Amanco_MT

Tuberíasplásticas

Manualtécnico

¿Quiénes somos?

AMANCO es una empresadedicada desde hacemás de 20 años,a la fabricación de tuberías plásticas para aplicaciones en tubosistemasde conducción de fluidos. Nuestra trayectoria nos ha permitido mantener operaciones en América Latina, desde México hasta Argentina,con 30 fábricas en 13 países,con más de 6000 colaboradores. AMANCO brinda soluciones completas,con el objetivo de que los clientes cubran sus necesidades de forma integral en una mismagestión;para ello,contamoscon elaboración de diseños y presupuestos,tubosistemas, asesoramiento técnico,centro de recepción y distribución de pedidos,y servicios de instalación. En los últimos años, AMANCO ha ampliado la diversidad de alta tecnología e innovación consus productos Conduflex, Novaloc, Novafort, Drenaflex, acometidas domiciliarias PE, canoas o canaletas, entre otros. Además, ha realizado inversiones en plantas productivas y equipos nuevos en México, Colombia, Brasil, Guatemala y Costa Rica. La certificación ISO 9001-2000,ISO 14001 y OHSAS 18001 de todas nuestras plantas durante el año 2005, evidencia nuestro compromiso con la calidad.

Cuatro razonespara elegir Tubosistemas Amanco 1.Innovación:las solucionesAMANCO poseen un ingrediente deinnovaciónque mejora al calidad de vida de las personas que instalan y utilizan nuestros tubosistemas. 2.Integridad:AMANCO es una empresa de valoresestablecidos que busca hacer negocios francosy claros dentro del marco legal,para generar bienestar a sus colaboradores y a la comunidad. 3. Soluciones: nuestros sistemas brindan solucionesintegralesa las necesidadesdel consumidor,y le crean un valor agregado. 4. Confianza: nuestras accionesestán orientadas a formar con nuestros clientes relaciones sostenibles de largo plazo,basadasen la calidad de nuestros productos,asesoramiento técnico y servicio.

MANUALTÉCNICODE PRODUCTOS

Nuestrosproductos

Tubosistemasde infraestructura Sistemas de alcantarillado pluvial

Sistemas de acueductos Conducción y distribución de agua potable por gravedad,por presión y por bombeo

Sistema de alcantarillado sanitario Conducción de aguas negras por redes sanitarias, colectores de aguas negras

Pozosde visita PE Cámarasde inspecciónpara alcantarillado sanitario y pluvial


Nuestrosproductos

Tubosistemas en edificaciones Domiciliario: • Sistemas de agua fría • Sistemas de drenaje sanitario • Sistemas de agua caliente • Sistemas de drenaje pluvial • Sistemas de canalizacióneléctrica

Industrial: • Agua potable • Sistemas contra incendios • Trasiegode aguas de proceso • Trasiego de agua por bombeo • Riego para zonas verdes


Nuestrosproductos

Tubosistemas ingeniería • Riego por aspersiónde (fijo,semifi jo y móvilagrícola ) • Riego por goteo (goterosy cintas) • Riego por gravedad• Riego por microaspersión • iego R de áreasverdes • Conduccionespara riego • Subdrenaje de plantaciones

Geosistemas Refuerzo y estabilización de vías • Refuerzo y protección de taludes • Obrasde drenaje, reservorios y rellenos sanitarios • Protección de caucesde ríos y zonas costeras.• Subdrenaje de carreteras

Plantas de tratamiento de aguasresidualesde tipo ordinario • Centros comerciales • Hoteles • Residencias • Condominios • Urbanizaciones • Desarrollo turístico


Nuestroscompromisos

Con la calidad: AMANCO posee el único laboratorio certificado de Centroamérica para efectuar pruebas decalidad en PVC.Los productos que se despachan de nuestras plantas pasan por una serie de pruebas,las cuales le aseguran alcliente unproducto que cumple las másaltas exigencias de las normas AS TM. Contamos con departamento propio de diseño y fabricación de todos nuestros moldes,para responder rápidamente a los requerimientos especiales de nuestros clientes. Con nuestros clientes: El cliente es la razón de ser de AMANCO.Poseemos la red de distribución de tuberías y accesorios de PVC más grande de Centroaméric a, loos.cual garantiza la entrega oportuna de nuestros product Además,brindamos soporte técnico a través de nuestro departamento de ingenieros,quienes visitan a los clientesy los asesoran en los proyectos de tubosistemas.Nuestras cuadrillas de instaladores especializados dan apoyo en obra y eguran as al cliente una instalación sin problemas.

MANUALTÉCNICO DE PRODUCTOS MANUAL TÉCNICODE PRODUCTOS

Índice

Capítulo 1- Generalidades

9

Capítulo 2- Normas,productos y aplicaciones

21

Capítulo 3- Diseño hidráulico de tubosistemasde agua potable y alcantarillado en edificaciones e infraestructura

25

Capítulo 4- Diseño de tubosistemas deingeniería agrícola

55

Capítulo 5- Diseño de tubosistemaseléctricos

71

Capítulo 6- Comportamiento y diseño estructural de tuberías

85

Capítulo 7 - Instalación de tuberíasplásticas

93

Capítulo 8- Instalación de pozosde visita

115

Capítulo 9- Instalación de tanquesde polietileno

125

Capítulo 10 - Transporte,manipulación y almacenamiento

133

Capítulo 11- Geosintéticos

135

Capítulo 12 - Tratamiento de aguas res idualesdomésticas

149

Capítulo 13 - Daños en ut berías de PVC y su reparación

153

Anexos

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Manualtécnico

Capítulo 1 Generalidades

CAPÍTULOGENERALIDADES 1:

1.1 VENTAJAS DE LAS TUBERÍAS PLÁSTICAS La creciente aceptación de las tuberías plásticas se explica por las múltiples ventajas derivadas de sus características. a) Bajo peso Ninguna otra tubería ofrece la combinación de bajo peso del plástico ni sus excelentes propiedadesmecánicas. b) Resistencia a la corrosión Las tuberías plásticas son inmunes a los tipos de corrosión,ya sea química o electroquímica, que normalmente afectan a lossistemasde tuberíasenterradas. Como el plástico no es un material conductor,no se producen efectos electroquímicos o galvánicos en las tuberías. Tampoco sufren daños por el ataque de suelos normales ni corrosivos,y no las perjudica el ácido sulfúrico en lasconcentracionespresentes en los alcantarillados sanitarios. En consecuencia,las tuberías plásticas no requieren ningún tipo de recubrimiento ni protección catódica. c) Resistencia química Las tuberíasplásticashan demostrado tener una gran resistencia al ataque de lassustancias químicasencontradasen las aguastípicas para consumo humano,así como en lasaguaspresentes en los sistemas de alcantarillado. También se han utilizado en procesos industriales,para conducir ácidos y otros líquidos. En la tabla A.1del anexo A,se incluye información acerca de la resistencia química de las tuberíasde PVC. d) Hermetismo Por su naturalezaintrínseca,el plástico esun material impermeable,por lo cual evita infiltraciones y exfiltracionesque podrían afectar al sistema y al ambiente. La junta cementada,mediante el proceso de fusión (o soldadura) del material, da continuidad y hermetismo absoluto al sistema. La unión con empaque de hule denuestros distintos sistemas,garantiza un sello hermético y una gran facilidad de instalación. e) Resistencia al ataque biológico El ataque biológico se define como la degradación causada por la acción de micro o macroorganismos vivientes; como por ejemplo los hongos y bacterias;y raíces,insectos y roedores,respectivamente. Raíces Cualquier abertura en la tubería o en sus juntas provee un fácil acceso a las raíces de los árboles y ocasiona también el derrame de agua e infiltración. Nuestras tuberías han demostrado que una correcta instalación proporciona tuberíasinvulnerables a la presencia de raíces. Microorganismos Se ha demostrado que el ataque de hongos, bacterias, algas, etc.carece de importancia por no existir en el plástico materia nutriente para el desarrollo de estos. Insectos Nuestras tuberías no son atacadas por termitas. Roedores Dado que lastuberíasplásticas no constituyen una fuente de nutrición, no están expuestasal ataque de roedores.


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CAPÍTULO GENERALIDADES 1: f ) Resistencia a la intemperie Las tuberías plásticas no se ven afectadas por los ciclos húmedo/seco o frío/caliente. No obstante,cuando están expuestas a la radiación ultravioleta (UV) de la luz solar pueden sufrir decoloración y verse afectadas por una disminución en la resistencia al impacto. Otraspropiedades,como el esfuerzo ala tensión y el módulo de elasticidad, no se afectan sensiblemente. La manera máscomún de proteger tubería plástica expuesta a los rayosdel sol esaplicar una capa de pintura a base de agua.También, se pueden fabricar tuberíascon aditivos que lasprotegen de losrayos ultravioleta. g) Resistencia ala abrasión Las tuberíasplásticas tienen una excepcional resistencia a la abrasión, con un comportamiento muy superior al de tuberías fabricadas con otros materiales. Esto reduce muy significativamente los costos de mantenimiento ocasionados por la abrasión. h) Flexibilidad Las tuberías plásticas poseen un módulo de elasticidad menor que las tuberías tradicionales. Por ello,tienen una mayor flexibilidad y, por consiguiente,un mejor comportamiento frente a los siguientes esfuerzos: • Movimientos sísmicos • Sobrepresiones (golpe de ariete) • Cargas externas (muertas y vivas) Esta flexibilidad, unida a su poco peso, facilita su manejo,instalación y mantenimiento,con lo cual se obtiene un ahorro en tiempo,en gastos en transporte y en mano de obra. i) Rugosidad Por su baja rugosidad,las tuberíasplásticaspueden clasificarse como tuberíashidráulicamente lisas, graciasa su bajo coeficiente de fricción. Esto, con respecto a las tuberías tradicionales, significa que las paredes de las tuberías plásticas generan menor resistencia al flujo y, con ello, permiten transportar caudales mayores. Además, la superficie lisade la pared impide la formación de incrustaciones y tuberculizaciones,que pueden disminuir la sección de la tubería. j) Resistencia al impacto Por las características propias del material, las tuberías plásticas pueden asimilar las fuerzas de impacto que eventualmente se presenten durante la manipulación,transporte e instalación. 1.2 PROPIEDADES DE LAS TUBERÍAS PLÁS TICAS a) Mecánicas Las tuberías plásticas tienen la capacidad para resistir adecuadamente los esfuerzos internos generados por los fluidos que transportan,tanto en sistemas por presión como por gravedad.Para el uso en sistemaspor presión, las tuberíasse fabrican para resistir diferentes presiones de trabajo,y así se logran diseños máseconómicos. Asimismo, las tuberías plásticas tienen la resistencia adecuada para soportar las cargasexternas producidas por el relleno de la zanja,las cargas vivas y los esfuerzos de impacto.

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CAPÍTULO GENERALIDADES 1: b) Térmicas La resistencia de lastuberías plásticas está sujeta a variaciones de la temperatura. A medida que aumenta la temperatura del líquido,disminuye la resistencia a la presión interna. La tabla 1.1 contiene los factores de reducción para la presión máxima de trabajo respecto a la temperatura de operación para tubería de PVC, CPVC,polietileno de alta densidad HDPE y polipropileno PP.

TABLA 1.1: CORRECCIÓN PORTEMPERA TURA

Fuente:UNI-BELL

De este modo,si la presión de trabajo de una tubería PVC SDR 26 es de 11,2 2kg/cm o 160 psi (Ver tabla 3.1) a 23 C °, para una temperatura de 43 °C la máxima presión de operación será de 5,6 kg/cm2 u 80 psi (11,2 x 0,50).Igualmente, 2 o 400 psi (ver tabla 3.1) para una para una tubería CPVC SDR 11,si su presión de trabajo a 23 °C es de 28,0 kg/cm temperatura de 82 ° C,la máxima presión de operación seráde 7,0 kg/cm2 o 100 psi (28,0 x0,25). No secarecomi mayores de 60 °C para PVC o amayores C°so para . Enyinstalaci nes para agua lienteendan debentemperaturas colocarse válvulas de seguridad destinadas controlardeel 82 exce de CPVC presión eliminaroel vapor que pueda formarse. Igualmente, los cambios en la temperatura, tanto en el líquido como en el ambiente,producen variaciones en la longitud de las tuberías plásticas. La variación en la longitud de las tuberías es independiente del diámetro y el espesor,y se puede calcular con la isguiente fórmula: ∆L

=

L ∆T

= variación en longitud, en mm -5 mm/mm/°C para CPVC; = coeficiente de dilatación térmica (5,4 x 10-5 mm/mm/ºC para PVC;1,89 x 10 -4 mm/mm/ºC para polipropileno) 1,4 x 10-4 mm/mm/ºC para PE;0,86 x 10 L = longitud srcinal,en mm ∆T = variación de temperatura,en grados Celsius El PVC y el CPVC son materiales autoextinguibles;es decir,solo arden en presencia de llama. Se recomienda instalar juntas de dilatación para controlar el movimiento causado por cambios de longitud debido a ∆L

variación de temperatura. c) Eléctricas El PVC no es un material conductor, por lo que los efectos galvánicos y electroquímicos no se presentan en las tuberías fabricadas con este material. En la tabla A.2 del anexo A,se detallan las principales características de las tuberías de PVC.


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CAPÍTULO GENERALIDADES 1:

1.3 PLÁSTICOS UTILIZADOS EN FABRICACIÓN DE TUBERÍAS Durante el sigloXX,tuvo lugar un verdadero avance revolucionario en la ingeniería de materiales para tuberías.Esta revolución nació con la ciencia de los polímeros,y ha ido en acelerado crecimiento a travésde muchas décadas.Uno de los polímeros más desarrollados ha sido el cloruro de polivinilo (PVC),junto con el polietileno (PE); pero existen muchos otros que también se han empleado para fabricar tuberías. Los plásticos son polímerosorgánicos producidos a partir de una resina derivada esencialmente del gas natural,del petróleo,del agua salada y del aire. Un polímero esuna larga cadena de moléculasquímicas llamadasmonómeros, que se unen mediante una reacción conocida como polimerización. Cuando se unen monómeros químicamente semejantes,el plástico resultante es un polímero,como por ejemplo el polietileno,formado por la unión de monómerosllamadosetilenos.

MONÓMEROS QUÍMICAMENTE SEMEJANTES

POLÍMERO

POLIETILENO

Al unirse monómeros químicamente diferentes,el plástico resultante esun copolímero,como el cloruro de polivinilo o PVC,formado por la unión de dos monómeros:cloruro de vinilo y acetato de vinilo.

MONÓMEROS QUÍMICAMENTE DIFERENTES

COPOLÍMERO

PVC

El CPVC es similar al PVC, excepto que es clorado; o sea, se le agrega cloro para aumentar su resistencia a la temperatura. Aditivos Existen varios productos químicos denominadosaditivos,que se agregan a la resina para mejorar sus propiedades e incrementar su campo de acción. Entre ellosestán: • Plastificantes,para aumentar la flexibilidad y fluidez de lasresinas • Colorantes • Estabilizadores de calor,para evitar la degradación de la resina durante el proceso y aumentar la vida útil de los productos • Antioxidantes • Filtros pararayos ultravioleta •• Filtros antiestáticos Retardadores de flamas • Agentes espumantes • Lubricantes,para facilitar el manejo de la resina y mejorar el acabado final

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1.4 CLASIFICACIÓN DE TUBERÍAS PLÁSTICAS De acuerdo con la composición de los materiales de fabricación, las tuberías plásticas se dividen en dos grupos básicos: a) Termoplásticas Las tuberías termoplásticas son aquellas que poseen las siguientes características: • Se suavizan al calentarlas y se endurecen al enfriarlas. • Pueden formarse y modificarse repetidamente. Ejemplos: - PVC - Polietileno b) Termoformadas Las tuberías termoformadas son aquellas que: • Pueden estar solo una vez en la fase de plástico suave. • Si se suavizan de nuevo,sufren daños permanentes. Ejemplos: - Resina termoformada con refuerzo de fibra de vidrio - Polietileno de enlace cruzado - Melamina 1.5 FABRICACIÓN DE TUBERÍAS PLÁS TICAS La fabricación tuberías es un complejo. Este procesocon se lainicia con lao refi nación del petróleo crudo;de pasa por laplásticas producción deproceso la resinaextenso y de losycompuestos , y culmina extrusión inyección del material en las máquinas correspondientes,para producir tuberíasy accesorios. En la figura 1.1,se observa leproceso de fabricación de tuberíasy accesorios de PVC,el cual esmuy similar al de otros termoplásticos. Para definir las propiedades básicas del compuesto de PVC y del polietileno,la Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM) estableció la especificación D1784 Especificación estándar para compuestos decloruro de polivinilo rígido y cloruro de polivinilo clorado , así como la D3350Especificación estándar para materiales de tuberías plás ticas y accesorios de polietileno. 1.6 MATERIA PRIMA PARA FABRICACIÓN DE TUBERÍAS PLÁS TICAS Para la fabricación de sus productos,AMANCO utiliza tanto la resina de PVC como la de polietileno. Sin embargo,la resina es inutilizable hasta que haya tomado la forma de compuesto, o sea, cuando se encuentre combinada con estabilizadores para calor,lubricantes y otros ingredientes,como los aditivos anteriormente descritos.


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FIGURA 1.1: PROCESO DEFABRICACIÓN DE TUBERÍAS DEPVC

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1.7 CLASIFICACIÓN DE COMPUEST OS PARA TUBERÍAS PLÁSTICAS La identificación de los compuestosse realiza mediante un código alfanumérico,conformado por cinco números y una letra en el caso de PVC,y de seis números y una letra en el caso del polietileno. a) Cloruro de polivinilo PVC

0

0

0 0 0 0

• Resina base Propiedad y valor mínimo: • Resistencia al impacto • Resistencia ala tensión • Módulo de elasticidad en tensión • Temperatura de deflexión bajo carga • Resistencia química Las tablas 1.2 y 1.3 presentan los valores correspondientes a cada compuesto. Ejemplo 1: El compuesto PVC rígido 12454 es el usado normalmente por AMANCO para la fabricación de sus tuberías de PVC. Este compuesto se conocía anteriormente como PVC tipo I grado 1 (PVC1120). El detalle de la materia prima esel siguiente: 1- Cloruro de polivinilo 2- Resistencia al impacto = 34,7 J/m 4- Resistencia a la tensión = 48,3 MPa (7000 psi) 5- Módulo de elasticidad en tensión = 2758 MPa (400 000 psi) 4- Temperatura de deflexión bajo carga = 70 ºC (158 ºF)


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CAPÍTULO GENERALIDADES 1: TABLA 1.2: REQUISITOS DECLASEPARA LOS COMPUESTOSDE PVCPARA ASTM D1784 Nota:el valor mínimo de propiedad determinará el número de celda,a pesar de que el número máximo esperado puede estar dentro de una celda mayor.

a- NE= no especificado b- Todos los compuestos cubiertos por esta especificación, deben presentar los siguientes resultados al probarse con el método D 635:extensión media de quemado <25 mm ytiempo promedio de quemado <10 segundos. c- En su mayoría lastuberíasde PVC para presión se especifican para alcanza r un valor mínimo de 2 o 4000 psi. 27,56 MPa,es decir,280 kg/cm

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Como referencia, se presenta la comparación entre la nomenclatura antigua y la actual para la designación de los compuestos de PVC. TABLA 1.3: COMPARACIÓN DE NOMENCLATURA

b) Polietileno

00

0

00

00

Densidad Índice de fusión Módulo de flexión Resistencia a la tensión de fluencia Resistencia aruptura por esfuerzo ambiental Base hidrostática de diseño a 23 ºC Estabilizador de color y UV (coloreado) Es una práctica muy común utilizar los siguientes términos para describir el polietileno: 3) = baja densidad Tipo I (0,910-0,925 g/cm 3) = mediana densidad Tipo II (0,926-0,940 g/cm 3) = alta densidad Tipo III (0,941-0,965g/cm Las tablas 1.4 y 1.5 contienen los valores correspondientes para los diversoscompuestos de polietileno. Ejemplo 2: El compuesto PE 324423 C es el usado normalmente por AMANCO para la fabricación de sus tuberías de polietileno de alta densidad.La designación tradicional de este compuesto es PE3306. El detalle es el siguiente: 3 (alta densidad) 3- Densidad = 0,941- 0,955 g/cm 2- Índice de fusión = 1,0 a 0,4 4- Módulo de flexión = 522 a <758 MPa (100 000 a <110 000 psi) 4- Esfuerzo de tensión de fluencia = 21 a <24 MPa (3000 a <3500 psi) • Condición de prueba:B de prueba:24 h 2- Resistencia a ruptura por esfuerzo ambiental •• Duración Fallas:50% máximo

3- Base hidrostática de diseño = 8,62 MPa (1250 psi) C- Color negro,con 2% mínimo de carbón negro


