sobre la instalación o de la tubería principal. g) La unión entre piezas de plástico será con conectores a compresión. h) Verificar que la soldadura selle completamente los espacios entre dos piezas metálicas cuando se suelden. 62


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i) Cuando no se utilice la llave de banqueta en el ramal, ésta puede colocarse en el cuadro antes de la llave de globo. 2.3. CORROSIÓN EN TOMAS DOMICILIARIAS Se presenta corrosión en tomas domiciliarias cuando se conectan directamente dos piezas metálicas de diferente tipo de material, aunque el fenómeno de corrosión es lento, los suelos con alto contenido de humedad, pueden acelerar el proceso significativamente y provocar fallas en la toma. Para prevenir la corrosión en tomas, se debe de instalar un aislante de material plástico entre dos piezas metálicas (conector).

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3. ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN 3.1. EXCAVACIÓN Las dimensiones recomendadas para la zanja, considerando el tipo de material de la toma son: Ancho de 40 a 50 cm. La profundidad mínima debe ser de 30 cm y la máxima de 60 cm. Una profundidad escasa provocará que el tránsito vehicular, pueda dañar a la instalación. Una profundidad excesiva provocará que la carga debido al peso del relleno que actúa sobre la clave de la tubería sea mayor. 3.2. PLANTILLA En el fondo de la zanja se coloca una plantilla de arena o material seleccionado con espesor mínimo recomendable de 5 cm, con una superficie nivelada, alineada y debidamente compactada. La plantilla es necesaria independientemente de las características del terreno, ya que proporciona a la toma nivelación adecuada y permite uniformizar su carga, la cual debe estar libre de piedras, raíces y afloramientos rocosos. 3.3. RELLENO El relleno se realizará en capas de 15 cm de espesor sobre la clave de la tubería, hasta el nivel del terreno; cada capa se apisonará (se recomienda que el material de relleno este húmedo para lograr su adecuada compactación). Debe seguir a la instalación tan pronto como sea posible, evitando que la excavación quede abierta por un más de un día. Se utilizará como material de relleno el obtenido en la excavación, seleccionado, exento de piedras y raíces, en caso de que éste sea arcilloso de alto contenido de materia orgánica, el relleno se efectuará con material de banco. 3.4. SUPERVISIÓN Los principales aspectos de la obra motivo de supervisión son: a) El pavimento reconstruido debe ser similar al material y características que el pavimento original y quedar al nivel de la calle.

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b) Las dimensiones de la excavación deben ajustarse a la sección recomendada, con tolerancia de más o menos cinco centímetros. c) Desde el momento en que se inicie la excavación hasta el término del relleno, incluyendo el tiempo necesario para la colocación y prueba de la instalación, no debe ser mayor a un día. d) La revisión de la plantilla debe ser previa al tendido de la tubería de la toma para asegurarse de que no hay defectos en la construcción. e) Previamente a su instalación, la tubería debe estar limpia en el interior y exterior de sus, extremos. f) Las cuerdas de la tubería metálica deben estar bien definidas y las piezas de conexión sin reventaduras ni porosidades g) No doblar la tubería metálica flexible a golpes cuando se realicen curvas. h) Verificar la hermeticidad de la instalación al término de la misma, mediante una prueba hidrostática.

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4. REHABILITACIÓN DE TOMAS DOMICILIARIAS 4.1. REPARACIÓN La reparación se refiere a todas aquellas actividades que se realizan para rehabilitar una toma; incluye la sustitución de un(os) componente(s) de la misma. Una toma deberá repararse cuando: •

El costo de sustitución sea mayor al de reparación a valor presente.

• •

El daño sea en el cuadro, sustituyendo el componente deteriorado, o bien rehabilitando aquellos que lo requieran.

• •

La falla sea en el ramal y menor a 5 cm.

• •

No se tenga una reparación previa en el ramal

4.2. SUSTITUCIÓN La sustitución se refiere al cambio de todos los componentes que integran una toma. Una toma deberá sustituirse cuando: •

Al comparar el costo de reparación con el de sustitución a valor presente, el primero resulte mayor.

• •

Se tenga una deficiente construcción (profundidad menor a 30 cm).