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TABLA 1.4: PROPIEDADES PRIMARIASDE COMPUESTOSDE POLIETILENO LÍMITES DE CLASIFICACIÓN POR CELDAS

*NPP=No es para presión

TABLA 1.5: COLORY ESTABILIZADOR DE RA YOSUV

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Manualtécnico

Capítulo 2 NORMAS, PRODUCTOS Y APLICACIONES

PRODUCTOSY APLICACIONES CAPÍTULO NORMAS, 2:

2.1 PRODUCTOS Y APLICACIONES AMANCO fabrica una gran cantidad de productos plásticos que tienen diversas aplicaciones en nuestro medio. En la tabla 2.1 se detallan nuestros productos,con sus principales aplicaciones y características. TABLA 2.1: PRODUCTOSY APLICACIONES


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,PRODUCTOSY APLICACIONES CAPÍTULO NORMAS 2: 2.2 NORMAS DE PRODUCTOS COMERCIALIZADOS POR AMANCO Los productos que se comercializan en AMANCO cumplen las normas más estrictas de calidad,entre ellas:las de la Sociedad Americana de Ensayo y Materiales (ASTM), las del Instit uto Americano de Estándares Nacionales (ANSI),las de la Asociación Americana de Obrasde Agua (AWWA),las de la Organización Internacional para Estandarización (ISO), las del Instituto de Normas Técnicasde Costa Rica (INTECO),etc. En la tabla 2.2se enumeran algunas de las normas aplicables a los productos fabricados en AMANCO. TABLA 2.2: NORMAS APLICABLES

TABLA 1.5 COLOR Y ESTABILIZADORES DE RAYOS UV

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MANUAL TÉCNICODE PRODUCTOS

Manualtécnico

Capítulo 3 DISEÑO HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN EDIFICACIONES E INFRAESTRUCTURA

HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3:

3.1 SISTEMAS DE PRESIÓN En el diseño de sistemas de tuberías de PVC, al igual que en sistemas de otro material, deben tomarse las consideraciones del caso para soportar los esfuerzosa que sesometen. Estos esfuerzos pueden ser causados por la presión hidrostática,golpe de ariete,relleno o cargasmuertas y las cargas vivas. a) Presión hidrostát ica interna Para determinar la presión hidrostática máxima a la que pueden estar expuestaslas tuberías de PVC, es necesario conocer cuál es el esfuerzo hidrostático de diseño (S). Se defineS como el valor estimado del esfuerzo de tensión máximo en dirección transversal, ocasionado por la presión del agua, y que puede aplicarse continuamente sobre las paredes del tubo con un alto grado de confiabilidad de que no ocurrirá ninguna falla. Las dimensiones de las tuberías de AMANCO se basan en los espesores de pared, según la recomendación ISO-R-161Tuberías plásticas para el transporte de fluidos, que relaciona las dimensiones del tubo, la presión hidrostática y la presión de trabajo:

Ecuación 3.1 donde: S = esfuerzo hidrostático de diseño,kg/cm2 (psi) =BHD/FS 2 (psi) BHD = base hidrostática de diseño,kg/cm FS = factor de seguridad = 2,para tuberías por rangos de presiónpressure ( rating ) = 2,5;para tuberías por clase de presión (pressure class) en las que se incluye un margen de seguridad para efecto de sobrepresiones P = presión de trabajo,kg/cm2 (psi) D = diámetro exterior,mm (pulg) E = espesor de pared,mm (pulg) El valor de BHD para PVC es de 280 kg/cm2 (4000 psi),y de 56 hasta 112 kg/cm2 (de 800 a1600 psi) para el polietileno según el tipo de resina. Transformando la ecuación anterior,se tiene:

Ecuación 3.2

donde: D/e = SDR (Razón dimensional estándar)


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HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: De acuerdo con la ecuación 3.2, y conociendo el valor de la base hidrostática de diseño,correspondiente al 2),se obtienen las presiones de trabajo para los valores de SDR compuesto de PVC 12454 o a CPVC 24448 (140 kg/cm comúnmente empleados en AMANCO para la fabricación de tuberías,los cualesse muestran enla tabla 3.1 siguiente. TABLA 3.1: PRESIÓN DE TRABAJOP PARA TUBERÍAS PVC Y CPVC

m.c.a.= metros columna de agua

Fuente:ASTM

La información de la tabla 3.1 es de suma utilidad para seleccionar el SDR adecuado para las presiones que se determinen en el diseño hidráulico.Un buen uso de esta información permitirá realizar diseños óptimos. Para lastuberíasclasificadascomo SCH 40 y SCH 80,la presión de trabajo es una función del diámetro. La tabla 3.2 indica las presiones de trabajo para algunos diámetros. En accesorios roscados SCH 40 y SCH 80, la presión de trabajo sereduce a la mitad de la indicada en la tabla 3.2. TABLA 3.2: PRESIÓN DE TRABAJOP PARA TUBER ÍAS Y ACCESORIOS PVC SCH 40 Y SCH 80

Fuente:ASTM

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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOSISTEMAS b) Diseño hidráulico Las investigaciones y análisisdel flujo hidráulico han establecido que lascondiciones de flujo en sistemas de presión en tuberíasde PVC pueden calcularse conservadoramente utilizando la fórmula de Hazen-Williams. La ecuación es la siguiente: Ecuación 3.3 donde: Q V A Di C S H L

= = = = = = = =

caudal,l/s velocidad del flujo,m/s área de la sección transversal interna del tubo,m2 diámetro interno,m coeficiente de Hazen-Williams,150 para PVC gradiente hidráulico = H/L ,m/m pérdida de carga,m longitud de la línea,m

Asimismo,las pérdidas por fricción en la tubería pueden calculars e mediante la ecuación: Ecuación 3.4 donde : =

pérdida de carga,m/100 m

En la figura 3.1,se presenta un ábaco para el cálculo hidráulico de tuberíasde presión. En la tabla A.7 del anexo A,se especifican las dimensiones de las tuberías de presión, según la norma ASTM D-2241. Los accesorios correspondientes se muestran en el anexo B. De acuerdo con UNI-BELL (The Uni-Bell PVC Pipe Association), para velocidades mayores de1,5 m/s deben tomarse consideraciones especiales para efecto de golpe de ariete. Ejemplo 3: Calcular el caudal máximo que puede transportar una tubería de PVC de 100 mm SDR 26,si la carga disponible es de 10 m y la longitud del tramo es de 1 km. Solución: De la tabla A.7 del anexo A,obtenemos que el diámetro interno de la tubería i esD105,52 mm = 0,106 m. Utilizando la ecuación 3.3 tenemos:

Q = 278,5 (150) (0,106) 2,63 (10/1000) 0,54= 9,38 l/s = 0,0094 m 3/s La velocidad en la tubería es :

V = Q/ A = 4 Q /(π Di2 ) = 4(0,0094)/π (0,106)2= 1,06 m/s Empleando el ábaco de la figura 3.1,y conociendo que el gradiente hidráulico S es igual aH/L,o sea 10/1000 = 0,01, localizamosese valor en la parte inferior y hacemos un trazo vertical hasta intersectar la líneade 100 mm. Luego, efectuamos un trazo horizontal hasta cualquiera de los dosextremos del ábaco y leemosel valor del caudal Q. Con ello,encontramos que el flujo máximo es de 9,50 l/s, aproximadamente. La velocidad la obtenemos interpolando entre las líneas de 1,0 y 1,5 m/s;así,la velocidad es 1,1 m/s.


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HIDRÁULICO DE TUBOSISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3:

FIGURA 3.1: ÁBACO PARA CÁLCULO HIDRÁULICO DE TUB ERÍAS DE PRESIÓN DE PVC

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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOSISTEMAS c) Golpe de ariete En sentido general,los cambios súbitos de presión,o golpes de ariete,son producidos por variaciones en la presión hidrostática de la tubería.Las causas más frecuentes de los golpes de ariete son: - Apertura y cierre rápido de válvulas - Arranque y paradade una bomba - Acumulación y movimiento de bolsa de aire dentro de las tuberías La columna de líquido que se mueve dentro de la tubería posee cierta inercia,proporcional a su peso y a su velocidad.Cuando el flujo se detiene repentinamente,la inercia se convierte en un incremento de presión. La sobrepresión generada por el golpe de ariete está relacionada con la máxima razón de cambio del flujo;mientras que la razón de movimiento de la onda de presión está relacionada con la velocidad del sonido dentro de un fluido (modificada para el material de la tubería). La velocidad de la onda está dada por la siguiente expresión: Ecuación 3.5

donde: a K E SDR

= = = =

velocidad de la onda,m/s módulo de compresióndel agua = 2,06 x 104 kg/cm2 módulo de elasticidad de la tubería = 2,81 x 104 kg/cm2 para PVC 1120 razón dimensional estándar

Para facilitar el cálculo del golpe de ariete,en la tabla 3.3 se presentan los valoresdea en función del SDR. TABLA 3.3: VELOCIDAD DE ONDAa EN FUNCIÓN DEL SDR


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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS La sobrepresión generada por golpe de ariete se calcula con la ecuación: Ecuación 3.6 donde: P V g

= sobrepresión por golpe de ariete,kg/cm2 = cambio de velocidad del agua,m/s = aceleración de la gravedad = 9,81 m/s2

a = velocidad de onda,m/s,según tabla 3.3 Ejemplo 4: Revisar, para la tubería del ejemplo anterior, la sobrepresión que se genera por golpe de ariete al detenerse súbitamente el flujo. Solución: Del cálculo anterior obtuvimos que la velocidad en la tubería es 1,06 m/s. De ese modo,y con el valor dea de la tabla 3.3,tenemos: P = 330 (1,06)/(10(9,81)) = 3,5 kg/cm2 Esta sobrepresión debe adicionarse a la máxima presión hidrostática del tramo,para verificar que no se ha excedido la presión de trabajo de la tubería. Si esto ocurriera, se debe modificar la selección de la tubería por otra de mayor resistencia. d) Aire entuberías En cuanto al aire en las tuberías,se ha demostrado que su compresión repentina puede aumentar la presión en un punto hasta diez veces la presión de servicio.Para disminuir este riesgo,se deben tomar las siguientes precauciones: 1.Mantener siempre baja la velocidad,especialmente en diámetros grandes.Al llenar la tubería,la velocidad no debe ser mayor de 0,3 m/s, y se debe esperar a que todo el aire sea expulsado y la presión legue a su valor normal. 2.Instalar válvulas de doble propósito en los puntos altos,bajos y en tramos rectos muy largos,para expulsar el aire y permitir su entrada cuando se interrumpe el servicio. 3.Prevenir,durante la operación de la tubería, la entrada del aire en lastomas,rejillas,etc.,de modo que el flujo de agua sea continuo. En la figura 3.2, se muestran los puntos donde deben colocarse válvulas de aire con el fin de evitar los problemas antes mencionados.

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HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3:

FIGURA3.2: UBICACIÓN DE VÁLVULASDE AIRE

Se recomienda instalar válvulas de aire donde existan cambios o er ducciones bruscas de diámetro.


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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS

3.2 SISTEMAS POR GRAVEDAD AMANCO dispone de tuberías especialmente diseñadas para trabajar en sistemas de alcantarillado sanitario y en alcantarillado pluvial y de drenaje,en los que el flujo no está sometido a presión,conocidos también como sistemas por gravedad o de canal abierto. AMANCO cuenta con tuberías de PVC de la norma ASTM D-3034,y con las nuevastuberías de pared estructurada NOVAFORT Y NOVALOC, que garanti zan una solución integral a los problemas de alcantarillado. a)Novafort

b)Novaloc

También, AMANCO ofrece sus sistemas Drenaflex para drenaje de suelos y Drenasep para campos de drenaje de tanques sépticos. a) Diseño hidráulico de sistemas por gravedad El análisis y la investigación del flujo hidráulico han establecido que las condiciones del flujo y las pendientes hidráulicasen sistemaspor gravedad,pueden determinarse conservadoramente utilizando la ecuación de Manning. La concentración relativamente pequeña de sólidos presentes en las aguas de desecho y en las de lluvia, es insuficiente para hacer que su comportamiento sea diferente con respecto al del agua limpia. Para simplificar el diseño de sistemas,es necesario asumir condiciones constantes de flujo y de canal abierto.Basados en lo anterior,podemos emplear la ecuación de Manning siguiente: Ecuación 3.7 o bien: Ecuación 3.8 donde: V Q A R S n

= = = = = =

velocidad del flujo,m/s caudal,m3/s sección transversal de la tubería,m2 radio hidráulico,m, = Di/ 4 para conductos circulares a sección llena y a media sección pendiente hidráulica,m/m coeficiente de Manning,n = 0,009 para PVC

En la figura 3.3, se presenta el ábaco para cálculo de sistemaspor gravedad. El anexo A incluye las tablasA.4,A.5 y A.6, en las que se detallan las dimensiones de las tuberías para alcantarillado, y en el anexo B se muestran los accesorios correspondientes. De acuerdo con UNI-BELL,se recomienda que la velocidadde flujo en alcantarillado sanitario no seamenor de 0,6 m/s para acción de autolimpieza en las tuberías; y para velocidades mayores, deben tomarse las precauciones para disipar energíay controlar erosión. La velocidad mínima también puede establecerse siguiendo los criterios defuerza tractiva.

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HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: Ejemplo 5: Calcular el caudal que rtansporta una tubería de 200 mm SDR 41,ASTM D-3034,trabajando con una altura de flujo (tirante) del 50% y con un gradiente de 2/1000.Además,calcular la altura que alcanzaríaese mismo caudal si se transportara en una tubería de 200 mm NOVAFORT. Solución: La tubería de 200 mm SDR 41,ASTM D-3034 tiene un diámetro interno de 202,98 mm,es decir 0,203 m (tabla A.4 del anexo A). El caudal Q a tubo lleno se calcula con la ecuación 3.8,a saber:

El caudal a media secciónq se determina mediante la curva de elementos hidráulicos de la figura 3.4. Para ello, tenemos que: h/H = 0,50 (relación del tirante con respecto al diámetro) Localizando el valor 0,50 en el eje de las ordenadas, o ejey,trazamos una línea horizontal hasta intersectar la curva correspondiente al caudal.A partir de esa intersección, trazamos una línea vertical hasta intersectar el eje de las abscisas,o ejex,y leemosel valor. De esa manera,encontramos que: q/Q = 0,50;o sea,q = 11 l/s (caudal a media sección) De manera similar,calculamos el caudal a sección llena del tubo NOVAFORT para las condiciones establecidas. El diámetro interno es 200,7 mm,o sea 0,2007 m (tabla A.5 del anexo A). De este modo,obtenemos que el flujo a plena capacidad es de 21,2 l/s y la relación de caudales es: q/Q = 11,0/21,2 = 0,52 Utilizando de nuevo la curva de elementos hidráulicos,buscamos en el eje de lasabscisas el valor 0,52 y trazamos una línea vertical hasta la curva de caudal;al intersectarla,trazamos una línea horizontal hasta el eje de lasordenadasy leemos la relación del tirante con respecto al diámetro.Así, encontramos que ese valor es 0,52; es decir, el tubo trabaja aun 52% de su altura. Para efectos prácticos,la diferencia en el diámetro interno de lastuberíasanalizadas no se convierte en una variación sustancial en su comportamiento hidráulico. De esa forma,ambas pueden utilizarse sin temor a tener problemasde funcionamiento.


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HIDRÁULICO DE TUBOSISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3:

FIGURA 3.3: ÁBACO PARA CÁLCULO HIDRÁULICO DE SISTE MAS PORGRAVEDAD

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HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: La figura 3.4 presenta laCurva de elementos hidráulicos para tuberías circulares, la cual nos permite conocer las condiciones hidráulicas en diferentes alturas de flujo. FIGURA 3.4: CURVA DE ELEMENTOS HIDRÁULIC OS

b) Diseño estructural de tuberías para alcantarillado En sistemas de alcantarillado,deben aplicarse los criterios indicados en el capítulo 6 para el diseño estructural de tuberías plásticas. Este es un aspecto de suma importancia, pues las cargas que deberán soportar las tuberías empleadasen sistemas de alcantarillado son mayores,por cuanto generalmente se instalan más profundas que las tuberías de agua potable, y no existe una presión interna que genere una fuerza que contrarreste las cargas impuestas.


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HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: 3.3 TUBOSISTEMAS EN EDIFICACIONES AMANCO cuenta con las tuberíasy accesorios requeridos para lasdiversas instalaciones internas en casas y edificios. A continuación se describen los diversos sistemas ofrecidos por AMANCO,así como sus aplicaciones. a) Sistemas de agua fría y agua caliente AMANCO dispone de una amplia gama de tuberíasy accesorios para facilitar todo tipo de instalación de sistemasde agua fría y caliente,los cuales se detallan en el anexo B. FIGURA 3.5: SISTEMAS DE AGUA FRÍA Y CALIENTE

a) Agua fría

b) Agua caliente

Presión y consumos míni mos Para determinar la dimensión de los sistemas, deben conocerse los requerimientos de los aparatos sanitarios y el número de ellos que se instalará. En la tabla 3.4 se exponen los parámetros para el cálculo de consumos. La presión dinámica ala entrada de los aparatos nunca deberá esr menor de 5,0 metros de columna de 2

agua (0,5 kg/cm). TABLA 3.4: DIÁMETROS,PRESIÓN Y GAST OS MÍNIMOS DE APARATOS SANITARIOS

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HIDRÁULICO DE TUBOSISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: Velocidad del flujo La velocidad mínima de lastuberíasde distribución será 0,60 m/s para evitar la sedimentación de partículas, y una velocidad máxima de 2,0 m/s para evitar el ruido excesivo en las tuberías, la cavitación y el golpe de ariete. Sin embargo,la velocidad recomendable es tá dada por la expresión: Ecuación 3.9 donde: Vmax = velocidad máxima (m/s) < 2,00 m/s = diámetro interno (m) D i

En la tabla 3.5 se observan las capacidades de las diferentes tuberías,de acuerdo con la ecuación 3.9 y el tipo de tubería,para uso en edificaciones. TABLA 3.5: CAPACIDADES MÁXIMAS RECOMENDADAS PARATUBERÍAS DE PVC NE EDIFICACIONES

Fuente:Amanco

Caudales de diseño Con los valores de la tabla 3.4, y conociendo el número de aparatos por instalar, podemos calcular el caudal de diseño para el tramo en estudio mediante la ecuación: Ecuación 3.10 donde: n Q Qi

= = =

número deaparatos alimentados por una misma tubería caudal de diseño (l/s) caudal requerido por cada aparato (l/s)

factor de descarga (=0,30 para sistemascon predominancia de inodoros con fluxómetro; 1/12 para sistemascon predominancia de inodoros con tanque) Una vez determinado el caudal de diseño,podemos definir el diámetro requerido,utilizando para ello la información incluida en la tabla 3.5. Asimismo, las pérdidas por fricción en cada tramo se calculan con la fórmula de Hazen-Williams (ecuación 3.4). a

=


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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS Tuberías para aguacaliente Las tuberías y accesorios para agua caliente se fabrican en CPVC (SDR 11) y tienen propiedades básicas similaresa las del PVC,con la ventaja de mantener estas característicasa temperaturas mayores. Las tuberías y accesorios CPVC (SDR 11) se han diseñado para las siguientes condiciones de presión,según la temperatura,con los valores de la siguiente tabla: TABLA 3.6: PRESIÓN DE TRABAJ O PARA TUBER ÍAS CPVC

Fuente:UNI-BELL

Dentro de lasprincipales ventajasde la tubería CPVC(SDR 11) están su facilidad y rapidez de instalación, resistencia a la corrosión, superficie interna lisa, reducción de pérdidas de calor gracias a su coeficiente de conductividad térmica, y una notoria reducción del ruido ocasionado por el flujo. b) Sistemas de aguas negras Gasto y diámetros mínimos de lastuberías Al igual que en los sistemasde agua fría y caliente,deben conocerse los requerimientos de los aparatos sanitarios y el números de ellos que se instalará, para lograr una apropiada dimensión del sistema de aguas negras. En la tabla 3.7, se presentan los parámetros para calcular el gasto de los diversos aparatos sanitarios y la dimensión de los conductos. TABLA 3.7: GASTO Y DIÁMETROS MÍNIMOS DE SIFONESY TUBERÍAS DE DESAGÜE

Fuente:Código de instalaciones mecánicas CFIA (Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica)

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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS El caudal máximo de un colector se obtendrá considerando la probabilidad de uso simultáneo de laspiezassanitarias conectadasa este. Se puede calcular mediante la ecuación siguiente: Ecuación 3.11 donde: n Q Qi

= = =

# de aparatos sanitarios que descargan en un mismo colector caudal de diseño (l/s) caudal aportado por cada aparato (l/s)

Pendientesy velocidades La pendiente en los tramos horizontalesde las tuberíasde descarga,así como en colectores primarios y secundarios, será uniforme. En ningún caso las pendientes deberán ser menores de lo establecido en la tabla 3.8. TABLA 3.8: PENDIENTESMÍNIMAS EN TUBERÍAS DEDESAGÜE

Fuente:Código de instalaciones mecánicasFIA C (Colegio Federado de ngenieros I y Arquitectos de Costa Rica)

AMANCO recomienda que las tuberías sean calculadas de manera que funcionen a canal abierto, con velocidades entre 0,6 y 2,5 m/s y una altura de flujo máxima del 50%del diámetro.En edificaciones de variospisos,se puede llenar hasta un 75%. La dimensión de las tuberías se obtiene mediante la fórmula de Manning (ecuación 3.8), pero además se debe revisar la velocidad para no exceder los límites establecidos. En ningún caso el diámetro del conducto horizontal será menor que el de cualquiera de los desagüesde los aparatos que enél descargan.


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HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: Desagüe vertical de aguas negras Los caudales máximos permisibles en las tuberías de desagüe verticaleso bajantes se indican a continuación en la tabla 3.9. Por ninguna razón el diámetro de los bajantes será menor que cualquiera de las tuberías que en él descarguen. TABLA 3.9: DIMENSIÓN DE DESAGÜES VERTICALES DE PVC PARA AGUAS NEGRAS

1 No se permiten inodoros;2 No se permiten más de dos inodoros;3 No se permiten másde cuatro inodoros

Ventilación sanitaria En edificaciones de másde dos pisos o en aquellas que tengan bateríasde aparatos sanitarios conectadasa un mismo ramal o columna, se deben tomar las medidas necesarias para evitar malos olores y garantizar un buen funcionamiento del sistema, esto se logra colocando un sistema auxiliar de ventilación. En la figura 3.6, se muestra un esquema típico de ventilación. De este modo, los gases y olores circularán hacia arriba y escaparán a la atmósfera. Asimismo, se permitirá la entrada y salida de aire,con lo cual lascondiciones de succión,aspiración y contrapresión no causarán la pérdida de los sellos de agua de los sifones. En general,es importante tomar en cuenta las siguientes recomendaciones al instalar los sistemasde ventilación: • En bajantes de aguas negras de 38 mm (11/2”), debe utilizarse tubería de ventilación del mismo diámetro. • La distancia máxima entre el sifón y al columna de ventilación no debe exceder lo indicado en la tabla 3.10. • El punto de intersección entre la columna de ventilación y la tubería horizontal de desagüe debe quedar por encima de la línea de carga piezómetrica,tal como seobserva en la figura 3.7.

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HIDRÁULICO DE TUBOSISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: FIGURA 3.6: SISTEMA TÍPICO DEVENTILAC IÓN

TABLA 3.10: DISTANCIA MÁXIMA DELSIFÓN A LA CONEXIÓN DEVENTILAC IÓN

Fuente:Código de instalaciones mec ánicasCFIA (Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica)

FIGURA 3.7: UBICACIÓN DE TUBERÍAS DE CONEXIÓN


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HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: En la tabla 3.11, se especifican los diámetros de los ramalesde ventilación en función del tamaño de los bajantesde aguas negras. TABLA 3.11: DESAGÜES VERTICALES DE AGUAS NEG RASY RAMALES DE VENTILACIÓN

Fuente:Código de instalaciones mecánicasCFIA (Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica)

c) Sist ema de recolección y evacuación de aguas pluviales AMANCO cuenta con un sistema completo para la recolección y evacuación de las aguas pluviales,el cual incluye la canoa diseño colonial y la canoa lisa de altocaudal,con los respectivos bajantes y accesorios, para su aplicación en edificaciones. El caudal de diseño para el sistema de aguaspluviales se puede obtener directamente de la tabla 3.12. Esta tabla está basada en escorrentía producida en superficies impermeables, para tormentas con intensidad de 240 mm/h y un tiempo de concentración de cinco minutos. TABLA 3.12: CAUDALES ORIGINADOS PORTORMENTA (Intensidad = 240 mm/h,coeficiente de escorrentía = 0,95)

Fuente:AMANCO

Los caudalesde la tabla 3.12 pueden utilizarse para determinar la dimensión de las tuberíasde desagüe,incluyendo los bajantes y las canoas.

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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS Tuberías de desagüe En el cálculo de las tuberíashorizontales de desagüe se utilizará la fórmula de Manning (ecuación 3.8),y eneste caso se aceptará que lastuberíastrabajen a 3/4 partes de su altura bajo el caudal de diseño. Bajantespara aguas pluviales Para determinar la dimensión de las tuberías para bajantes de aguas pluviales del sistema AMANC O, se pueden utilizar los parámetros de la tabla 3.13. TABLA 3.13: CAUDALES MÁXIMOS PERMISIBLES EN BAJANTESPLUVIALES

Fuente:Código de instalaciones mecá nicas CFIA (Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica)

Con el fin de simplificar el cálculo de bajantes se ha preparado la siguiente tabla,en la cual se indica el área de techo máxima que pueden evacuar las tuberíassegún su diámetro. TABLA 3.14: FACTORDE ÁREA POR BAJANTE

Fuente:Código de instalaciones mecá nicas CFIA (Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica)

Para calcular el número de bajantes,solo será necesario determinar el área del techo del cual se quieren evacuar las aguasde lluvia y dividirla entre el factor de área de la tabla 3.14,según la sección escogida.Así se obtiene el número de bajantes por instalar. En la tabla 3.15, se aprecia el número de bajantesrequeridos,dependiendo del área de techo y del tipo de bajante.


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HIDRÁULICO DE TUBOSISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: TABLA 3.15: NÚMERO DE BAJANTESREQUERIDOS

Fuente:AMANCO

Canoas (canales) El sistema pluvial AMANCO cuenta con la canoa colonial,la canoa lisa de alto caudal y la canoa española. Al igual que en el caso de las tuberías de desagüe pluvial, las canoas se calculan con la fórmula de Manning (ecuación 3.8), trabajando a 3/4 partes de su altura bajo el caudal de diseño. En la figura 3.8,se muestran nuestras canoas y sus dimensiones,y en la tabla 3.16 se detallan las capacidades de flujo con diferentes inclinaciones. Nuestra recomendación es instalarlascon un gradiente del 0,2%. FIGURA3.8: CANOASDELSISTEMA PLUVIAL AMANCO

a) Canoa colonial

b) Canoa lisa de alto caudal

c) Canoa española

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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS TABLA 3.16: CAPACIDAD DE CANOAS AMANCO (flujo a 3/4 de altura de la canoa)

Fuente:AMANCO

La información de la tabla anterior es muy útil para comprobar que la capacidad de la canoa no sea inferior a la del bajante seleccionado,y evitar así desbordamientos que puedan perjudicar la estabilidad de la canoa. 3.6 TOMAS DOMICILIARIAS PARA SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO PÚBLICO AMANCO pone a disposición de las entidades encargadas del abastecimiento de agua sus dos sistemas para toma domiciliaria: - Sistema tradicional de toma domiciliaria de PVC - Sistema TD-2000 con tubería de polietileno de alta densidad (HDPE) a) Sistema tradicional de toma domiciliaria PVC La toma domiciliaria tradicional está conformada por una abrazadera de PVC,que permite hacer la derivación en la tubería principal,para instalar luego la tubería de PVC y los accesorios respectivos y dejar el servicio habilitado. En tuberíasprincipalesde diámetros pequeños,la derivación puede realizarse mediante la colocación de unatee con la reducción al diámetro requerido. En la figura 3.8,se observan esquemastípicos paratomas domiciliariasen PVC. FIGURA 3.8: TOMAS DOMICILIAR IAS EN PVC

a- Derivación directa

b- Derivación con válvula MIP

c- Derivación con válvula de incorporación


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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS b) Sistema TD-2000 con tubería HDPE La toma domiciliaria en HDPE es de fácil instalación.Tiene mayor flexibilidad ante eventos sísmicos y requiere unbajo mantenimiento a largo plazo. El acople rápido evita las fugas de agua,debido al sello hermético producido por el anillo de hule incorporado en los accesorios.No es necesario usar herramientas para lograr el acople entre la tubería y los accesorios,ya que el ajuste se puede realizar manualmente consolo girar las tuercas. En la figura 3.9, se observa el sistema completo para toma domiciliaria TD-2000 con tubería de polietileno de alta densidad. FIGURA 3.9: TOMA DOMICILIARIATD-2000 CON TUBERÍA HDPE

3.7 CAJAS ROTOMOLDEADAS PARA EDIFICACIONES AMANCO cuenta con toda una gama de cajas rotomoldeadas para uso residencial, comercial e industrial,como complemento a las instalaciones mecánicasy sanitarias. Las cajas rotomoldeadas se fabrican con capacidadesde 23, 70 y 95 litros, y sus principales aplicaciones on s las siguientes: • Trampas de grasa • Cajasde registro sanitario y pluvial • Otras aplicaciones En las figuras siguientes,se presentan nuestras cajas rotomoldeadas y sus diferentes aplicaciones.

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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS FIGURA3.10: TRAMPASDE GRASA

FIGURA 3.11: CAJAS DE REGISTRO

a) Registro sifónico

d) Registro sanitario

b) Registro pluvial

e) Caja de válvulas

c) Registro con sumidero

f ) Interceptor de combustibles


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CAPÍTULO DISEÑO 3: HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS 3.8 DEPÓSITOS PARA AGUA POTABLE Para complementar el tubosistema potable residencial,AMANCO cuenta con sus exclusivos tanquesrotomoldeados de polietileno,con capacidad nominal de 1200 litros y efectiva de 1000 litros. Sus principales ventajas son: • Son fácilesde limpiar,por su textura lisa. • Son resistentes a los rayosultravioleta. • Poseen tapadera hermética. • Pueden instalarse enterrados o ala intemperie. • Su diseño lesda una mayor resistencia estructural. • Son fáciles de instalar. Los tanques cuentan con todos los accesorios para su debida instalación y funcionamiento. El kit se suministra adicionalmente. En el capítulo 9 sedescribe el proceso de instalación. FIGURA 3.12: DEPÓSITO PARA AGUA POTABLE

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HIDRÁULICO DE TUBOSISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: 3.6 TANQUE SÉPTICO Y SISTEMA DRENASEP AMANCO ha ideado un nuevo concepto para el tratamiento de las aguas residuales domésticas, con su nuevo tanque séptico de polietileno y drenaje con tubería Drenasep 115 mm. Con este nuevo sistema,se instalan todos los componentes en una forma rápida,simple y económica,tal como se muestra en la figura 3.13. El detalle de instalación se incluye en el capítulo 9. Drenasep es 50 veces más liviana que la tubería de concreto perforada;susranurasposibilitan una mejor distribución de la salida del agua con respecto a la que se logra con el sis tema tradicional. Posee una alta resistencia al aplastamiento. Además, es muy fácil de instalar graciasa las uniones y yees de acople rápido, con los cuales se pueden hacer las derivaciones sin necesidad de pegamento. FIGURA 3.13: SISTEMA DRENASEP PARA DRENAJE DETANQUES ÉP S TICOS

En la tabla 3.17, se indican las longitudes mínimasde drenaje al utilizar Drenasep 115 mm. TABLA 3.17: LONGITUD DE DRENAJE

Fuente:AMANCO


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HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: En la figura 3.14, se muestra la sección de la tubería Drenasep y la manera de colocarla en la zanja. El gradiente máximo recomendado es de 0,5%. FIGURA 3.14: COLOCACIÓN DE DRENASEP EN ZANJA

a) Sección transversal de zanja

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b) Corte transversal Drenasep

HIDRÁULICO DE TUBOS ISTEMAS CAPÍTULO DISEÑO 3: 3.7. POZOS DEVISITA PARAALCANTARILLADO AMANCO cuenta con sus exclusivos pozos de visita rotomoldeados de polietileno,para aplicaciones en sistemasde alcantarillado sanitario y en pluviales de bajo diámetro. Sus principales ventajas son: • Mayor resistencia ala abrasión y corrosión • Hermetismo • Mayor eficiencia hidráulica • Facilidad de instalación La figura siguiente contiene los elementos que conforman el pozo de visita. FIGURA 3.15: POZO DEVISITA AMANCO

Para ajustarse a diferentes profundidades,el anillo elevador se fabrica en 24 y en 60 cm;además,para instalar pozoscon caída se puede solicitar el anillo elevador de 60 cm con caras planas. Los diámetros de entrada van desde 150 mm (6”) hasta 300 mm (12”),y los de salida desde 200 mm (8”) hasta 375 mm (15”), y son compatibles con tubería Novafort y con tubería de la norma AS TM D 3034. En el capítulo 8,se describe el proceso de instalación de los pozosde visita.


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Manualtécnico

Capítulo 4 DISEÑO DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA

CAPÍTULO DISEÑO 4: DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA 4.1 SISTEMAS DE RIEGO La agricultura moderna demanda de sistemas de riego para producir en época seca, para mejorar la calidad y la cantidad de las cosechas y, algo muy importante,para producir en el momento oportuno y así obtener los mejores precios. El riego consiste en aplicar una determinada cantidad de agua a la zona radicular de las plantas,para que estas la absorban y cumplan sus funciones metabólicas. Esta cantidad de agua se llamalámina de riego, y busca suplir el agua evapotranspirada por la planta y el suelo circundante. Para calcular el agua evapotranspirada existen varios métodos, que toman en cuenta parámetros tales como la temperatura,la radiación solar y la latitud; por ello, los valores para cada zona deben consultarse preferiblemente a un profesional del ramo. La lámina de riego es llevada al campo por diferentes métodos, los cualeshan mejorado conforme a los avances en tecnología. Así,se garantiza que estos sean eficientes en la aplicación del agua.Por ser el agua un recurso finit o,con el paso del tiempo,está adquiriendo su verdadero valor. AMANCO ofrece sus innovadores sistemas para lasdiferentes modalidadesde riego existentes en el mercado,desde los tradicionaleshasta las últimas tendencias. A continuación se describen estos sistemas. a) Riego por compuertas Este sistema consiste en transportar el agua,desde la fuente de toma hasta los terrenos por irrigar,con nuestra tubería de Novarriego.Esta tubería funciona como conducción hasta llevar el agua ahidrantes donde,a su vez,se conectará a tuberías con compuertas,espaciadassegún el cultivo por irrigar. En el campo se realiza la extensión de estas tuberíasy se abren lasventanasde los lotes que se requieran regar;una vez terminada esta labor,se cierran estas ventanasy se abren otrasen los siguientes lotes, con lo cual se logra un uso eficiente del agua. La tubería de Novarriegose fabrica según la norma ASTM F949,con tubería de pared externa corrugada e interna lisa, en diámetros desde 100 mm (4”) hasta 600 mm (24”),y puede soportar presiones internas hasta de 2,1 kg/cm2 (30 psi). Por su parte,las tuberíascon compuertas se fabrican bajola norma ASTM D2241,en diámetros de 200 mm (8”) y 250 mm (10”),con las compuertas separadas según lo requiera el cultivo.El cálculo hidráulico se efectúa con las ecuaciones 3.3 y 3.4 deHazen-Williams. En la figura 4.1 se muestra el tubosistema de riego por compuertas.


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CAPÍTULO DISEÑO 4: DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA

FIGURA 4.1: TUBOSISTE MAS DE RIEGO PORCOMPUERTAS AMANCO

b) Riego poraspersión El método de riego por aspersión consiste en aplicar el agua a través de emisores llamadosaspersores ,por los cuales sale el agua.Al entrar el chorro de aguaen contacto con la atmósfera ,se dispersa y provocauna lluvia artificial. Estos aspersores pueden entregar caudales desde 0,250 m3/h hasta 160 m3/h. Para lograr lo anterior de una forma eficiente, se debe escoger el aspersor que mejor se adapte al cultivo y a las condiciones presentes de textura de suelo,topografía,viento y evapotranspiración. Los fabricantes de aspersoresbrindan tablas con las características principales para cada uno de sus modelos.En estas tablas,se indican el caudal y el diámetro de alcance para una determinada presión en la base del aspersor. Con esta información y la de las tablas 4.1 y 4.2 siguientes; en las que se presentan criterios para la selección del espaciamientode aspersorestomando como parámetro la velocidad del viento presente y la velocidad de infiltración para diferentes texturas de suelo,se determina la precipitación horaria que produce el aspersor. Esta precipitación debe ser menor o igual a la velocidad de infiltración del suelo en el que se está estableciendo el sistema de riego,con el fin de evitar que ocurra unaescorrentía superficial.

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DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA CAPÍTULO DISEÑO 4: TABLA 4.1: ESPACIAMIENTO DE ASPE RSORES EN CONDICIONES ESPECÍFICASDE VIENTO

Fuente:USDA

TABLA 4.2 VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN SEGÚN TEXTURA EL D SUELO

Fuente:USDA

Una vez definido el espaciamiento,y con base en la información del caudal o gasto del aspersor, se procede a estimar la precipitación provocada por el aspersor. Comparando con la infiltración básica del suelo, se puede determinar si el aspersor es apto para ese suelo y cultivo. La lámina de riego está dada por lo general en profundidad o milímetros (mm) de agua,por lo que,al comparar la lámina de riego con la precipitación provocada por el aspersor,se obtiene el tiempo de riego. Las ecuaciones siguientes se emplean para la determinación de la lámina y el tiempo de riego. Ecuación 4.1 y con: Ecuación 4.2


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donde: I Q Ai Da Dl

= = = = =

precipitación del aspersor en mm/h (milímetrospor hora) caudal del aspersor en l/h (litros por hora) área efectiva del aspersor en m2 (metros cuadrados) distanciaentre aspersoresen metros distanciaentre líneasde aspersoresen metros

Por ejemplo, para unpara terreno enseeldetermi que es sembrarán follade jes riego de porte el suelo es topografía plana y sin vientos,y el cual nó una lámina diariabajo,donde de 7 milímetros,se busfranco ca en eldecatálogo del fabricante un aspersor que entregue un caudal de 1300 l/h a una presión de 2 atmósferas y con un diámetro de alcance de 28 metros,elcual puede servir para este propósito dada su poca energía de funcionamiento. De este modo se determina que,para esa velocidad del viento (0 KPH),el aspersor debe colocarse a 18 metros entre aspersores y líneas,lo que da a su vez un área efectiva de riego de: Ai = 18 x 18 m = 324 m2; entonces,la precipitación producida por el aspersor es de: I = 1300/324= 4 mm/h Al comparar con la tabla de infiltración paradiferentestexturas,se determina que esta velocidad esmenor,por lo que no provocará escorrentía superficial y, por último, requerirá de 1 hora y 45 minutos para aplicar la lámina de riego necesaria. En cuanto a los diferentes tipos de riego por aspersión,existen tres formas de colocación: • Fija:las tuberíasestán completamente fijas en el terreno. • Semifija:la tubería principal está fija en el terreno,y se conectan tuberías móviles que se trasladan de lugar una vez efectuado el riego. • Totalmente móviles: tanto la tubería principal como los lateraleso líneasregantes se movilizan a diferentes lugares durante la temporada de riego. En la figura 4.2,se observan diversos sistemas de riego por aspersión. FIGURA 4.2: SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN AMANCO

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CAPÍTULO DISEÑO 4: DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA Para sistemassemifijos y para losmóviles, AMANCO cuenta con Riegomóvil, producido en PVC con la más alta tecnología,para satisfacer las necesidadesdel agricultor. Además de su bajo costo con respecto a otras alternativas, las tuberías de los sistemas Riegomóvil son más versátiles,más resistentes,más livianase,incluso,más duraderas por su formulación para protegerlasde la radiación solar.El exclusivo sistema de acople rápido en las tuberías y accesorios,hace que la instalación sea sumamente fácil y segura. La línea de accesorios de Riegomóvil incluye curvas (22,5º, 45º y 90º),así como inversoresy adaptadores (macho y hembra),tees en línea (macho,hembra y final),portaaspersores,uniones de reparación,y tapones y acoples (macho y hembra) para estas últimas. En la figura 4.3,se aprecia el sistema Riegomóvil. FIGURA 4.3: SISTEMA RIEGOMÓVIL AMANC O

c) Riego por microaspersión Esta modalidad de riego es similar a la aspersión pero con emisoresde bajo volumen,esto es, que entregan caudales de 20 a250 litros por hora y se utilizan por lo general para cultivos en línea y en invernaderos paralograr microclimas controlados. El cálculo de estos sistemas emplea lasmismas consideraciones de los isstemas de aspersión; pero en los cultivos, como frutales,se busca también colocar uno o dos emisorespor árbol, de manera que estos abarquen la mayor parte de la extensión del área radicular de los árboles. Por lo general,se utilizan sistemas fijos,para los cuales AMANCO ofrece su propia línea de microaspersores MF,así como otros de las fábricas más prestigiosas del mundo. En la figura 4.4 siguiente,se muestran ejemplos de sistemasde riego por microaspersión.