• •

La toma tenga más de una reparación en el ramal

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5. ESPECIFICACIONES PARA LA ADQUISICIÓN DE MATERIALES La CNA y el IMTA actualmente coordinan la elaboración de una norma oficial mexicana (NOM) de carácter obligatorio, que establece las especificaciones y los métodos de prueba que debe cumplir una toma domiciliaria, así como su conjunto, para garantizar una adecuada instalación; una vez que esta norma sea autorizada por la SECOFI se hará referencia de ella, y en su caso se adecuará este documento en lo que corresponde. Los materiales que se utilicen en una toma domiciliaria deben ostentar lo que se mencione en su norma de producto, asegurándose que corresponda al uso específico de agua potable. Se recomienda que el Organismo Operador sea el responsable de la selección, adquisición e instalación de los materiales para las tomas domiciliarias, con el fin de contar en los sistemas de distribución, con zonas homogéneas respecto a materiales según lo requiera las características particulares de cada localidad. Es responsabilidad del área de adquisiciones asegurarse que los materiales de los elementos de la toma que se utilicen cumplan con la normatividad existente, emitida por la DGN de la SECOFI. El Organismo Operador es el responsable directo de la adquisición, instalación, mantenimiento y rehabilitación de la toma hasta el medidor, asegurándose que el resto del cuadro cumpla con las especificaciones que se indican en el presente documento. Tener especial cuidado con las siguientes observaciones: • • •

No confundir tubería de PEAD de color negro con manguera negra. No utilizar PEAD si no se cuenta con conectores a base de compresión. No utilizar materiales que no estén fabricados de acuerdo con una norma de producto NMX que respalde su calidad o alguna otra norma extranjera de reconocido prestigio (ASTM, AWWA, etc.).

Para orientar al proyectista en el diseño de los componentes de una toma se presenta la siguiente información:

Abrazadera Por tipo de material son metálicas o de plástico y la selección debe de ser compatible con el material de la tubería de la red. La derivación de las abrazaderas es roscada de 13 o 19 mm de diámetro nominal en PVC y de 13, 19, 25, 31 y 38 mm en metálicas.

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Llave de inserción El requisito más importante de esta llave es que su cuerda sea compatible con la de la abrazadera y que selle perfectamente su mecanismo de apertura y cierre.

Conexiones de plástico Estas conexiones están diseñadas para conectar por compresión la tubería de PEAD entre sí, o interconectarlo con otros elementos de la toma. El sello hidráulico se logra a través de un anillo de empaque y su sujeción por medio de un anillo cónico con estrías en la parte interior. Sus diámetros nominales están en función de los diámetros de las tuberías y/o conexiones a los que une. Las conexiones se clasifican en: •

Conexión sencilla, cuando la unión de sus extremos es mediante compresión, las más comúnmente empleadas son de 13, 16 o 19 mm; debe tenerse especial cuidado en que exista congruencia entre las medidas de los componentes de la toma domiciliaria. Un ejemplo de conexión sencilla es él cople de unión.

• •

Conexión combinada, cuando en un extremo la unión es roscada y en el otro se acopla por compresión. Se denominan por sus diámetros nominales de la tubería de PEAD y de la rosca, respectivamente. Son ejemplos de conexiones combinadas el adaptador de compresión o nudo de inserción.

5.1. ADQUISICIÓN DE COMPONENTES El proceso de adquisición de los componentes de una toma deben de considerar las siguientes acciones de carácter general: Estipular las normas y especificaciones nacionales o internacionales que deben cumplir los productos que se adquieran ( Tabla 2.3). Requerir al proveedor manuales de dimensiones, normas y manejo, así como la capacitación al personal en campo en la instalación y rehabilitación de los componentes de la toma domiciliaria, garantía por escrito del producto que se trate y si procede documento de certificación (certificado de origen) y muestra a ser inspeccionada y probada de acuerdo con la(s) norma(s) convenida(s). Contar en el Organismo Operador con un grupo propio o contratado que se encargue de la certificación de los materiales por adquirir, con el fin de constatar que éstos se apeguen a las normas correspondientes. 68


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Constantemente se encuentran en el mercado con nuevos productos que ofrecen ventajas atractivas en la instalación, reparación y sustitución, para los cuales también es aplicable las observaciones de este capítulo. Mientras aparece la norma de fabricación que regulará la calidad de este producto se debe utilizar la norma existente que más se apegue al mismo. Se recomienda que el criterio base de selección de los componentes de la toma sea la calidad de los mismos para las condiciones de trabajo a las que estarán sometidos y no únicamente el precio de los mismos. La utilización de los materiales deben de considerar los siguientes parámetros: características físico-químicas de agua y suelo del lugar, condiciones hidráulicas de funcionamiento del sistema, cargas externas y efectos ambientales.