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DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA CAPÍTULO DISEÑO 4:

FIGURA 4.4: SISTEMA DE RIEGO PORASPERSIÓN AMANCO

d) Riego por goteo El riego por goteo consiste en llevar el agua a la zona radicular de lasplantaspor medio de emisoresllamadosgoteros que,como su nombre lo indica,entregan el agua gota a gota;y precisamente con ellos, los volúmenesde entrega son muy bajos, en los rangos de 0,3 a 16 litros por hora. Para esta modalidad hay varios tipos de equipo, como lascintas de goteo, que son tubos con goteros espaciados según se requiera. Sus paredesson muy delgadas, por lo que también su precio es menor; sin embargo,su vida útil es muy limitada y no alcanzamás de dos a tres temporadas de uso. Existen también manguerasmás rígidas,con goteros integrados y separados según se requiera;con los respectivos cuidados,pueden llegar a tener vidas útiles de hasta diez años.AMANCO fabrica la manguera Amancodrip, con un diámetro de 16 mm,a la cual se le integran goteros de 2,2 y 4,2 litros por hora,ya sean sencillos o autocompensados, y con diferentes espaciamientos,que varían entre 0,33 y 1,75 metros. Además, suministraSegoteros individuales de ,y diferent es dotaciones, que se pueden insertar en mangueras de riego AMANCO según se requiera. llamangoteros debotón pueden entregar caudales de 1,2,3,4,6,12 ó 16 litros por hora,dependiendo de lascondicionesdel cultivo y del terreno o tipo de invernadero. Asimismo,como componente esencial de los sistemasde microaspersión y goteo,AMANCO pone a disposición del agricultor la tubería Polirriego,fabricada con polietileno de baja densidad (LDPE) en diámetros de 16,20 y 25 mm, capaz de soportar una presión de trabajo de 3,5 kg/cm2 (50 psi). FIGURA 4.5: SISTEMA DE RIEGO PORGOTEO AMANCO

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CAPÍTULO DISEÑO 4: DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA e) Otras opciones de riego por aspersión Otra versión de riego por aspersión tecnológicamente más avanzada la constituyen las máquinas de riego, estructuras de metal que sostienen una tubería de polietileno con aspersores. Estas tuberías están acopladas a una bomba accionada por un motor,que a la vez mueve la máquina avanzando a lo largo o a la redonda delcampo por irrigar,con líneasde avance lateral y pivotes centrales. Otro tipo de máquina, el cañón viajero, cuenta con un tambor en el que se arrolla una manguerade polietileno, conectada en un extremo a un as persor tipo cañón y en el otro a una bomba. Cuando se inicia el riego, la manguera se desenrolla y se lleva el aspersor a un extremo del campo por irrigar; conforme se va irrigando, el motor acciona el tambor para que la manguera se vaya rebobinando,con lo cual se produce el avance del cañón a lo largo del terreno. En la figura siguiente se muestran ejemplos de estos sistemas, los cuales pueden ser suplidos con tuberías y mangueras de polietileno AMANCO. FIGURA 4.6: OTROS SISTEMAS DE RIEGO PORASPERSIÓN


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4.2 COMPONENTES ESENCIALES DE LOS SISTEMAS DE RIEGO Los sistemas de riego en general están compuestos por cinco componentes básicos: Fuente de energía Puede ser una bomba o un acueducto que utiliza la fuerza de gravedad para generar energía (presión); el agua se obtiene de diferentes fuentes,como ríos,lagos,canaleso pozos,acordes con la demanda del sistema de riegoque se está planeando. Sistema de filtrado Es el corazón de un sistema de riego,sobre todo en los sistemasde riego por goteo y microaspersión;en ellos,se debe contemplar que el máximo tamaño de las partículas que pasen por él no sea mayor que una décima parte del diámetro del emisor para el cual se está colocando el sistema de filtrado. A su vez,este sistema debe contemplar un sistema de limpieza, pues su obstrucción reduce considerablemente la presión disponible. Esta limpieza puede realizarse en una forma manual o automática. Tubería principal Conduce el agua desde la toma hasta las válvulas de control de riego, para lo cual seutiliza la tubería de PVC descrita en este manual,en diámetros de 12 a600 mm (1/2 a 24”). Tuberíassecundarias Son todas lastuberíasque van aguasabajo de las válvulasde control,tanto las llamadas divisoras o manifolds como las lateralesen las que se colocan los emisores. Al igual que en la tubería principal,en estas se utiliza la tubería de PVC descrita en este manual. Válvulas de control y protección Se emplean paradeelellas contson: rol de los sistemas de riego, los sistemas hidráulicos en general y los sistemas de bombeo. Algunas - Válvula de compuerta, de mariposa o de globo de operación manual, eléctrica o hidráulica, cuya función es permitir la correcta operación del sistema de bombeo,tanto en el encendido comoen el apagado - Válvula de retención,que se utiliza como protección del sistema de bombeo y tuberías, en el caso de que ocurra un retroflujo por un corte abrupto de la energía en la bomba - Válvula de alivio,la cual se coloca para proteger las tuberías en el caso de que se presente una sobrepresión en el sistema - Válvulasde evacuación e ingreso de aire, de doble propósito con las cualesel aire puede entrar en caso de vaciados súbitos de la tubería, para evitar que esta se colapse - Válvulasde control de parcela,para la operación de apertura,cierre y regulación de presión a la entrada de las parcelas. Si se utilizan válvulas de compuerta, estas deben funcionar completamente abiertas o completamente cerradas; no se pueden usar para regulación de flujo, porque no están diseñadas para tal función; por el contrario,las válvulas de globo o válvulas hidráulicas sí están diseñadas para regulación de presión y flujo, por lo que lo recomendable es emplear este tipo de válvulas para asegurar una presión preestablecida constante en la operación de aguasdebajo de la válvula.

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4.3 SISTEMAS DE SUBDRENAJE a) Diseño hidráulico de Drenaflex AMANCO cuenta con una novedosa tubería corrugada de PVC para el drenaje de suelos:Drenaflex. Drenaflex es el elemento clave para rescatar y mejorar suelos de poca permeabilidad, o para controlar niveles freáticos muy altos, para estabilizar y controlar la presión hidrostática en obrasciviles, etc.Drenaflex tiene una gran aplicación en campos deportivos y recreativos, en drenaje de suelos para cultivos,drenaje de muros ycimientos, autopistas,carreteras,parqueos,etc. FIGURA4.7: TUBERÍA DRENAFLEX

a)Cort et ransversalDRENAFLEX

b)Rollode50 met rosDRENAFLEX

El procedimiento para determinar el diámetro interno de la tubería Drenaflex es el siguiente: • Determinamos la intensidad de lluvia (i) en mm/día • Determinamos el factor de permeabilidad (R) del terreno,según la tabla 4.3. • Determinamos las hectáreas(A) de cada dren,teniendo en cuenta su espaciamiento y su longitud. (El procedimiento para calcular el espaciamiento se detalla másadelante.) • Usando estos resultados,calculamos el caudal de diseño (Q) en litros por segundo,mediante la ecuación: Q = 0,13 i R A

Ecuación 4.3

• De las condiciones topográficas del terreno,determinamos la pendiente (S) para el dren,en porcentaje. • Con los datos anteriores de Qy S,determinamos el diámetro de Drenaflex requerido,mediante el ábaco de la figura 4.8.


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CAPÍTULO DISEÑO 4: DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA TABLA 4.3: FACTORDE PERMEABILIDAD DELTERRENO,R

Fuente:USDA

En la tabla 4.4 siguiente,se detallan las principales características de las tuberías Drenaflex. TABLA 4.4: DIMENSIONES DE A L TUBERÍA DRENAFLEX

Fuente:USDA

La figura 4.8 presenta el ábaco paradeterminar la dimensión de las tuberías Drenaflex, el cual es muy útil para seleccionar apropiadamente la tubería. FIGURA 4.8: ÁBACO PARADETERMINAR LA DIMENSIÓN DE TUB ERÍAS DRENAFLEX

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DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA CAPÍTULO DISEÑO 4: Ejemplo 7: Calcular el diámetro requerido para drenar un área de 40 m de ancho por 100 m de largo.La intensidad de lluvia es de 100 mm/día. El terreno se utiliza para cultivo y tiene una permeabilidad mediana. El dren debe colocarse con un gradiente del 0,5%. Solución: Para el cálculo del caudal,empleamos la ecuación 4.3. Los datos del caso son los siguientes: i = 100 mm/día;R = 0,80,de la tabla 4.3; A = 0,40 ha; por lo tanto, Q = 0,13 (100) (0,8 0) (0,40) = 4,16 l/ s Utilizando el ábaco de la figura 4.8,marcamos en el eje de las ordenadas el valor de 0,5% de la pendiente del dren; trazamos una líneahorizontal hasta intersectar la líneade 115 mm de diámetro;luego dibujamos una líneavertical hasta intersectar el eje de las abscisas y leemos el valor de Q máximo. En este caso, encontramos que Q máximo es 5,5 l/s, el cual satisface nuestros requerimientos. Con la curva de elementos hidráulicos de la figura 3.4,encontramos que la altura del líquido en el dren será del 65%. b) Espaciamiento entre drenes Para calcular la separación entre drenes,tal como semuestra en la figura 4.9,se utiliza la fórmula de Hooghoudt siguiente: Ecuación 4.4 donde: L f1 K Kf2 D d

= = = = =

h t f s

= = = =

espaciamiento entre drenes (m) coeficiente de permeabilidad del estrato de suelo arriba del dren (m /d) coeficiente de permeabilidad del estrato de suelo bajo del dren (m /d) distancia entre el dren y el estrato impermeable m) ( factor de espaciamiento (m).Espesor equivalente delestrato del suelo permeablebajo el eje del dren. En la tabla 4.4,se dan losvaloresded en función de L y D. altura del nivel freático permisible en relación con el dren (m) profundidad del dren (m) profundidad permisible del nivel freático (m) precipitación máximaque debe evacuarse (m /d)


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DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA CAPÍTULO DISEÑO 4: FIGURA 4.9: ESPACIAMIENTO ENTR E DRENES

TABLA 4.4: FACTORDE ESPACIAMIENTO ENTREDRENES, d

Fuente:USDA

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DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA CAPÍTULO DISEÑO 4: Dado qued está en función de L y D,debemos utilizar el procedimiento por tanteos con un valor asumido de L. Con el D conocido por trabajo de campo, obtenemos el valor parad. Con el valor ded seleccionado de la tabla 4.4, hacemos las sustituciones correspondientes en la ecuación 4.4 y encontramosL. Este valor de L obtenido por la ecuación se chequea con el asumido; si no coincide,se debe realizar un nuevo cálculo con otro valor deL asumido y su correspondiented. Si hay coincidencia,tenemos ya definida la separación entre drenes,lo cual finalmente nos servirá para calcular el área A( ) que contribuye a esa tubería. Ejemplo 8: Calcular el espaciamiento para el siguiente caso: Kf1 = 0,38 m/día;Kf2 = 1,48 m/día;D = 2,5 m;h = 0,5 m;s = 0,007 m/día Primer tanteo:suponemos L= 45 m;de acuerdo con la tabla 3.10 d = 1,99 m.Luego calculamos L.

El espacio estimado fue muy grande,por lo cual debemos efectuar un segundo tanteo. Suponemos L = 41 m, y de acuerdo con la at bla 4.4 tenemos que d= 1,94 m.Recalculamos L con este factord y encontramos L= 41 m (aproximadamente). La tabla 4.5contiene los valores recomendados por AMANCO para la instalación de tuberíasde drenaje Drenaflex. TABLA 4.5: RECOMENDACIONESARA P LA INSTALACIÓN DE DRENAFLEX

Fuente:AMANCO


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CAPÍTULO DISEÑO 4: DE TUBOSISTEMAS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA c) Patrones de composición de sistemas de drenaje Drenaflex esun sistema completo que le permite diseñar sus sistemas de la manera másconveniente para cada caso, gracias a su línea de accesorios (codos, yees, reducciones, tapones, terminales, etc.). En la figura 4.10, se presentan patrones de composiciónpara sistemasde drenaje con el sistema Drenaflex.

FIGURA 4.10: PATRONESDE COMPOSICIÓN DE SISTEMAS DE DRENAJE

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Manualtécnico

Capítulo 5

DISEÑO DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS

DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5: La instalación de tuberías para la canalización de cables de energía,señales y telecomunicacionestiene como fin proteger los cables contra posibles daños causados por agentes externos,tanto en viviendasy edificaciones como en infraestructura para urbanizaciones o proyectos institucionales. Por tal razón, AMANCO ha desarrollado una amplia línea de productos para aplicacioneseléctricas y telefónicas, los cuales cumplen los más altos estándares de calidad. 5.1 INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y TE LEFÓNICAS EN EDIFICACIONES a) Uso oculto en edificaciones AMANCO cuenta con un sistema completo Conduflex y conduit liviano para instalaciones eléctricas y telefónicas de residencias y edificios,con sus accesorios (curvas,uniones,conectores,cajas rectangulares,cuadradas, octogonales,etc.).Este sistema se ha desarrollado para aplicaciones donde las tuberías no están expuestas al medio, es decir,quedan ocultas entre paredes,cielos,entrepisos,etc. Por las características propias del PVC, nuestras tuberías Conduflex y conduit liviano no generan ni producen llama.No están sujetas a la acción galvánica ni electrolítica, por lo que se constituyen en aislantes perfectos,aun en presencia de metales. Por la impermeabilidad de las tuberías, es totalmente imposible la absorción de agua a través de sus paredes. Las uniones de Conduflex se realizan por medio de accesorios de tipo clip, los cualespueden cementarse si se requiere hermetismo en la junta.Las uniones con cemento solvente del conduit son totalmente herméticas,lo cual garantiza que los sistemasestarán libres de humedad y de filtraciones. En la figura 5.1 se muestran nuestros tubosistemas eléctricos. FIGURA 5.1: TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS

a- Conduflex

b- Conduit

Las tuberías y accesorios Conduflex se fabrican en 12, 18 y 25 mm; asimismo, el tubosistema conduit liviano comprende tuberías y accesorios desde 12 hasta 50 mm. En las tablas 5.1.a y b, se presenta el número máximo de conductores que pueden introducirse en las tuberías conduit AMANCO.


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CAPÍTULODISEÑO 5: DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS TABLA 5.1.a: NÚMERO MÁXIMO DE CONDUCTOR ES EN TUBERÍA CONDUFLEX

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DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5: TABLA 5.1.a: NÚMERO MÁXIMO DE CONDUCTORESEN TUBERÍA CONDUFLE X (continuación)

* Clases H RH,RHW,y RWH-2 sin orro f


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DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5: TABLA 5.1.b: NÚMERO MÁXIMO DE CONDUCTORES EN TUBERÍAS CONDUIT Y CONDUIT SCH40 (Norma UL651)

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DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5: TABLA 5.1.b: NÚMERO MÁXIMO DE CONDUCTORESEN TUBERÍAS CONDUIT Y CONDUIT SCH40 (continuación)

* Clases H RH,RHW,y RWH-2 sin orro f

En aquellas situaciones en que existan diferentes calibres de conductores dentro de un mismo tubo conduit de PVC, deberá sumarse el área de sección transversal de esos conductores, para calcular el tamaño del conduit requerido. Las tablas 5.2, 5.3 y 5.4 contienen las dimensiones de los conductores, así como factores de combinación y porcentajes del área de tubo,que simplifican el cálculo.


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CAPÍTULODISEÑO 5: DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS TABLA 5.2: ÁREA DE SECCIÓNTRANSVE RSAL DE CONDU CTORES

TABLA 5.3: COMBINACIÓN DE CONDUCTORES (% de sección utilizable del tubo)

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DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5:

TABLA 5.4: PORCENTAJES DE ÁREA DE TUBO

Las tablas 5.5 y 5.6 especifican las dimensiones de Conduflex y conduit. TABLA 5.5: DIMENSIONESDE TUBERÍA CONDUFLE X

TABLA 5.6: DIMENSIONESDE TUBERÍA CONDUIT

La tubería conduit se fabrica en largos estándaresde 3,00 m.


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DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5: La curvasde conduit cuentan con las dimensiones descritas en la tabla siguiente. TABLA 5.7: DIMENSIONESDE CURVASCONDUIT

b) Uso expuest o en edificaciones AMANCO ofrece también conduit SCH40 para servicio pesado, con certificado deUnderwriters Laboratories , para aplicacionesen que los productos deban instalarse expuestos al medio. Este sistema cuenta con tuberías y accesorios producidos a partir de tubería PVC SCH40 desde 12 mm (1/2”) hasta 50 mm (2”),con sus respectivas curvas acampanadasen sus dos extremos en ángulos de 22,5° , 45°y 90°,yoffsetsen 2x45°y 2x22,5°. En la figura 5.2 se muestran los diversos componentes de este tubosistema;y en las tablas 5.8 y 5.9 se presentan las especificaciones de las tuberías conduit SCH40,curvas offsets y ,respectivamente. FIGURA 5.2: COMPONENTESDE TUBOSISTEMA CONDUIT SCH40

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DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5: TABLA 5.8: DIMENSIONESDE TUBERÍA CONDUIT SCH40

La tubería conduit SCH 40 se fabrica en largos estándares de 3,00 m; y las curvas y offsets poseen las dimensiones descritas en la tabla siguiente: TABLA 5.9: DIMENSIONESDE CURVAS YOFFSETS CONDUIT SCH40 RADIO CORTO


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DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5: 5.2 TUBERÍA PARA INFRAESTRUCTURA EN TELECOMUNICACIONES Y ELECTRIFICACIÓN SUBTERRÁNEA AMANCO ha desarrollado productos especialespara su utilización en el sector de energía y telecomunicaciones,los cualestienen el objetivo de facilitar y hacer mássegura y rápida la construcción de las obras de infraestructura. a) Ducto El ducto es una tubería fabricada de PVC y ampliamente utilizada en canalizaciones subterráneas para sistemas de electricidad y telefonía. Cuenta con todas las característicaspropias del PVC, por lo que es muy apropiado para ese tipo de obras. La materia prima cumple la norma ASTM D1784,clase 12454,y las tuberías se fabrican de acuerdo con las normas ASTM D2241 y F512. El ducto se fabrica en diámetros nominalesde 38,50,75 y 100 mm. b) Subducto El subducto es una tubería fabricada en polietileno de alta densidad (HDPE) mediante el proceso de extrusión, y se ha utilizado ampliamente en la construcción de sistemassubterráneosde fibra óptica. La materia prima es polietileno virgen de alta densidad (HDPE) sin ningún porcentaje de materia reproces ada, según los requerimientos de ASTM D1248,y según ASTM D2122 en cuanto a diámetros y espesores. 1/4”) y El subducto se fabrica en diámetros nominales de 30 mm (1 40 mm (1 1/2”) y se suministra en rollos con longitudes variables, dependiendo de las necesidades del cliente. Se adapta fácilmente a las

condiciones constructivas y evita la construcción de conexioneso registros innecesarios. Por su alta resistencia al impacto,provee una gran seguridad contra golpes o punzadas.Además,por su flexibilidad se adapta fácilmente a los cambios en el trazado vert ical y horizontal, y se comport a de forma excelente ante asentamientos del terreno y durante movimientos sísmicos. c) Ductoflex El Ductoflex es un tubo corrugado flexible, fabricado en PVC mediante el proceso de extrusión.Se ha utilizado en forma amplia y satisfactoria en sistemas de energía y telecomunicación, vía cable o fibra óptica. El corrugado de lapared le confiere una alta rigidez,difícilmente alcanzable en otras condiciones, por lo cual es muy resistente al impacto y a la deformación. El Ductoflex se fabrica en diámetros nominales de 50 (2”), 80 (3”) y 115 (4”) mm,y se suministra en rollos de 50 m o a conveniencia del cliente. Asimismo, se parámetros fabrica en dos clases: (PS) livianoy resistencia y extrafuerte.La tabla de 5.10ambas muestra los de rigidez al impacto clases.

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DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5: TABLA 5.10: CARACTERÍSTICAS DEL DUCTOFLE X

d) Multiducto Para efecto de facilitar la labor y aumentar la protección sobre los cables en instalacionessubterráneas, tanto eléctricas como telefónicas,AMANCO ofrece el nuevo Multiducto, el cual es producto de la combinación de tuberías de subducto en HDPE dentro de Ductoflex. El Multiducto se fabrica en tuberíasde 115 mm Ductoflex;con 2,3 y hasta 4 tuberías de subducto de HDPE. En la figura 5.3 se presenta el Multiducto AMANCO. FIGURA 5.3: MULTIDUCTO AMANCO

d) Ducto TDP pared estructurada El ducto telefónico y eléctrico corrugado de pared estructurada es una combinación de las tecnologías más avanzadas en la fabricación de tubería de PVC, con los diseños de ingeniería,unidos en un ducto que aprovecha al máximo los materiales para obtener óptimos resultados en la construcción de canalizaciones subterráneas, al menor costo posible y con lasmismasgarantíasde funcionamiento y seguridad de otros productos tradicionales. Sus principales ventajas son: • Pared interna lisa,para facilitar el cableado • Flexible para ajustarse al trazado de la canalización y salvar obstáculos • Liviana,para facilitar la manipulación en obra y en almacén •• Más Junta rápida con empaque garantiza el hermetismo económica,en comparacde iónhule,que con productos similares


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DE TUBOSISTEMAS ELÉCTRICOS CAPÍTULODISEÑO 5: En la figura 5.4 y en la tabla 5.11, se presentan las características principalesdel ducto TPD de pared estructurada. FIGURA 5.4: DUCTOTPD DE PARED ESTRUCTURADA

TABLA 5.11: CARACTERÍSTICAS PR INCIPALE S DUCTO TPDDE PARED ESTRUCTURADA

El ducto TPD se produce en longitudes de 6,00 metros.

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Manualtécnico

Capítulo 6

COMPORTAMIENTO Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TUBERÍAS

Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TUBERÍAS CAPÍTULOCOMPORTAMIENTO 6: DISEÑO ESTRUCTURAL DE TUBERÍAS PLÁSTICAS Las tuberíasplásticasderivan de su propia flexibilidad la capacidad de soportar lascargasde relleno.La tubería tiende a experimentar una deflexión como consecuencia de las cargas de relleno y, de ese modo,desarrolla un soporte pasivo del suelo a cada lado de la tubería.Al mismo tiempo, la deformación anular libera a la tubería de la mayor porción de la carga vertical del suelo,la cual es soportada por el suelo circundante a través de un mecanismo de acción de arco sobre la tubería. Las tuberías enterradas pueden también ser sujetas de las cargas vivas que provienen de diversas fuentes,tales como carreteras y ferrocarriles. El efecto de la carga viva es muy importante, sobre todo a bajas profundidades de enterramiento;por el contrario,conforme aumenta la profundidad,disminuye su influencia sobre la tubería. El cálculo de deformación de lastuberíasflexibles se basa en las teoríasde Marstony Spangler,y mediante la ecuación de Iowa modificada (ecuaciones 6.1a y b) se puede determinar la deformación máxima en términos de porcentaje respecto al diámetro exterior. Ecuación 6.1a

Ecuación 6.1b donde: DL K P

= factor de retardo de deflexión (DL= 1,0) = constante de encamado (ver figura 6.1 y tabla 6.1) = prisma de carga (presión del suelo)= w H/ 10000 ,kg/cm2

w H W' E

= = = =

E' SDR PS

3 peso tabla del 6.2)tubo,m alturadel de suelo,kg/m relleno sobre(ver la corona carga viva,kg/cm2 (ver tabla 6.3) módulo de elasticidad del material de la tubería,kg/cm2 ( E = 28 150 kg/cm2 para PVC 1120) = módulo de reacción del suelo, kg/cm2 (ver tabla 6.4) = razón dimensional estándar = rigidez de la tubería,kg/cm2 (ver tabla 6.5)

FIGURA 6.1: ÁNGULO DE ENCAMADO,ø


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Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TUBERÍAS CAPÍTULOCOMPORTAMIENTO 6: TABLA 6.1: VALORES DE LA CONSTANTE DEENCAMADO,K

TABLA 6.2: PESO DE DIFERENTESTIPOS DE SUE LO, w

TABLA 6.3: CARGASVIVAS SOBRE TUBERÍAS DE PVC,W'

1 Simula un camión de 20 ton + impacto / 2 Simula una carga deferrocarrilde 27 272 kg/m + impacto 3 Doble tren de aterrizaje de 81 818 kg + impacto / * Influencia despreciable de la carga viva

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Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TUBERÍAS CAPÍTULOCOMPORTAMIENTO 6: TABLA 6.4: MÓDULO DE R EACCIÓN DEL SUELO, E' (para deflexión inicial de tubería flexible)

a Designación ASTM D 2487,Designación USBRE-3 b LL = Límite líquido


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Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TUBERÍAS CAPÍTULOCOMPORTAMIENTO 6: La tabla siguiente presenta los valores de rigidez de tubería PS según el SDR, para utilizarlos en las ecuaciones 6.1 a y b. 2 (400 000 psi) TABLA 6.5: RIGIDEZ DE TUBERÍAS DE PVC PARED SÓLIDA (PS), E mín = 28 150 kg/cm

La tubería Novafort tiene una rigidez PS de 3,22 kg/cm2 (46 psi),equivalente a tubería de pared sólida SDR35. Por su 2 (10 psi). parte,Novaloc tiene una rigidez de 0,7 kg/cm Para tuberíasperfiladasde gran diámetro,el valor de PS se puede obtener mediante la fórmula: Ecuación 6.2 En la figura 6.2 se observa la conceptualización de la rigidez de la tuberíaPS. FIGURA 6.2: CONCEPTO DERIGIDEZ DETUBERÍA PS

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Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TUBERÍAS CAPÍTULOCOMPORTAMIENTO 6: donde: PS F L ∆Y E I

= = = = = =

rigidez de la tubería (kg/cm2,psi) fuerza aplicada (kg/cm lineal,lb/pulg lineal) longitud de la muestra de tubo, (cm,pulg) deflexión vertical (cm,pulg) módulo de elasticidad = 28 150 kg/cm2= 400 000 psi momento de inercia de la pared de la tubería por unidad de longitud (cm4/cm lineal, pulg4/p ulg lineal)

r = radio medio de la tubería (cm,pulgadas) El momento de inerciaI de la pared de la tubería puede calcularse matemáticamente de la siguiente manera: Tubo pared sólida Con el centro de gravedad en el punto medio de la pared del tubo: Ecuación 6.3 donde: e = espesor de pared Tubo pared estructurada El cálculo esligeramente máscomplejo y,para su determinación,debemos utilizar la teoría de losejes paralelos mediante la fórmula: Ecuación 6.4 donde: I’xi Ai di

= momento de inercia del área (i),mm4 = área (i),mm2 = distanciadel eje neutro X-X al centro de gravedad del área (y)

En la figura 6.3,se presentan los parámetros que deben utilizarse para el cálculo de la inercia de la pared según la ecuación 6.4. FIGURA 6.3: SECCIONES TÍPI CAS DE PARED ESTRUCTURADA


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Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TUBERÍAS CAPÍTULOCOMPORTAMIENTO 6: Las tuberías plásticaspueden deformarse hasta un 30% sin sufrir daños estructurales;sin embargo,es usual aplicar un factor de seguridad FS=4 para evitar cualquier falla.De este modo,la máxima deformación permisible a largo plazo es de 7,5% con respecto al diámetro exterior de la tubería. Asimismo,se recomienda que ladeformación inicial no sea mayor del 5,0%. Ejemplo 8: Calcular la deflexiónmáxima a largo plazo en la tubería empleada en el ejemplo 3,sabiendo que se colocaráa una profundidad de 1,2 m sobre la corona del tubo y que estará sujeta a una carga viva H-20. El material de relleno de la zanja esarcilla inorgánica de baja plasticidad,con menos del 25%de grano grueso,y se compactará moderadamente hasta alcanzar un valor aproximado al70% de densidad relativa. Solución: El factor DL se considera igual a 1,0.Asimismo,se tomará un valor de K de 0,1. La carga viva W’ que debe soportar el 2,de acuerdo con a tubo será de 0,19 kg/cm2,según la tabla 6.3.La rigidez PS del tubo SDR26 esde 8,05 kg/cm l tabla 6.5. El material de relleno es del tipo CL,el cual,bajo un grado de compactación como el descrito,alcanzará un módulo 2 (tabla 6.2). de reacción E’ de 28 kg/cm2.El peso de este suelo es de 2000 kg/cm El peso P del prisma de carga se determina de la siguiente manera: 2 P = wH/10000 = 2000(1,2)/ 10000 = 0,24 kg/cm

donde: t w= peso específico del suelo sobre elubo H= altura de relleno desde la corona del tubo a la superficie Con lo anterior,sustituyendo esos valores en la ecuación 6.1b,tenemos:

En la tabla A.3 del anexo A,se presentan al s deflexiones máximaspara lasdiferentes tuberíasque fabrica AMANCO; en ella podemos comprobar que,para tubería SDR 26 y para una profundidad de 1,20 m,la deflexión máxima es 1,52%,lo cual coincide plenamente con el cálculo anterior.

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Manualtécnico

Capítulo 7

INSTALACIÓN DE TUBERÍAS PLÁSTICAS

CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS Este capítulo contiene recomendaciones genera les para la instalación de tuberías plásticas, tanto en sistemas por presión como por gravedad y en pozosde visita,las cualespermitirán que estos funcionen en forma adecuada. De esta manera,se evitarán los daños y problemasproducidos por instalaciones defectuosas. Se incluyen en forma separada procesos de instalación y recomendaciones para tuberías de PVC en aplicaciones por presión y por gravedad, con el fin de ajustarse a los distintos esfuerzos producidos en las tuberíasen cada caso, así como a las diferencias en el diseño de los productos. 7.1 INSTALACIÓN DE TUBERÍA PVC PAR A PRESIÓN a) Característicasde la zanja Ancho de la zanja Los factores que determinan el ancho de la excavación son los siguientes: - Tipo de suelo (estable o inestable) - Profundidad de la instalación - Diámetro de la tubería El ancho mínimo de la zanja debe ser suficiente para proveer el espacio adecuado para acoplar las tuberíasdentro de la zanja,si fuera requerido,así como para colocar y compactar el material del relleno lateral.Si el acoplamiento de los tubos se realiza fuera de la exca vación,el ancho de la zanja puede ser menor. En general,es recomendable que la zanja tenga un ancho mínimo por lo menos de 30 cm más el diámetro exterior del tubo,para permitir una adecuada compactación del material de relleno,como se muestra en la figura 7.1. FIGURA 7.1: ANCHO MÍNIMO DE ZANJA

Profundidad de la zanja La profundidad de la zanja está principalmente regida por los códigos o normas de construcción de cada región o país. En términos generales, la profundidad mínima de instalación debe proteger a la tubería de los efectos de la carga viva,y del congelamiento en aquellos lugaresen que se den temperaturasmuy bajas;asimismo,la profundidad máxima se establecede tal manera que no sedificulten las labores de mantenimiento y reparación ni la conexión de nuevos servicios. En la tabla 7.1,se muestran lasdimensiones recomendablesde profundidad y ancho de zanja para la instalac ión de tuberíasplásticaspor presión.


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DE TUBERÍAS PLÁSTICAS CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: TABLA 7.1: PROFUNDIDAD Y ANCHOSDE ZANJA RECOMENDADOS

* Para efectos de operación y mantenimiento.

En ocasiones especiales, las tuberías deben colocarse a profundidades menores o mayores del mínimo o máximo establecidos,respectivamente. En esos casos, se deben tomar las precauciones necesarias para que no se produzcan daños por el efecto de la carga vivao por el peso del relleno. En zonas rurales, o en aquellas donde no se vaya a presentar tránsito de vehículos pesados, puede aplicarse una profundidad mínima de 0,45 m para las tuberías de agua potable,tal como se indicó en la tabla anterior. Si por alguna circunstancia no esposible cumplir los valores mínimos de profundidad recomendados, se deberá encamisar la tubería plástica con un tubo metálico, o bien,se podrá proteger con un encajede concreto que alcance una resistencia a la compresión (f’c) no menor de 180 kg/cm2 a los 28 días. Preparación del ondo f de la zanja El fondo de la zanja debe construirse para proveer un apoyo firme, estable y uniforme a todo lo largo de la instalación.Debe preversadecuados e unacuna,tal para alojarsecada una de campanas acoplamiento y soporte como muestra en las la figura 7.2. de la tubería,con el propósito de lograr un FIGURA 7.2: PREPARACIÓN DE FONDO DE ZANJ A

Tuberíasmenores de 100 mm (4”) que se instalen a poca profundidad (menos de 90 cm) y en oznas donde no exista tránsito vehicular, no requieren de lascunaspara las campanas. Cualquier sobreexcavación que se produzca deberá rellenarse y compactarse a nivel del fondo de zanja, para garantizar un soporte firme a la tubería. Si el material del fondo de la excavación no es adecuado (arcillas expansivas, material orgánico, lodo, etc.), debe sustitui rse con material de buena calidad. Los escombros y piedras angulosas de gran tamaño deben removerse de la zanja,para asegurarse colchón un de suelo a todo alrededor de la tubería yoaccesorios. En caso de presencia de agua en la zanja, esta deberá drenarse mediante bombas o cualquier otro medio aceptable,hasta que la tubería se haya instalado y el rellenohaya alcanzado una altura suficiente para impedir la flotación de la tubería.

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DE TUBERÍAS PLÁSTICAS CAPÍTULOINSTALACIÓN 7:

b) Instalación de la tubería Tendido de los tubos Para mayor facilidad en la instalación,se recomienda que al s campanasse coloquen en sentido contrario al flujo del agua, como se indica en la figura 7.3,aun cuando el sentido del flujo no afecta el funcionamiento ni el hermetismo de la tubería. FIGURA 7.3: COLOCACIÓN DETUBERÍAS

Antes de colocar cada tubo, es conveniente revisar su interior, a fin de eliminar cualquier objeto que pudiera ocasionar obstrucción en el conducto. Acoplamiento de los tubos Para diámetros hasta de 375 mm, no se requieren herramientas especiales, pues el acoplamiento se puede efectuar manualmente,o bien,utilizando un taco de madera y una barra para hacer palanca,tal como se muestra en la figura 7.4. FIGURA 7.4: ACOPLEDE TUBERÍAS

Para el acople de t uberías mayores de 450 mm, es recomendable usar un t ecle de una tonelada de capacidad y fajasde lona;no deben emplearse cadenas de acero, porque pueden dañar la tubería. Para lograr una fácil inserción del tubo en la campana,debe utilizarse siempre lubricante AMANCO. Nunca deben usarse grasas extraídasdel petróleo, ya que pueden dañar losempaquesde hule. Siempre que sea posible,los tubos y conexiones deben acoplarse fuera de la zanja.


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CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS Rendimientos de instalación En la tabla 7.2 se detallan los rendimientos promedio de tendido de tubería,sin interrupciones, de tubería de PVC. Estos rendimientos pueden incrementarse considerablemente si se cuenta con personal calificado. TABLA 7.2: RENDIMIENTOS EN INSTALACIÓN DE TUBERÍA PVC*

*Noincluyelaboresderellenoycompactacióndezanja.

Fuente:AMANCO

c) Anclajes Los cambios de dirección en el trazado vertical y horizontal en las tuberías bajo presión, provocan esfuerzos adicionalesque deben ser absorbidos por bloques de anclaje. De ese modo, las curvas, tees, reducciones, tapones y tramos de gran inclinación, deben anclarse por medio de bloques de concreto,para impedir su desplazamiento por la acción del empuje,lo cual podría ocasionar el desacople de las uniones con empaque de hule y la rotura de campanas a causa de esfuerzos flexionantes. Además, las válvulasdeben apoyarse sobre bloques de concreto para que su peso no sea soportado por la tubería. Es importante señalar que los anclajes deben colocarse siempre,aunque la tubería sea de campana con empaquede hule o cementada,ya quelos esfuerzosse presentarán independientemente del tipo de tubería utilizada. La función del anclaje es trasladar al terreno esos esfuerzos,para evitar la falla de las tuberías y de los accesorios. La fuerza de empuje que se produce en las tuberías ante los cambios en el alineamiento,se calcula mediante la siguiente ecuación: Ecuación 7.1 donde:

R S P α

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= = = =

fuerza de empuje,kg área interior del tubo,cm2 presión en la tubería,kg/cm2 ángulo de deflexión,grados


CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS De esta manera, podemos calcular el área de apoyo necesaria del bloque de anclaje con elterreno para trasladar la fuerza de empuje,mediante la siguiente ecuación: Ecuación 7.2 donde: A T

= superficie de apoyo,cm2 = esfuerzo admisible en el terreno,kg/cm2

En la tabla 7.3se indican valores promedio de esfuerzos admisibles del suelo,los cuales pueden usarse cuando el empuje se ejerce en sentido vertical. Para empuje horizontal,el esfuerzo admisible del et rreno esaproximadamente la mitad de la resistencia en sentido vertical. TABLA 7.3: ESFUERZOS ADMISIBLES EN ELTERRENO,T

Fuente:Manual de hidráulica,Azevedo Neto

La tabla 7.4 contiene las dimensiones mínimas de los ancla jes, calculadas para una presión de 14 kg/cm2 (200 psi) y 2. En la figura 7.5, se muestran los detalles de anclajes para un esfuerzo admisible en el terreno de Th = 1 kg/cm típicos para los casos mencionados. TABLA 7.4: DIMENSIONESDE ANCLAJES


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DE TUBERÍAS PLÁSTICAS CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: FIGURA 7.5: ANCLAJES TÍPICOS

d) Relleno de la zanja El relleno de la zanja debe realizarse luego de colocar la tubería,tan pronto como sea posible.De esta manera,se disminuye el riesgo de que la tubería sufra algún daño. Igualmente,se evita que la zanja se inunde y se malogre el material de encamado,y que se desestabilicen los taludes. Por otra parte,al rellenar la zanja evitamos que los transeúntes puedan tener cualquier accidente. Relleno en zona de protección del tubo Las tuberías de PVC deben instalarse con un encamado apropiado, que provea un apoyo longitudinal uniforme debajo de la deo relleno colocarse los lados la tubería,con el fin de lograr un soporte adecuado entubería.El la zona de amaterial costillado relleno debe lateral,tal como bajo se indica en lade figura 7.6. El relleno inicial debe alcanzar por lo menos de 15 a30 cm sobre la corona del tubo,para protegerlo del impacto y la vibración durante el relleno final si se utiliza equipo mecánico,según se observa en la figura siguiente. FIGURA 7.6: RELLENO ZONA DE PROTECCIÓN DELTUBO

El material de relleno debe colocarse en capas no mayores de 20 cm para lograr una compactación uniforme,y debe alcanzarse una compactación del 95% de proctor estándar. El material de relleno debe seleccionarse y colocarse con cuidado para no dañar la tubería.Se debe eliminar cualquier piedra con tamaño mayor de 38 mm de diámetro,así como escombros o cualquier material con aristas vivas o filosas.

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CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS Relleno final Luego de colocar ycompactar el material en lazona de protección del tubo,se debe continuar rellenando hasta el nivel de rasante,procurando que el material de relleno on tenga piedrasgrandeso escombros que dificulten la labor de compactación. Deberá alcanzarse por lo menos el 90% de proctor estándar en zonas con tránsito vehicular.En áreas verdes o zonas donde no transitan vehículos,el relleno puede efectuarse con volteo manual. La figura 7.7 muestra el detalle de relleno final de la zanja. FIGURA 7.7: RELLENO FINAL

La superficieque final deberá de restrepa aurars e manteniendo las mismas caracterís ticasexdel pavimento original. muy importante el material ración quede debidamente ligado al material istente, para evitar que enEs épocas de lluvia el tránsito vehicular provoque la exudación de finos hacia lasuperficie,ya que se generarásocavación de la estructura de la carretera y una posible falla del pavimento. e) Prueba de presión El propósito de la prueba de presión es comprobar que no hay fugas de agua en la líneao red y que el acoplamiento de los tubos se realizó en forma correcta. Equipo necesario Para efectuar la prueba,se requiere de una bomba hidráulica manual o de motor,equipada con un manómetro de capacidad apropiada,válvula de retención y tubería flexible,para acoplar la bomba a la tubería que se probará,como se muestra en la figura 7.8.


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DE TUBERÍAS PLÁSTICAS CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: FIGURA 7.8: EQUIPO PARA PRUEBA DE PRESIÓN

Preparación de la prueba Antes de realizar la prueba hidráulica,deben verificarse los siguientes aspectos: 1.Los anclajes deben estar construidos por lo menos tres días antes de la prueba. 2.La tubería debe estar correctamente apoyada,y el relleno de la zanja debe ser parcial,compactado a una altura mínima de 30 cm sobre la corona del tubo,para mantener la tubería en posición y evitar que la presión del agua la levante.Todas lasjuntas deben quedar visibles para comprobar su hermetismo. 3.Para tubería cementada,la prueba debe efectuarse por lo menos 24 horasdespués de realizada la última junta. 4.Las válvulas de aire deben estar colocadas en los puntos adecuados. 5.Los extremos del tramo por probar deben estar debidamente anclados,ya que en esos puntos el empuje esmayor. Purga de aire en la tubería Al llenar de aguauna tubería vacía, una parte del aire que la ocupa puede quedar trapada. a Este aire,por su gran compresibilidad,puede ocasionar serios daños aunque la presión de prueba sea baja. Por ello,el aire debe eliminarse mediante válvulascolocadasen los puntos más altos del tramo por probar. El llenado de la tubería debe hacerse lentamente. Después de eliminar todo el aire,se procede acerrar el suministro de agua y seaplica la presión de prueba. Procedimiento La prueba debe realizarse desde el punto más bajo del tramo por probar. Consta de dos etapas: 1.Llenado de la tubería con agua amuy baja presión (máximo 1 kg/cm2) y baja velocidad (máxima 0, 6 m/s),lo cual tiene por objeto eliminar lentamente el aire del sistema y detectar lasposibles fugas gravesen la instalación. 2.Aumento de la presión hasta 1,5 veces la presión de diseño de la tubería,pero no menor que 15 psi ni superior a la presión de trabajo de la clase de la tubería.La presión debe medirse en el punto más bajo posible. Durante los 15minutos siguientes a la obtención de la presión de prueba,es posible observar una disminución en la lectura del manómetro, debido a la elasticidad de lostubos plásticos y al acomodamiento de los empaquesde hule.