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ANEXO 1 OBSERVACIONES SOBRE CORROSIÓN Cuando se instala una combinación de tuberías metálicas se produce corrosión, debido a que se forma un "par galvánico", en el cual el suelo actúa como electrolítico. El "par galvánico" es un fenómeno en el cual tiende a disolverse el metal menos noble, al estar en contacto directo con otro metal de diferente potencial electroquímico en un medio electrolítico. En la tabla A.1 se describe la tendencia relativa de algunos metales a corroerse; los metales que se encuentran en la parte superior tienden a corroerse más fácilmente que los de la parte inferior y la intensidad con que se corroen depende del tipo de unión, si se acopla cobre y bronce existe una baja tendencia del cobre a corroerse, sin embargo, si se acopla cobre y fierro fundido, éste último se corroerá primero.

Tabla A.1. Serie galvánica SERIE GALVÁNICA (Metales de menos a más nobles) METAL Magnesio Aluminio Zinc Hierro Estaño Cobre y bronce

POTENCIAL ELECTROQUÍMICO -2.40 - 1.69 -0.76 -0.44 -0.16 0.35

Nota: El potencial electroquímico es la resistencia que presentan los metales a ceder electrones; el potencial de los metales de la (tabla 14.1) es con respecto al hidrógeno.

A continuación se presentan algunos factores que influyen en el fenómeno de corrosión: a) Presencia de agua en el suelo a.1) Una fuga aumenta la humedad del suelo y reduce su resistividad, por lo que se incrementa los niveles de corrosión externa en tuberías metálicas. a.2) Las elevaciones del nivel freático pueden saturar el suelo que circunda una tubería y reducir su resistividad por la presencia de sulfatos y cloruros. Tiene fuerte impacto en el incremento de los niveles de corrosión externa en tuberías metálicas. a.3) La intrusión de mareas pueden ser un problema para las comunidades costeras con tuberías localizadas cerca de la playa. La saturación del suelo y el incremento del nivel de cloruro, aumenta los niveles de corrosión externa. a.4) Las tuberías pueden desplazarse como resultado de la saturación del suelo y la socavación del mismo, por causa de una fuga de agua. b) Actividades de construcción 70


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b. 1) Estas actividades pueden provocar dislocación o roturas de la tubería del ramal de la toma, produciéndose fugas que hacen al suelo potencialmente corrosivo. b.2) Las instalaciones abandonadas pero no suspendidas pueden gotear eventualmente, aún cuando la llave esté cerrada. Las fugas en estos casos pueden incrementar el nivel de corrosión como se indica en el punto a.1. b.4) Las fugas pueden socavar la plantilla sobre la que descansa el ramal de la toma, si se presenta tal situación el ramal queda sin apoyo uniforme, y debido al efecto de las cargas externas (relleno, tránsito vehícular) puede fallar en sus uniones, presentándose lo que se indica en el punto a. l. b.5) La corrosión galvánica se presenta cuando una conexión se realiza con diferentes tipos de componentes metálicos y no se coloca entre ellos alguna protección que evite su contacto directo. c) Factores ambientales •

La expansión o contracción del suelo (especialmente los arcillosos) por variación, en su contenido de humedad, pueden desarrollar esfuerzos cortantes y provocar fugas en el ramal de la toma, presentándose lo que se indica en el punto a. l.

• •

El congelamiento del agua provoca un incremento de los esfuerzos internos, lo cual puede provocar estallidos o grietas en la tubería del ramal de la torna y provocar fugas (ver a.1).

d) Fenómenos naturales •

El movimiento del suelo es particularmente un problema en regiones donde hay fallas geológicas o predominan los temblores, ya que provocan roturas y dislocación en las tomas provocando fugas (ver a. I.).

e) Operación y mantenimiento de la red •

Cambios repentinos de presión en un sistema de agua (cierre brusco de válvulas o paros y arranques de equipos de bombeo), contribuyen a la ruptura de la tubería del ramal, ocasionando fugas, (ver a. l.).

• •

La extensión de fugas en tomas en un sistema de distribución, está en función del deterioro y mantenimiento de las mismas. Los programas de control de fugas ayudan a prevenir la ocurrencia futura de fugas.

• •

El incremento de los esfuerzos tangenciales y longitudinales de presión en una toma, es consecuencia de una inadecuada operación de las válvulas de

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seccionamiento y alivio de presión, lo cual puede provocar rotura en una toma y presentarse fugas. f) Pérdidas de corriente directa La corrosión electrolítica puede ser resultado de una pérdida de corriente directa, la cual, se transmite a través del suelo buscando una ruta de mínima resistencia. Las estructuras metálicas subterráneas como son las instalaciones para agua potable, sirven de ruta-camino para la corriente; una corrosión externa severa ocurre en el punto de la tubería donde se descarga la corriente. Dentro de las fuentes de pérdida de corriente, se incluyen las líneas de transmisión eléctrica, sistemas de tierra de las subestaciones, talleres de soldadura, etc.

Características del agua Características físicas La velocidad de flujo se asocia comúnmente con la erosión de las tuberías, el desprendimiento del recubrimiento interior de las tuberías y el incremento del oxígeno disuelto, juegan un papel importante en las reacciones químicas durante el proceso de corrosión interna. La temperatura cuando aumenta ejerce una gran influencia sobre los fenómenos de corrosión, ya que se incrementa el nivel de los mismos.

Características químicas Algunos parámetros químicos que propician la corrosión en materiales metálicos utilizados en las tomas domiciliarias y sus efectos se indican en la (Tabla A.2):

Tabla A.2. Parámetros químicos PARAMETRO PH

OXIGENO DISUELTO CLORO RESIDUAL SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS MATERIA ORGANICA

INFLUENCIA El pH es la medida de la concentración de los iones hidrógeno presentes en el agua. A valores menores de 5 tanto el fierro como el cobre se corroen rápidamente, entre 7 a 9 por lo regular se producen picaduras en los metales y valores mayores de 9 no se corroen. Es el agente corrosivo más importante cuando está presente; produce el tipo de corrosión llamado tuberculación o corrosión localizada en forma de picaduras. La presencia del cloro residual puede ocasionar un decremento en el Ph , debido a u su reacción con el agua forma ácido clorhídrico e hipocloroso, lo que ocasiona que el agua sea potencialmente más corrosiva. Un alto contenido de sólidos disueltos totales indica que el agua tiene una gran concentración de iones, lo que incrementa la conductividad y hace que se presente la corrosión. La presencia de materia orgánica en los sistemas de distribución de agua, incrementa el nivel de corrosión debido a que los microorganismos atacan la superficie de la tubería.

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Características biológicas La presencia de bacterias aeróbicas o anaeróbicas en los sistemas hidráulicos, pueden inducir el fenómeno de corrosión ("agua roja").

Detección de la corrosión Una forma indirecta de detectar el desarrollo de corrosión en una toma, es mediante el color y olor del agua que circula a través de la misma. En la (Tabla A,3) se muestran las características M agua y las posibles causas de corrosión.

Tabla A.3. Detección de la corrosión COLOR AGUA ROJA 0 CON TINTE CAFÉ ROJIZO. AGUA CON TINTE AZULOSO. AGUA NEGRUZCA. AGUA CON MALOS OLORES.

CORROSIÓN Corrosión de las tuberías por la presencia del fierro en agua. La coloración indica la presencia De bacterias aeróbicas o anaeróbicas. Corrosión en tuberías de cobre. Corrosión debida a la acción del ácido sulfhídrico, el cual forma sulfuros insolubles con los iones metálicos de fierro, acero, cobre y Fo.Go. Corrosión debida a subproductos de la actividad microbiana.

Materiales usados en las tomas domiciliarias. Los materiales que se utilizan específicamente en las tomas domiciliarias y su resistencia a la corrosión se describen a continuación: Cobre, buena resistencia a la corrosión, sujeto a ataques corrosivos debido a cloro, oxígeno disuelto y un bajo pH. Fo.Go. sujeto a corrosión galvánica en contacto con cobre. Plásticos, normalmente resistente a la corrosión. Recomendaciones para el control de la corrosión en tomas domiciliarias . Son diversos los métodos para el control de la corrosión, para el caso de las tomas se dan a continuación algunas recomendaciones: •

•

Seleccionar a los metales que se acoplarán conforme a la serie galvánica, tratando de que éstos se encuentren lo más cerca que sea posible, o bien, aislar a los metales diferentes por medio de componentes de plástico, para evitar su contacto directo. Al realizar la cuerda de los tubos galvanizados, se retira la capa de zinc que protege al fierro contra la corrosión, se recomienda dar a las cuerdas una capa de galvanizado en frío. 73


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•

•

•

En terrenos salinos, con relleno sanitario o con alta humedad (lodo, encharcamiento) se recomienda usar PEAD y evitar el metal. En el caso de que ya exista tubería metálica instalada, ésta se puede enfundar en tubería flexible de polivinilo tipo manguera, o recubrirse con cinta de polietileno para obtener una mayor protección contra la agresividad del terreno. En lo que se refiere a las abrazaderas de Fo.Go. en suelos agresivos, es necesario protegerlas con recubrimiento epóxico anticorrosivo. Los tornillos deben tener tratamiento anticorrosivo.

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