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CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS Una vez estabilizada la presión, es recomendable esperar unos quince minutos para volver al valor deseado,el cual debe mantenerse por lo menos una hora continua. Si no existen fugas y hay disminuciónen la presión,debe verificarse que el manómetro esté en buen estado y que no haya fallas en la bomba o en la válvula de retención. Para tubería CPVC,se debe realizar al prueba a una presión de 10,5 kg/cm2 (150 psi) durante 2 horas. e) Lavado y desinfección de la tubería Todas lastuberíasde agua potable deben lavarse y desinfectarse antes de ponerlas en servicio,para evitar cualquier riesgo de contaminación. Para el lavado de la tubería,se recomienda inyectar agua por un extremo,a una velocidad no menor de 0,8m/s,y dejar abierto el extremo opuesto para remover y desalojar las posibles materias extrañas. La desinfección puede realizarse de diversas maneras; una de las más sencillas y económicas es hacer circular una solución de 50 mg/l de hipoclorito de sodio en agua.Por ningún motivo debe colocarse sodio o hipoclorito de calcio secosdentro de la tubería,ya que esto puede ocasionar una explosión al lenarse l el conducto con agua. f) Instalación de tubería aérea En algunos casos,la tubería no puede colocarse de forma que quede soportada por una superficie continua,tal como como ocurre en ni stalaciones industriales y edificios,o pasos de río,en los que la ut bería sólo está apoyada en algunos puntos. En estos casos, la tubería trabaja como una viga continua y todo el peso, incluyendo el peso propio y el agua,se concentra en los puntos de apoyo. Por ello, los soportes deben diseñarse de manera que no provoquen concentraciones de esfuerzos que puedan dañar la tubería,y colocarse de modo que las deflexiones sean mínimas, tanto por estética como por la estabilidad de la tubería. El soporte consiste en una abrazadera dise permitir axial de la tubería, y debe tener un ancho mínimo de 5cm, tal como se mues trañada en lapara figura 7.9.Si elel deslizamiento soporte es metálico o de algún otro materi al que pueda dañar al tubo plástico,debe colocarse una cinta de protección para evitar el roceentre la abrazadera y el tubo. FIGURA 7.9: SOPORTE DE TUBERÍAS PLÁSTICAS


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CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS La tubería no debe soportar el peso de las válvulas; estas deben fijarse independientemente, para que los esfuerzos no se transmitan a la tubería. En la tabla 7.5,se indica la distancia máxima entre soportes recomendada por AMANCO para instalaciones aéreas en posición horizontal, en líneasde conducción de fluidos a temperaturasmenoresde 23 ºC. TABLA 7.5: DISTANCIA MÁXIMA ENTRE SOPORTES (centímetros)

* Para temperaturas mayoresde 23 ºC consultar con el Departamento Técnico de AMANCO ** Tuberías CPVC a 82 ºC (180 ºF) Fuente:UNI-BELL

La tubería vertical debe anclarse debidamente para que su peso no sea sostenido por la tubería horizontal,con el fin de evitar esfuerzos srcinados por momentos flexionantes y de torsión que pueden provocar severos daños a la tubería accesorios. En. tramos verticales, se recomienda una distanciaentre soportes 50% mayor que la utilizadayena los líneas horizontales

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7.2 INSTALACIÓN DE TUBERÍA PVC POR GRAVEDAD a) Característicasde la zanja Las zanjas deben excavarse de manera que se asegure que las paredes permanezcan estables bajo cualquier condición de trabajo.Debe tenerse en cuenta que,por lo general,las excavaciones para colocar tuberíaspara sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial tienen mayores dimensiones que las de tuberías de agua por presión, principalmente en lo referente aprofundidad. Debe abrirse únicamente la longitud de zanja que pueda mantenerse bajo condicionessegurasy estables. El relleno de la zanja debe realizarse luego de colocar la tubería tan pronto como sea posible. De esta manera,se disminuye el riesgo de que la tubería sufra algún daño. Asimismo,se evita que la zanja se inunde y se dañe el material de encamado,y que se desestabilicen los taludes.Por otra parte,al rellenar la zanja evitamosque los transeúntes puedan tener cualquier accidente. Dado que,por lo general,las tuberías para sistemas por gravedad tienen diámetros mayores que los de las tuberías de presión y la instalación se efectúa a mayoresprofundidades y anchos de zanja,se describirán más detalladamente los pasos recomendados para su instalación y para relleno de la zanja. En la figura 7.10, se indican lasdiferentes zonasque componen la sección transversal de la zanja,las cualesdeben ser bien identificadas durante el proceso de relleno con el fin de obtener los grados de compactación requeridos. Forma de la zanja Dependiendo de la estabilidad del suelo y de la profundidad a la que deba colocarse la tubería, las zanjas podrán hacerse con las configuraciones transversales que se muestran en la figura 7.11. En profundidades mayores de 2,00 m y en suelos inestables, granulares o arenosos, AMANCO recomienda dar protección adicional a lasparedes, tal como seobserva en la figura 7.12, y disponer de una escalera para salida de emergencia cada 5,00 m. Ancho mínimo de zanja De acuerdo con las recomendaciones de la norma ASTM D2321 Instalación de tuberías termoplásticas para alcantarillado y otras aplicaciones por gravedad ,el ancho mínimo de zanja debe ajustarse a lo indicado en la tabla 7.6. Fundación En aquellos casos en que el terreno sea muy inestable y no pueda proporcionar un apoyo adecuado a la tubería,se debe excavar una profundidad adicional y luego rellenar con algún material de fundación apropiado. Encamado El encamado se requiere principalmente para dejar el fondo de la zanja a nivel. El material debe colocarse para proveer un apoyo longitudinal uniforme y adecuado bajo la tubería. Por lo general, es suficiente una capa compactada de 100 a 150 mm. El material debe cumplir lo señalado en el Sistema de clasificación unificado de suelos(ASTM D2487).


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DE TUBERÍAS PLÁSTICAS CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: FIGURA 7.10: SECCIÓN TRANSVE RSAL TÍPICA DE ZANJA

En lugares que tengan material nativode grano fino y en condicionesdonde pueda ocurrir migración del material de la pared de la excavación,debe construirse una zanja ancha o utilizar material bien graduado,para eliminar los vacíos.

FIGURA 7.11: TIPOSDE ZANJA EG S ÚN ESTABILIDAD DE PARED Y PROFUNDIDAD DE EXCAVACIÓN

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CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS FIGURA 7.12: PROTECCIÓN DE PAREDES DE ZANJ A

TABLA 7.6: ANCHOS MÍNIMOS DE ZANJA

Fuente:ASTM

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DE TUBERÍAS PLÁSTICAS CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: b) Colocación de tubería Deben seguirse las mismas recomendaciones indicadas en el apartado 7.1b de este capítulo. c) Relleno de la zanja Relleno lateral El factor más importante que afecta el comportamiento de la tubería y su deflexión,es el tipo y la densidad del material empleado en el relleno lateral (acostillado). El material debe colocarse en la parte inferior del costado del tubo, y compactarse hasta obtener el módulo de reacción E’ considerado en el diseño.Si se ha utilizado material granular en el encamado,puede emplearse también para el relleno lateral,teniendo en cuenta la posible migración de suelo nativo. El relleno lateral se lleva hasta la línea media de la ut bería. En la figura 7.13a,se muestran pisones de cabeza angosta,muy útiles para lograr un buen acomodo y compactación del material a loslados del tubo.En la figura 7.13b se observa un pisón de cabeza plana usado para compactar entre las paredes de la zanja y la tubería. FIGURA 7.13: HERRAMIENTAS PARA COMPACTACIÓN MANUAL

a- Pisón de cabeza angosta para compactar el material de relleno en la zona inferior del tubo

b- Pisón de cabeza plana para compactar el material de relleno entre la tubería y las paredes de la zanja,así como para el relleno inicial

Relleno inicial Esta es la porción del encaje de la tubería que se inicia en la línea media y se extiende cierta distancia sobre la corona del tubo,tratando de dejar una cobertura entre 15 y 30 cm.Dado que el soporte lateral que se obtiene por encima de lalínea media es muy poco o nulo,se puede usar el mismo suelo nativo,a criterio del ingeniero de la obra. Para el caso de tuberíasinstaladasbajo pavimentos flexibles a profundidades menores de un metro,se debe alcanzar un mínimo del 95%de la densidad proctor estándar desde el fondo de la zanja hasta la subrasante,para evitar daños en la carretera producidos por la consolidación del material. En la zona de relleno inicial,se emplea también el pisón de cabeza plana mostrado en la figura 7.13b. Relleno final El material utilizado en la operación de llenado final no necesita ser tan cuidadosamente seleccionado como en los casos anteriores.Sin embargo,deben excluirse rocaso escombros que puedan dañar la tubería. Bajo superficies de rodamiento,espaldones,parqueos,etc.,el relleno final debe realizarse mediante el uso de equipo mecánico de compactación.En campo abierto,jardines o espaldones amplios,el relleno se puede hacer por volteo, dejando que la densidad del material sea alcanzada por simple consolidación en el tiempo. En la figura 7.14,se presenta el equipo mecánico recomendado para el relleno de la zanja.

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CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS FIGURA 7.14: EQUIPO MECÁNICO PARARELLENO DE ZANJA Plancha vibratoria Es útil para compactar material granular (piedra quebrada o are na),pero solo deberá usarse para el relleno final. No se recomienda su empleo en las zonas de relleno lateral ni inicial,ya que podría causar daño a la tubería. Puede utilizarse también para la compactación delencamado.

Compactadora

Solo deberá usarse para el relleno final.No se recomienda su uso en las zonas de relleno lateral ni inicial, ya que podría causar daño a la tubería. Puede utilizarse también para la compactación del encamado.

Rodillos

Los rodillos son recomendados para compactar el material de relleno,principalmente en zanjas con anchosmayoresde 1,50 m,así como en zanjas profundas o de gran longitud; pero solo deberán utilizarse en la zona de relleno final, a partir de un metro de recubrimiento,para no dañar la tubería.


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7.3 SISTEMAS DE UNIÓN DE TUBERÍAS PVC DE AMANCO AMANCO fabrica tuberías con dos diferentes sistemas de unión: • Unión cementada • Unión con empaque de hule a) Unión cementada Este tipo de unión se utiliza principalmente en tuberías de diámetros menores de 75 mm,por su seguridad,facilidad y rapidez de ejecución.Sin embargo,también se emplea en tuberíasde diámetros mayoresen instalaciones aéreasde edificios e industrias. La tabla 7.7 detalla el rendimiento esperado del limpiador y del cemento. En la tabla 7.8, se indican los pasos por seguir para realizar correctamente una junta cementada. TABLA 7.7: RENDIMIENTO DE LIMPIADORY CEMENTO

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CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS

TABLA 7.8: PRÁCTICA RE COMENDADAPARA JUNTAS CEMENTADAS NE TUBERÍAS DE AMANCO


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DE TUBERÍAS PLÁSTICAS CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: Otro aspecto muy importante en lastuberíascon junta cementada esel tiempo de secado,para garantizar una fusión completa.En la tabla 7.9,se indican los tiempos mínimos recomendados para el secado de las juntas en PVC. TABLA 7.9: TIEMPO MÍNIMO DE SECADO DE JUNTASCEMENTADASPVC(horas)

El tiempo de secado para tuberías de CPVC se detalla en la tabla siguiente. TABLA 7.10: TIEMPO MÍNIMO DE SECADO DE JUNTASCEMENTADASCPVC (horas)

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CAPÍTULOINSTALACIÓN 7: DE TUBERÍAS PLÁSTICAS

b) Unión con empaque de hule Esta unión es del tipo dejunta automática,es decir,aquella en que la unión se realiza mediante un simple enchufe de la espiga o extremo liso de un tubo en la campana del otro. El hermetismo de la junta se logra mediante un anillo de hule colocado dentro de la campana. La junta automática consiste en un empaque de hule fabricado mediante el proceso de inyección y reforzado con un anillo de acero,colocado en planta mediante un proceso de fijación en caliente. Este empaque queda completamente integrado y fijo en la tubería,con lo cual no existe riesgo de su pérdida o mala colocación al instalar la tubería en campo.Con ello,se evitan instalaciones defectuosas y costosas reparaciones. Esta junta se utiliza tanto en tuberíaspara presión como en alcantarillado. En la figura 7.15,se muestra la junta automática. FIGURA 7.15: UNIÓN CON EMPAQUE EN TUBERÍAS DE AMANCO

En la tabla 7.11,se indica el procedimiento recomendado para realizar el acople de tuberías con la junta automática,y en la tabla 7.12 se especifica el rendimiento del lubricante AMANCO recomendado para esta junta. TABLA 7.12: RENDIMIENTO DELUBRICANTEAMANCO


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Capítulo 7 INSTALACIÓN DE TUBERÍAS PLASTICAS TABLA 7.11: GUÍA PARA REALIZAR JUNTASCON EMPAQUE EN TUBERÍAS DE AMAN CO

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Manualtécnico

Capítulo 8

INSTALACIÓN DE POZOS DE VISITA

DE POZOS DE VISITA CAPÍTULO INSTALACIÓN 8: Este capítulo contiene recomendaciones generales para la instalación de pozos de visita de polietileno de AMANCO. 8.1 PROCEDIMIENTO DE NST I ALACIÓN a) Preparación del pozo 1.Deben realizarse los cortes en la base del pozo,tanto para lastuberíasde entrada como para lasde salida. La base tiene una guíasen alto relieve para perforación de las entradas,según el diámetro y posición,así como una extensión conlo los diferentescortarse diámetros salida previstos;por tanto,deberá en el de punto del tamaño apropiado.

2. Una vez realizados los cortes, deberán colocarse los empaques para las entradas de tuberías, según los diámetros de diseño.

3. El tubo de salida se conecta directamente sobre la prevista de la base.Si el tubo de salida es Novafort, se debe colocar una adaptador de transición.

4. Para verificar que todos los elementos del pozo se ajustan apropiadamente, se recomienda preensamblar el conjunto fuera de la zanja.


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CAPÍTULO INSTALACIÓN 8: DE POZOS DE VISITA

b) Excavación 5.La excavación debe tener un mínimo de 1,60 m y profundizar por lo menos 10 cm por debajo del nivel de la tubería. 1,60 m

H=variable

Cama de apo yo

c) Secciones típicas de excavación 6. La configuración de la zanja debe realizarse en forma acorde con las condiciones de estabilidad de la pared y material del suelo,y de la profundidad de instalación,tal como se muestra en la figura 8.1. FIGURA 8.1: SECCIONESTÍPICAS DEEXCAVACIÓN

a.Terreno estable

b.Terreno inestable

d) Preparación de cama de apoyo

c.Zanja profunda

7.Se coloca una capa de 10 cm de espesor de material selecto,y se compacta a un mínimo de 90% proctor estándar.

Cama de apo yo

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DE POZOS DE VISITA CAPÍTULO INSTALACIÓN 8: e) Montaje de base del pozo 8. Se introduce la base a la excavación y se acopla con los tubos de entrada.Se debe verificar que estos hayan quedado debidamente colocados,para garantizar el hermetismo y la pendiente de diseño. También debe revisarse que la base esté bien nivelada. El piso tiene un gradiente apropiado para facilitar el flujo.

Base del pozo

f ) Conexión del tubo de salida 9.Se inserta el tubo de salida. Se verifica que el empaque se encuentre debidamente colocado y que el tubo haya penetrado lo necesario para lograr el sello hermético.

g) Relleno inicial

Tubo de salida

10.Se rellena con material selecto o nativo de buena calidad (ASTM D2487) todo el espacio entre el exterior del pozo y la pared de la zanja.Debe alcanzarse un mínimo de 90% de proctor estándar.Este relleno debe llevarse hasta el nivel de corona del tubo de salida.

no inicial


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DE POZOS DE VISITA CAPÍTULO INSTALACIÓN 8: h) Montaje de anillo elevador 11.Se aplica un cordón de silicón en el contorno superior de la base del pozo,para evitar filtraciones.

i) Relleno lateral 12.Se coloca el anillo elevador y se verifica que quede debidamente sentado en todo su perímetro.Debe revisarse que la pieza estéaplomada,para mantener la verticalidad y garantizar la estabilidad del pozo.

Anillo elevador

13.Se continúa con el relleno lateral,tal como sedescribió en el punto 10,hasta la mitad de laaltura del anillo elevador. Se repite este paso si se requiere colocar varios anillos elevadores.

Rellenolateral

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DE POZOS DE VISITA CAPÍTULO INSTALACIÓN 8: j) Montaje cono superior 14.Se aplica un cordón de silicón en el contorno superior del anillo elevador,para evitar filtraciones.

15.Se coloca el cono superiory se verifica que quede debidamente sentado en todo su perímetro.Se revisa que la pieza estéaplomada,para mantener la verticalidad y garantizar la estabilidad del pozo.

Cono superi or

k) Relleno final 16.Se rellena, según se describe en el punto 10, llegando hasta 5 cm por debajo de la entrada del pozo, o hasta la altura de subrasante en caso de instalación sujeta a cargas vivas. H-20

5 cm no superior


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DE POZOS DE VISITA CAPÍTULO INSTALACIÓN 8: l) Acabado de la superficie 17.Cuando el pozo se instala en zonascon tránsito de vehículos, deberá colocarse una losa de 20 cm de espesor y 1,60 m de diámetro de concreto con una resistencia mínimac =f´ 210 kg/cm2 (3000 psi) a los 28días, tal como se observa en la figura 8.2. FIGURA 8.2: ACABADO DE SUPERFICIE EN ZONAS ON C TRÁNSITO VEHICULAR Pavimento restaurado

Aro y tapa metálica para tráficoH-20

10 cm 20 cm

A criterio del ingeniero de proyecto,podrá usarse acelerante de fraguado para el oc ncreto y colocar refuerzo de caero estructural en la losa de concreto. En la figura 8.3, se muestra la recomendación de instalación para aquellos casos en que el pozo se instale en zonasque no están sujetas altránsito vehicular, en zonasverdes o en áreaspeatonales. Bastará colocar la tapadera plástica de polietileno,con un sobreborde de 5 cm. FIGURA 8.3: ACABADO DE SUPERFICIE EN ZONAS SIN TRÁNSITO VEHICUL AR Tapadera PE 5 cm

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DE POZOS DE VISITA CAPÍTULO INSTALACIÓN 8: 8.2 ANCLAJE ANTIFLOTACIÓN En condiciones donde el nivel freático es muy alto, deberán tomarse las previsionespara evitar la flotación de la estructura del pozo. Para balancear el empuje vertical,podrá colocarse un anillo de concreto en la base del pozo,sujetado con 10 pernos de acero inoxidable.El anillo de concreto soportará el peso del relleno sobre este,y junto con su peso contrarrestará el empuje de flotación,tal como se aprecia en la figura siguiente. FIGURA 8.4: CONTROL DEFLOTACIÓN DEL POZO

Nivel ico

Empuje

Para profundidades hasta de 3,00 m,podrá emplearse un anillo de concreto de 20 cm (8”) de espesor y 38 cm (15”) de ancho,como mínimo. Este anillo deberá colarse monolíticamente con la base de polietileno fuera de la zanja, e insertarse una vezque hayaalcanzado la resistencia mínima para ser movilizado y para soportar lascargasde relleno. 8.3 POZOS CON CAÍDA Para ajustarse a los niveles topográficos y de diseño,en algunos casos la altura de la tubería de entrada al pozo no coincide con la altura de fondo, por lo que debe realizarse la caída con tubería y accesorios con el fin de dar continuidad al flujo,tal como se muestra en la figura siguiente.Pueden utilizarse anillos elevadores de 60 cm con caras planas,para facilitar la instalación. FIGURA 8.5: POZO CON CAÍDA


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Manualtécnico

Capítulo 9

INSTALACIÓN DE TANQUES DE POLIETILENO

CAPÍTULO INST 9: ALACIÓN DE TANQUESDE POLIETILENO Este capítulo contiene recomendaciones genera les para la instalación de tanques de polietileno de AMANCO,en sus versiones de depósito para agua potable y de tanque séptico con capacidad nominal de 1200 litros. 9.1 DEPÓSITO PAR A AGUA POT ABLE a) Selección del sitio 1.Debe seleccionarse un suelo o piso firme y plano para la ubicación del depósito.Puede colocarse en azoteas,sobre suelo,elevado o enterrado. FIGURA 9.1: OPCIONES PARA INST ALACIÓN DE DEPÓSITO DE GUA A AMANCO

a) Azotea

b) Elevado

c) Superficial

d) Enterrado

En la figura 9.2,se muestra el esquema del depósito de agua y sus conexiones. FIGURA 9.2: DEPÓSITO DE AGUA AMANCO

Componentes del kit 1234567-

1 adaptador macho de 3/4” 1 reductor bushing liso 3/4”x 1/2” 3 niples de 1/2”x1,25” 2 adaptadoresmachos de 1/2” 1 válvula checkde bronce de 1/2” 1 tee de 1/2” 1 codo a 90º de 1/2”

8adaptador hembra de 1/2” 9- 11 válvula de flote de 1/2” 10- 1 tapón macho de 3/4”

10

8 3 7

3 5 3 4

3

1 2

4

6


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CAPÍTULO INST 9: ALACIÓN DE TANQUESDE POLIETILENO En instalaciones sobre azoteas o elevadas,deberá verificarse que la estructura tenga capacidad para soportar el peso total del tanque másel líquido. En instalaciones sobre el suelo, se debe evitar su colocación sobre taludes verticales cerca de la casa o en taludes inestables. El talud debe estar protegido o tener un ángulo tal que garantice su estabilidad. En instalaciones enterradas, se deben evitar terrenos con niveles freáticos altos o pantanosos, así como suelos con arcillas expansivas. b) Conexiones 2.Prepare el kit de instalación y revise que todos los elementos es encuentren en perfecto estado. 3.Perfore los agujeros para lastuberíasde entrada,salida ylimpieza,utilizando una broca sierra. 4.Coloque los adaptadores macho y hembra,en los agujeros que se perforaron. 5.Coloque la válvula de flote o boya. c) Mantenimiento y limpieza 6.En la salida de limpieza,coloque el tapón macho.Es recomendable instalar una válvula de compuer ta,con sus respectivos adaptadores d) Recomendaciones para instalación ent errada 7. El relleno lateral del tanque,una vez colocado en la excavación, debe realizarse por capas de 20 cm máximo de espesor,de preferencia con material selecto,como se muestra en la figura 9.3. FIGURA 9.3: RELLENO LATERAL

Nota:no se muestran las conexiones.

Se recomienda llenar con el agua ledepósito antes de efectuar el relleno,para evitar que se deforme durante la compactación del suelo. Tanto el encamado como el relleno lateral,deberán alcanzar una densidad proctor estándar de 90%.La losa superior de concreto sirve para proteger el depósito,pero no tiene capacidad para soportar el paso de vehículos; por lo tanto, deberá colocarse únicamente en zonas verdes o en áreas con tránsito peatonal. Para la instalación del depósito en otras condiciones, se recomienda comunicarse con el Departamento Técnico de AMANCO.

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ETILENO CAPÍTULO INST 9: ALACIÓN DE TANQUES DE POLI

9.2 TANQUE SÉPTICO En la figura 9.4,se muestra el esquema completo del tanque séptico y susaditamentos. 1

FIGURA9.4: TANQUESÉPTICOAMANCO 5 Componentes del kit 12345-

3 niples de 4”x 25 cm de PVC 3 empaques de 4” 2 tee de 4”PVC 1 niple de 4”x 35 cm PVC 1 tapón de 4”para registro de salida

2

2

3 3 1

4

2 1

a) Selección del sitio 1.Debe seleccionarse un suelo o piso firme y plano para la ubicación del tanque. 2.Se debe realizar una excavación de 2,00 m x 1,70 m,como mínimo, con una profundidad máxima de 1,50 m.

b) Ajuste de nivel 3.Ajuste el nivel del fondo de la excavación de modo que la tubería de entrada coincida con la prevista del tanque.

129


ETILENO CAPÍTULO INST 9: ALACIÓN DE TANQUES DE POLI

c) Conexiones 4.Coloque en el tanque el empaque de entrada.

5.Inserte el tubo biselado de entrada y coloque la tee y niple PVC.

6.De igual manera,proceda acolocar el empaque en los orificios de salida,y luego a instalar la tee,y los respectivos niples.

7.Es recomendable colocara la salida del tanque un tramo de tubería de PVC de 4”sin perforar. Después de ese punto,se debe proceder a colocar la tubería de drenaje en la longitud requerida,en personas servifunción das. del tipo de suelo y de las

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CAPÍTULO INST 9: ALACIÓN DE TANQUESDE POLIETILENO 8.Colocar el empaque en el agujero sobre la Tee de salida y luego insertar el tapón para registro.

9.Una vez instalado el tanque séptico,se procede a colocar la tubería de drenaje Drenasep, para obtener unaadecuada distribución del efluente en el campo de infiltración.

c) Relleno de excavación 10.Antes de efectuar el relleno de la excavación, llene con agua el tanque hasta el nivel de la boquilla de salida,para evitar que se deforme durante el proceso de compactación del relleno. El relleno deberá hacerse en capas de 20 cm,con material nativo de buena calidad o material selecto. Tanto el encamado como el relleno lateral,deberán alcanzar una densidad proctor estándar de 90%.La losa superior de concreto sirve para proteger el depósito,pero no tiene capacidad para soportar el paso de vehículos; por lo tanto,deberá colocarse únicamente en zonasverdeso en áreascon tránsito peatonal. d) Mantenimiento y limpieza 11.Para garantizar el adecuado funcionamiento de la fosaséptica,se recomienda realizar una inspección visual de su interior cada seis meses. Además,se debe limpiar por lo menos cada 12 meses para extraer los lodos,de manera que no se pierda la eficiencia del sistema.

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Manualtécnico

Capítulo 10

TRANSPORTE, MANIPULACIÓN Y ALMACENAMIENTO

TRANSPORTE,MANIPULACIÓN Y ALMAC ENAMIENTO CAPÍTULO 10:

10.1 TRANSPORTEY DESCARGA Esta operación debe realizarse procurando que no se dañen los materiales.Los tubos de PVC normalmente miden 6 m de longitud, pero pueden fabricarse en otras longitudes,previo acuerdo entre fabricante y comprador. La tubería se puede transportar en camiones abiertos o cerrados,por medio del ferrocarril o en contenedores; pero siempre debe colocarse sobre superficies planas,para evitar deformaciones o daños.Durante el transporte,no debe colocarse sobre la tubería ningún tipo de carga o material. En la tabla 10.1, se indica la cantidad máxima de tubería que puede transportarse en un camión de 6,0 m de largo. TABLA 10.1: CANTIDAD MÁXIMA DETUBERÍA DE PVC QUE PUEDE TRANSPORTAR UN CAMIÓN DE 6,0 m (20 PIES)

*Tubosde 4,00 m de longitud

Fuente:AMANCO

Con el objeto de aprovechar al máximo la capacidad del transporte,los tubos se pueden introducir unos dentro de otros,cuando sus diámetros lo permitan. La altura de la estiba dentro del camión no debe ser mayor de 2,50 metros.Los tubos deben colocarse alternando las campanasy las espigas,para lograr una mayor capacidad,un mejor acomodo y la estabilidad de la carga. Cuando se transporte a largas distancias, y sobre todo en tiempo de calor, la carga debe protegerse y dejar un espacio entre la cubierta y los tubos,para permitir la circulación del aire,y así evitar deformacionesocasionadas por el peso de los tubos y la temperatura existente. Las maniobras de carga y descarga deben efectuarse con sumo cuidado;los tubos no deben arrojarseal suelo,ni ser sometidos a peso excesivo o a golpes. A pesar de que la tubería plástica es muy liviana, se recomienda que por lo menos dos personas se encarguen de esas operaciones,tal como se muestra en la figura 10.1,y con ayuda de equipo mecánico si los tubos son de gran tamaño y mayor peso.


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TRANSPORTE, MANIPULACIÓN Y ALMAC ENAMIENTO CAPÍTULO 10: FIGURA 10.1: DESCARGA DETUBERÍA

a) Descarga manual

b) Descarga con equipo

En caso de cargas muy pesadas, lo aconsejable manejarlas con equipo mecánico, siempre que se utilicen elementos que no dañen lastuberías,tales como eslingas de nailon,y fajasde lona o de cuero.Nunca deben usarse cadenas de acero. 10.2 MANIPULACIÓN Al igual que durante la carga y descarga, la manipulación de las tuberías dentro de las bodegas o sitios de almacenamiento debe efectuarse con cuidado.No deben arrastrarse ni golpearse contra el suelo o con herramientas, para evitar dañarlas. Para el manejo de tuberías de diámetros grandeso para grupos de tuberías pequeñas, es recomendable que esta operación la realicen dos personas,o bien,utilizar equipo mecánico. 10.3 ALMACENAMIENTO El sitio escogido para el almacenamiento de la tubería debe tener una superficie niveladay plana,libre de piedras. La colocación de la tubería podrá hacerse según las siguientes opciones: a) Camasparalelas La primera capa debe apoyarse obre s piezas de madera separadascomo máximo 1,50 m,t al como se observa ne la figura 10.2. La altura de la pila o estiba no debe ser mayor de 2,00 m. Esta forma de almacenamiento es muy conveniente para lugarescon espacio reducido pero donde se requiere acomodar la mayor cantidad posible. FIGURA10.2: CAMAS PARALELAS

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CAPÍTULO 10: TRANSPORTE,MANIPULACIÓN Y ALMAC ENAMIENTO b) Pila piramidal Cuando setrate de poca cantidad de tubería,se puede utilizar la pila piramidal,la cual se muestra en la figura 10.3. FIGURA 10.3: PILA PIRAMIDAL

c) Pila rectangular cruzada Si se dispone de un amplio espacio y se requiere almacenar una gran cantidad de tubería,se puede emplear la pila rectangular cruzada que se muestra en la figura 10.4. FIGURA 10.4: PILA RECTANGULARCRUZADA

d) Almacenamiento a laintemperie Cuando los tubos vayan a estar expuestos al sol durante más de 30 días, deben almacenarse bajo techo.No deben cubrirse con lonas o polietileno,pues esto provoca un aumento de temperatura que puede causar deformaciones. Por ello,se recomienda un techado que permita una buena ventilación a la tubería,como se aprecia en la figura 10.5. FIGURA 10.5: ALMACENAMIENTO A LA INTEMPERIE


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Manualtécnico

Capítulo 11

GEOSINTÉTICOS

CAPÍTULO 11: GEOSINTÉTICOS El uso de los geosintéticos en América Latina ha tenido en los últimos años un gran incremento,como respuesta a una necesidad que cada vez se hace más crítica en los proyectos de ingeniería:la ejecución de obras civiles con una alta calidad técnica, buscando un equilibrio económico y disminuyendo el impacto ambiental con productos o sistemasque promuevan la protección al medio ambiente. Dentro de la denominación genérica de los geosintéticos se encuentran aquellos materiales de deformabilidad apreciable, fabricados a base de materiales sintéticos, que poseen cualidades suficientes para proporcionar una mejoría sustancial en una o varias propiedadesque se requieren enlas obrasde ingeniería y geotécnica. La familia de los geosintéticos incluye los siguientes productos: • Geotextiles (tejidos y no tejidos) • Geomallas (unidireccionales y bidireccionales) • Geodrenes • Bolsacretos • Geomembranas de polietileno y de PVC • Geoestructuras • Ecomatrix • Multimat 11.1 GEOTEXTILES El geotextil se define como un material textil plano,permeable,polimérico (sintético o natural),que puede ser tejido o no tejido y que se utiliza en contacto con el suelo (tierra, piedras, etc.) u otros materiales en ingeniería civil, para aplicaciones geotécnicas. Los geotextiles son sistemas de refuerzo,separación, filtración y drenaje parala construcción de vías de todo tipo, terraplenes,muros de contención,repavimentación,y para la protección de materiales laminares ocmo geomembranas. Existen dos tipos de geotextiles,según su forma de fabricación: Geotextilestejidos Son aquellos formados por hilos entrecruzados en una máquina de et jer. Geotextilesno tejidos Están formados por fibras o filamentos superpuestos en forma laminar,y esta estructura se consolida por distintos sistemas, según cual sea el método empleado para unir los filamentos o fibras. El geotextil debe tener la resistencia y rigidez necesarias para su propia colocación, así como la capacidad de deformación para compensar las tensiones aplicadas. En la figura 11.1 se muestran ol s diferentes tipos de geotextiles PAVCO de AMANCO. FIGURA 11.1: GEOTEXTILESPAVCO DE AMANCO

a) Tejido

b) No tejido


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CAPÍTULO 11: GEOSINTÉTICOS a) Funciones y campos de aplicación El uso de los geotextiles tejidos y los no tejidos, en los diferentes campos de aplicación,se define mediante las funciones que van a desempeñar.En la mayoría de las aplicaciones, el geotextil puede cumplir simultáneamente varias funciones,aunque siempre existirá una principal que determine la elección del tipo que deba utilizarse. Sus principales funciones son: Separación Consiste en separar dos capas de suelo de diferentes propiedades físicas (granulometría, densidad,capacidad,etc.), para evitar permanentemente la mezcla de material. Refuerzo En esta función,se aprovecha el comportamiento de tracción del geotextil para mejorar las propiedades mecánicas de una capa de suelo,con el fin de controlar los esfuerzos tangenciales,tanto en la fase de construcción como en la de servicio. Drenaje Consiste en la captación y conducción de fluidos y gases en el plano del geotextil. La efectividad del drenaje de un suelo dependerá de la capacidad de drenaje del geotextil empleado y del gradiente de laspresionesa lo largo del camino de evacuación del fluido. Para realizar satisfactoriamente el drenaje,el espesor debe ser suficiente al aumentar la tensión normal al plano de c onducción. Además, el geotextil debe impedir el lav ado o transporte de partículasfinas, las cuales, al depositarse en él,reducen su permeabilidad horizontal; también, debe garantizar el transporte de agua en su plano sin ocasionar grandespérdidas de presión. Filtro Esta función impide el paso de determinadaspartículasde suelo a través del geotextil,sin obstaculizar el paso de fluidos o gases. El tamaño de las partículaspor retener define el tamaño del poro del geotextil. En estructuras como embalses, diques, muros, etc., con sistema de drenaje en la base,el geotextil se utiliza como filtro en los tubos de drenaje a fin de evitar el taponamiento de los orificios de drenaje de esos tubos. Protección Previene o limita un posible deterioro de un sistema con geosintéticos. En embalses o rellenos sanitarios impermeabilizados con geosintéticos, este sistema se denomina pantalla impermeabilizantey está formado por el geotextil y la geomembrana. El geotextil no tejido protege a la geomembrana de perforaciones o roturas, al formar una barrera antipunzonante bajo la acción de la presión de la columna de agua o de los materiales que entran en contacto con la geomembrana, así como del paso del personal y maquinaria durante la construcción, mantenimiento,reparaciones,etc. Impermeabilización Esta función se consigue mediante la impregnación del geotextil con asfalto u otro material impermeabilizante sintético.

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CAPÍTULO 11: GEOSINTÉTICOS b) Ventajas La utilización correcta de geotextiles en obras de ingeniería tiene lassiguientes ventajas: • Impiden la contaminación de los materialesseleccionados con el suelo natural. • Permiten la construcción de vías sobre suelos blandos y saturados. • Actúan como filtro al impedir el arrastre de material durante el flujo del agua. • Incrementan la vida útil de los pavimentos. • Reducen el programa de mantenimiento de vías. • Retardan la propagación de grietas del pavimento antiguo en la superficie. • Posibilitan la construcción de taludes con pendientes más inclinadas. • Disminuyen el costo total del proyecto,en comparación con técnicas convencionales. • Contribuyen a disminuir la explotación de materialesno renovables. 11.2 GEOMALLAS Las geomallasson sistemas de refuerzo para la construcción de vías, muros de contención y terraplenes y para el refuerzo de suelos blandos. Existen dos tipos de geomallas AMANCO: las unidireccionales, fabricadas en polietileno de alta densidad, y las bidireccionales,fabricadas en polipropileno,tal como se muestran en la figura 11.2.

FIGURA 11.2: GEOMALLAS AMANCO

a) Unidireccional

b) Bidireccional


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GEOSINTÉTICOS CAPÍTULO 11: 11.3 GEODRENES El geodrén PAVCO de AMANCO es un geocompuesto que combina las excelentes propiedades hidráulicas de los geotextiles no tejidos y las de las georredes,para obtener un sistema prefabricado de drenaje. Existe también el geodrén con tubería de drenaje perforada, la cual se ensambla en la parte inferior del sistema,tal como se observa en la figura 11.3. FIGURA 11.3: GEODRÉN PAVCO DE AMANCO

El geodrén instalado en zanjas o trincheras permite captar y evacuar con alta eficiencia el agua subterránea contenida en todo tipo de suelos. a) Campos de aplicación Los geodrenes PAVCO de AMANCO se utilizan en: • Muros de contención en suelo reforzado • Terraplenes • Rellenos sanitarios • Campos deportivos • Vías urbanas y rurales • Presas y diques • Túneles • Sótanos y edificaciones b) Ventajas Sus principales ventajas son: • Tienen un alto rendimiento de instalación. • Los volúmenes de excavación son mínimos. • Disminuyen la explotación de materiales granulares no renovables,con lo cual seprotege al medio ambiente. • Facilitan construcciones de isstemasde drenaje en suelos saturados que no presenten estabilidad durante la excavación. • Poseen una mayor vida útil,ya que se les puede dar mantenimiento. • Representan la alternativa ideal para proyectos de difícil acceso o distantes de las fuentes de materiales. • Reducen drásticamente los volúmenesde excavación,transporte y disposición de materiales,comparados con los sistemas tradicionales.

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GEOSINTÉTICOS CAPÍTULO 11:

11.4 BOLSACRETOS Son sistemas flexibles y permeables que se rellenan con concreto o mortero, para conformar estructuras de protección de riberas,construcción de espolones,diques y rompeolas,entre otras. a) Campos de aplicación Se utilizan en: • Estabilidad de taludes • Reparaciones estructurales • Estructuras hidráulicas • Pilares de puentes • Murosde contención • Protección de riberas • Rompeolas • Diques • Enrocados • Canales b) Ventajas Sus principales ventajas son: • Son de fácil adaptación a superficies irregulares,ya que adquieren la forma del medio ambiente circundante. • Son resistentes al choque del agua en estructuras hidráulicas. • Reemplazan sistemas tradicionalesde protección con gaviones,muros de contención,enrocados naturales y bloques de concreto. • Pueden llenarse e instalarse bajo el agua. • Son fáciles de transportar y almacenar. 11.5 GEOMEMBRANAS Las geomembranas son láminas o membranas con muy baja permeabilidad que se utilizan como sistemas de impermeabilización. Las geomembranasAMANCO de polietileno de alta densidad (HDPE) se utilizan en obras como reservorios,canales, lagunas y rellenos asnitarios;y las de PVC, en cubierta de edificaciones, piscinas, tanques y en el sector agrícola. a) Campos de aplicación • Rellenos sanitarios • Recubiertos de canales y diques • Embalses • Lagunas de oxidación • Almacenamiento de agua potable • Recubrimiento de tanquesy depósitos • Estanques • Piscinas de lodos • Lagos • Túneles •• Piscicultura Control de suelos expansivos • Minería • Control de filtración en presas de tierra • Reparaciones estructurales


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GEOSINTÉTICOS CAPÍTULO 11: b) Ventajas Sus principales ventajas son: • Poseen muy baja permeabilidad,con valores de 10–11 a 10-12 cm/s. • Tienen alta durabilidad. • Son resistentes a la mayoría de líquidos peligrosos y de alta resistencia química • Son resistentes a la radiaciónultravioleta. • Son sistemas muy económicos,comparados con las soluciones tradicionales de impermeabilización. • Protegen el medio ambiente,como barreras para el control de infiltraciones de contaminantes en el subsuelo y en las fuentes de agua subterránea. 11.6 GEOESTRUCTURAS Son sistemas que trabajan como estructuras de contención o de confinamiento para protecciones costeras y protección de riberas. Las geoestructuras PAVCO de AMANCO se fabrican a partir de un geotextil tejido de alta resistencia para soportar los esfuerzos de llenado ylos causados por el impacto del agua en corrientes fuertes de ríos y oleaje del mar. Su función es contener el material de relleno,como arenao material dragado,que se utiliza para la estructura de protección. Las dimensiones de la geoestructura,así como las propiedadesmecánicas e hidráulicas del geotextil, se determinan según los requerimientos del proyecto,de acuerdo con un diseño específico para cada aplicación. a) Campos de aplicación • Protecciones costeras • Protecciones de riberas • Espolones • Rompeolas • Construcción de islas • Vías sobre humedales • Estructuras hidráulicas • Protección de pilaresde puentes • Rellenos confinados • Diques • Encauces de ríos • Almacenamiento de lodos y material contaminado b) Ventajas Sus principales ventajas son: • Se adaptan fácilmente a lascondiciones del terreno. • Permiten disminuir la explotación de materialesno renovables. • Poseen alta resistencia a la tensión,al rasgado y al punzonamiento. • Son de fácil instalación y lenado. • Pueden llenarse e instalarse bajo el agua. • Se diseñan según los requerimientos del proyecto. • Permiten utilizar para su llenado material del sitio y el material dragado. • Son sistemas muy económicos,comparados con las soluciones tradicionales. • Permiten almacenar lodos y materialescontaminados,con ol que se protege al medio ambiente.

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GEOSINTÉTICOS CAPÍTULO 11: 11.7 ECOMATRIX Es un sistema de control de erosión para proteger de taludes y terraplenes. El Ecomatrix es un manto de tejido abierto diseñado para retener en su lugar las semillas y el suelo orgánico,hasta que crezca la vegetación. Cumpliendo su función de retención, comienza el proceso de fotodegradación diferencial del Ecomatrix hasta degradarse en su totalidad,e integrarse al suelo circundante. Este sistema protege la superficie del suelo de la erosión producida por eventos naturales como la lluvia y el viento, y a la vez ofrece sombrío parcial y almacenamiento de humedad y calor para favorecer el desarrollo de la vegetación. a) Campos de aplicación • Restablecimiento de la vegetación de taludes • Terrenos inundables • Zanjas de drenaje • Canales • Fachada de muros de contención en suelo reforzado • Aplicación de bioingeniería b) Ventajas Sus principales ventajas son: • Protege la superficie del suelo contra la erosión superficial. • Favorece el crecimiento de la vegetación. • No absorbe agua y,en condiciones saturadas,mantiene una alta resistencia y estabilidad dimensional. • Puede almacenarse a la intemperie y no se descompone. • El procedimiento de instalación es fácil. No requiere mano de obra calificada ni herramientas o equipos especiales. • En el proceso de fotodegradación,los segmentos degradadosse incorporan al suelo y se vuelven parte de este. • Es un sistema muy económico. • El tamaño de la abertura provee estabilización a la superficie del suelo y,a la vez,protege las semillas y plantas en las fases tempranas,críticas para el crecimiento.


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CAPÍTULO 11: GEOSINTÉTICOS 11.8 MULTIMAT Son geomantos para el control de erosión, diseñados para proteger y favorecer el crecimiento de la vegetación en taludes propensos a la erosión. Son sistemas tridimensionales, compuestos por geomallas bidireccionales colocadasuna sobre otra,unidas por un hilo de polipropileno de color negro. La estructura tridimensional del Multimat protege la capa superficial del suelo y permite anclar las raíces de la vegetación colocada en el talud , con lo cual se logra una gran res istencia a la erosión provocada por la lluvia y el viento. Las geomallas que conforman la estructura tridimensional del Multimat están protegidas contra los rayos UV con la adición denegro de humoo de estabilizantes UV y color verde;de esta forma,Multimat resiste el efecto de los rayos UV sin pérdida de las características mecánicas. a) Campos de aplicación • Taludes • Terraplenes • Canales • Zanjas de drenaje • Márgenes de ríos y lagos • Muros de contención en suelo reforzado • Aplicaciones de bioingeniería b) Ventajas Sus principales ventajas son: • Protege la superficie del suelo contra la erosión superficial. • Provee confinamiento y refuerzo superficial del suelo. • Favorece el crecimiento de la vegetación. • Posee una estructura tridimensional con alta resistencia,que minimiza la deformación durante la colocación del suelo de cobertura,así como la elongación longitudinal cuando se utiliza en taludes altos y de gran inclinación. • El procedimiento de instalación es fácil. No requiere mano de obra calificada ni herramientas o equipos especiales. • Protege contra los rayos UV. • El tamaño de la abertura provee estabilización a la superficie del suelo y,a la vez,protege lassemillas y plantas de forma permanente.

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Manualtécnico

Capítulo 12

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS CAPÍTULO 12:

Una solución completa Nuestras plantas de tratamiento reducen la contaminación de las aguas residuales a niveles lo suficientemente bajos como para ser vertidas en ríos o quebradas, o usadas para riego, cumpliendo las normas sanitarias másestrictas. Son fáciles de operar, ocupan muy poco espacio y no requieren campos de drenaje.Nuestra oferta incluye asesoramiento durante el anteproyecto, diseño, trámite de permis os y visado de p lanos, construcción de las obras civiles, equipamiento,puesta en marcha, operación,mantenimiento,y servicio técnico especializado.

Tecnología de nuestro tiempo Para reducir la contaminación, aplicamos un proceso biológico completamente aeróbico, de uso común en países desarrollados, el cual propicia la reproducción de microorganismos que consumen oxígeno para biodegradar los desechos de forma natural. Este proceso es esencialmente el mismo que se produce en los ríos cuando tienen la capacidad de autodepurarse. En la planta de tratamiento, el proceso se lleva a cabo en forma intensiva y controlada. Para suministrar el oxígeno requerido, utilizamos sopladores y difusores de aire de reconocidasmarcas, fabricados específicame ntesépticos para elo,en tratamiento de aguas residuales. A diferencia de los tanques general,de los tratamient os anaeróbicos, nuestrasplantas no generan malos olores y no cont aminan los ríos,el suelo o los acuíferos subterráneos.

Innovación permanente Continuamente revisamos nuestras especificaciones y procedimientos constructivos,con el propósito de reducir los costos y los plazos de entrega y estar siempre actualizados con los estándares de calidad requeridos. Nuestros diseños se pueden adaptar fácilmente a la arquitectura de las áreas circundantes,para minimizar el impacto visual. Tenemos una amplia oferta de soluciones, desde plantas prefabricadas para residencias unifamiliares, hasta plantas para condominios,edificios de oficinas, centros comerciales, hoteles, desarrollos turísticos, fábricas, y urbanizaciones. Por su diseño modular,no hayclínicas, un límitehospitales superior para el tamaño de planta que podemos construir.


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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS CAPÍTULO 12:

Integridad y respaldo Cuando usted adquiere una de nuestras plantas de tratamiento, recibe el respaldo de la empresa que tiene la más extensa y valiosa experiencia en este campo. Se han realizado más de 200 proyectos en toda Centroamérica. Esa experiencia,y nuestra exigente política empresarial de integridad en el servicio al cliente, son valores agregados que solamente AMANCO puede ofrecerle.

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Manualtécnico

Capítulo 13

DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVCY SU REPARACIÓN

CAPÍTULO13: DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC Y SU REPARACIÓN 13.1 PRINCIPALES CAUSAS DE DAÑOS EN TUBERÍAS Es muy importante saber cuáles son las principales causas de daños en las tuberías, con el fin de evitar que se presenten en los nuevos istemas s que se construyan;pero también debemos conocer lasacciones correctivaspara su reparación. Las principales causas de falla en las tuberíasplásticas son las siguientes: • Diseño inadecuado • Tuberíasde mala calidad • Empleo de mano de obra no calificada • Falta de supervisión en la instalación • Mala operación • Falta de mantenimiento a) Diseño inadecuado Este tipo de problema puede inducir a la selección de una tubería de PVC con un espesor de pared insuficiente para soportar los esfuerzosproducidos,tanto por la presión hidrostática como por las cargas de relleno y las cargasvivas, lo cual lleva al material a un estado de carga indeseable que le puede producir su falla y su consiguiente ruptura. b) Tuberías de mala calidad El empleo de tuberías fabricadas sin controles de calidad, en las que no se puede garantizar la integridad del proceso de producción ni de la materia prima utilizada,es causa frecuente de daños, ya que las tuberíasno logran alcanzar los valores de resis tencia esperados y fall an al ser sometidas a los esfuerzos de diseño. c) Empleo de mano de obra no calificada Emplear personal que no ha sido entrenado en forma adecuada esun factor de riesgo que puede generar fallas en la instalación,las cualesllevarán,consecuentemente,a producir fugas en lastuberías.Este factor es también importante desde el mismo proceso de fabricación de las tuberías. d) Falta de supervisión en la instalación En los trabajos de colocación de tuberíasno basta tener mano de obra calificada.La supervisión siempre es necesaria para verificar y garantizar el cumplimiento de todas las recomendaciones y buenas prácticas de instalación. De esta manera, se evitan fallas que puedan ocasionar grandes gastos por concepto de reparación, así como contratiempos en el desarrollo de los proyectos. e) Mala operación Las malas prácticas de operación, como por ejemplo el cierre brusco de válvulas, pueden provocar sobrepresiones que pueden hacer fallar las tuberías al superarse su capacidad mecánica. f ) Falta de mantenimiento Las tuberías de PVC no requieren ningún tipo de mantenimiento especial.Sin embargo,es importante verificar que, con el tiempo,no se haya perdido la capa de material de relleno de la zanja, pues al disminur el recubrimiento,las tuberías podrían sufrir daños a causa de cargas vivas o golpes, o bien, por el efecto de la radiación solar si están completamente descubiertas. En la tabla 13.1,se presentan las diferentes causas y tipos de falla másfrecuentes en las tuberíasde PVC,así como las medidas preventivas. Asimismo,en las figuras 13.1 a 13.15 se ilustran los tipos de fallas descritos en esa tabla.


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DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC Y SU REPARACIÓN CAPÍTULO13: TABLA 13.1: PRINCIPALE S CAUSASDE DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC

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DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC Y SU REPARACIÓN CAPÍTULO13: TABLA 13.1: PRINCIPALES CAUSAS DE DAÑOS N E TUBERÍAS DE PVC (cont inuación)


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CAPÍTULO13: DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC Y SU REPARACIÓN

FIGURA 13.1: FALLA PORGOLPE DE ARIETE

FIGURA 13.2: FALLA POR AIRE EN LA TUBERÍA

FIGURA 13.3: FALLA POR FLEXIÓN

FIGURA 13.4: DAÑO PORFALTA O FALLA DEANCLAJES

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CAPÍTULO13: DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC Y SU REPARACIÓN FIGURA 13.5: DAÑO PORFALTA DE RELLENO O MALA COMPACTACIÓN

FIGURA 13.6: FALLA PORSOBREPRESIONES EN EL SISTEMA

FIGURA 13.7: DAÑOS OCASIONADOS POR OLPE G S EN LA TUBERÍA


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DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC Y SU REPARACIÓN CAPÍTULO13:

FIGURA 13.8: ANILLOS DE HULEMORDIDOS

FIGURA 13.9: FALLA POR EXCESIVA DEFLEXIÓN EN UNIONES

a

FIGURA 13.10: DAÑOS OCASIONADOS POR PIEDRAS EN LASZANJAS

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CAPÍTULO13: DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC Y SU REPARACIÓN FIGURA13.11: FALLA POREXPOSICIÓN A A L INTEMPER IE

FIGURA 13.12: DISMINUCIÓNDE RESISTENCIA POR AUMENTO EN LA TEMPE RATURA

temperatura en ºC

FIGURA 13.13: FALLAPORVIBRACIONESEN LATUBERÍA


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CAPÍTULO13: DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC Y SU REPARACIÓN FIGURA13.14: FALLA PORINSTALACIÓN A TOPE Lc 0.8 Lc Campana Marca tope

Espiga Cámarade dilatación

FIGURA 13.15: FALLA POR BOMBE O CÍCLICO

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DAÑOS EN TUBERÍAS DE PVC Y SU REPARACIÓN CAPÍTULO13:

13.2 REPARACIÓN DE TUBERÍAS DE PVC La instalación adecuada de las tuberías de PVC y las buenas prácticas de operación son las mejores medidas de prevención de daños.Sin embargo,si se presenta la necesidad de efectuar reparaciones,se recomienda el uso de las uniones de compresión o las de reparación que se muestran en la siguiente figura. FIGURA 13.16: ACCESORIOS DE RE PARACIÓN

a) Unión de compresión

b) Unión de reparación

Cuando el desperfecto o daño es menor de cinco centímetros,se usa una sola unión, la cual se coloca en la forma indicada en la siguiente figura. FIGURA13.17: PROCEDIMIENTO DEREPARACIÓN

Si el tramo de tubería dañado es mayor de cinco centímetros,se deben utilizar dosuniones y una sección de tubo de longitud apropiada,para efectuar dosjuntas de acuerdo con lasilustracionesde la figura anterior. Se debe dejar una separación de 4 a 6 mm entre los extremos de los tubos acoplados, con el objeto de absorber posibles dilataciones del sistema. En el anexo D,se incluyen consejos útiles para el uso adecuado de las tuberías y accesorios.


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Manualtécnico

ANEXOS

ANEXO A TABLA A.1: RESISTENCIA QUÍMICA DE LAS TUBERÍAS DE P VC

Losdatos de es ta tabla no debenen tomarse como únicamente para idea.aproximada. En caso de duda,deberá realizars e una prueba,poniendo contacto unadefinitivos,si muestra de no tubería con el líqui do dar poruna manejar


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ANEXO A TABLA A.1: RESISTENCIA QUÍMICA DE LAS TUBERÍAS DE PVC(continuación)

Los datos de esta tabla no deben tomarsecomo definitivos,si no únicamente paradar una idea aproximada. En caso de duda,deberá realizarse una prueba,poniendo en contacto una muestra de tubería con el líquido por manejar.

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Los datos de esta tabla no deben tomarsecomo definitivos,si no únicamente para dar una ideaproximada. a En caso de duda,deberá realizars e una prueba,poniendo en contacto una muestra de tubería con el líquido por manejar.


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Los datos de esta tabla no deben tomarsecomo definitivos,si no únicamente paradar una idea aproximada. En caso de duda,deberá realizarse una prueba,poniendo en contacto una muestra de tubería con el líquido por manejar.

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ANEXO A TABLA A.2: PROPIEDADESDE LASTUBERÍAS DE PVC


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ANEXO A TABLA A.3: DEFLEXIONES CALCULADAS PAR A TUBERÍA PVC

* Influenciadespreciablede carga viva / + No recomendable

% ∆y

=

Di

Di DL K P w H W’ E’ E’ PS

172

(DLKP + KW’) 100 0.149PS + 0.061E’

= = = = = = = =

diámetro interno del tubo,m factor de retardo de deflexión (DL=1.0) constante de encamado = 0,1 prisma de carga (presión del suelo) = wH/ 10,000 en kgf/cm2 peso específico del suelo,= 2100kgf/m3 altura de relleno sobre la corona del tubo,m carga viva,kgf/cm2 módulo de elasticidad del material de la tubería,kgf/cm2 2 para PVC 1120) (E= 28 150 kgf/cm = módulo de reacción de suelo,kgf/cm2 = rigidez de la tubería,kgf/cm2


ANEXO A TABLA A.4: ESPECIFICACIONESDE TUBERÍA ASTM D-3034

TABLA A.5: ESPECIFICACIONES DE TUBER ÍA NOVAFORT

TABLA A.6: ESPECIFICACIONES DE TUBER ÍA NOVALOC


173

ANEXO A TABLA A.7: ESPECIFICACIONES PARA TUBERÍA ASTM D-2241

174


ANEXO B CONEXIONES PARA TUBERÍA DE PRESIÓN

Codo 90º liso

Tee lisa

Codo 90º roscado

Unión

Adaptador macho

Adaptador hembra Tapón hembra

Tee roscada

Codo 45º

Válvula MIP


175

ANEXO B CONEXIONES PARA TUBE RÍA SANITARIADWV

Codo 90º

Yee

Codo 45º

Tee

Adaptador limpieza

Unión

Flangersanitario

Tapón limpieza

176


Codo espiga

Reducción

Tee reducida

ANEXO C CONEXIONES PARA RIEGOMÓVIL

Adaptador hembra

Adaptador macho

Unión de reparación

Te línea hembra

Curva

Tapón macho

Porta aspersor


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ANEXO D CONSEJOS ÚTILES RECOMENDACIONES GENERALE S PARA INSTALAC IÓN INSTRUCCIONES PARA REALIZAR JUNTAS CEMENTADAS 1.Hacer una inspección visual de la tubería y accesorios,para detectar posibles daños,como ovalamientos o fracturas 2.Utilizar el cemento solvente adecuado para cada tubería,ya sea de PVC o CPVC 3.Verificar que el extremo del tubo por unir tenga corte a escuadra (90º),que esté libre de rebabas y que tenga el chaflán adecuado 4.Una vez realizada la junta,de acuerdo con el procedimiento de la tabla 6.8,se debe revisar paradetectar si existe alguno de los siguientes problemas: •Junta defectuosa por usar poco cemento solvente •Junta defectuosa por no cubrir el cemento solvente todo el perímetro •Junta defectuosa por exceso de cemento solvente INSTRUCCIONES PARA REALIZAR JUNTAS ROSCADAS 1. Limpiar los hilos de la rosca del tubo con un cepillo de cerdas duras 2. Colocar teflón en los hilos de rosca del tubo,comenzando en la segunda hilera y dando la vuelta de manera que el teflón quede traslapado.Se deben cubrir todos los hilos,y la colocación del teflón debe hacerse en el sentido que indica la figura D.1. 3. Atornillar con la mano el accesorio en el tubo. Una vez que el accesorio no gire más, se debe socar usando una llave de correa de nailon, de modo que gire una vuelta adicional como máximo. Debe evitarse el uso de llaves de cañeríaporque pueden dañar el accesorio. Forzar el accesorio mediante giros adicionales, causa fracturas y distorsiones en las roscas. FIGURA D.1: JUNTA ROSCADA

a) Aplicación de teflón

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b) Roscado de accesorio

ANEXO D TRANSICIÓNDE METAL A PLÁSTICO Al realizar transiciones de sistemasde tuberíasmetálicasa plásticasy viceversa,debemos buscar los mecanismos que nos garantizen continuidad y hermetismo en la junta. 1. Cuando la transición es entre tuberías de hierro galvanizado y PVC, lo más usual, rápido y económico son las uniones de compresión,en tuberías de 12 a 62 mm,como se muestra en la figura D.2;o uniones de reparación para diámetros mayoresde 75 mm.Esto es posible porque el diámetro exterior de ambastuberíases igual. FIGURA D.2: UNIÓN DE COMPRESIÓN

Puede utilizarse también el adaptador hembra si el tubo de hierro galvanizado tiene rosca en su extremo. Sin embargo,es recomendable que el adaptadortenga un anillo metálico de refuerzo en su extremo con rosca,como se observa en la figura D.3,para evitar que una fuerza excesiva al socar fracture la pieza. FIGURA D.3: ADAPTADOR HEMBRA


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ANEXO D 2.Cuando la transición deba realizarse entre tuberíasde PVC y tuberíasmetálicas (hierro dúctil o hierro fundido),o de cualquier otro material, de mismo diámetro nominal pero con diámetros exteriores diferentes, debe utilizarse una unión mecánicaflexible,tal como se muestra en la figura D.4. FIGURA D.4: UNIÓN MECÁNICA FLEXIBLE

INSTALACIONES DOMICILIARIAS PARA AGUA POT ABLE 1. En casas que tienen solo un cuarto de baño y un fregadero,se puede utilizar tubería de 12 mm de diámetro. En casas con dos o máscuartos de baño,el diámetro mínimo recomendado es19 mm,o mayor si así lo indica el diseño. 2. Se recomienda diseñar el sistema domiciliario de manera que las tuberías formen un circuito cerrado, para obtener un mejor balance hidráulico de la red. 3. Debe existirdeben al menos una llavede decontrol controlen(llave ) apermi la entrada dedelaoperación red domiciliaria. En sistemas tamaño,se colocar llaves sitiosMIP que tan sacar diferentes seccionesde sinmayor tener que bloquear todo el sistema. 4.Todo aparato sanitario,fregadero,lavabo,etc.,debe tener su propia llave de abasto. 5.Las tuberías de PVC para agua fría deben estar separadas al menos 5 cm de las de agua caliente CPVC. 6.Las velocidades de diseño debenser las adecuadas,con el fin de evitar golpes de ariete en las tuberías. INSTALACIONES DOMICILIARIAS PARA AGUAS NEG RAS 1.Utilizar siempre,por lo menos,los diámetros mínimos indicadosen la tabla 3.7 para lastuberíasde desagüe 2.Observar las pendientes mínimas de la tabla 3.8 3.Instalar sifones y trampas en los lugares adecuados,para evitar malos olores 4.No emplear CODOS de 90º ni TEES SANITARIAS en instalaciones o ramales horizontales,ya que estos son para instalaciones verticales. En su lugar,deben utilizarse YEES SANITARIASo CODOS de 45º 5.Colocar adaptadoresde limpieza,con sus respectivos tapones,en sustitución de las cajas de registro de concreto o mampostería

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Amanco_MT

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