tipos y usos de materiales de alcantarillado (2)
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Tipos de materiales de construcción de alcantarilladoTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE MANABÍFACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE INVESTIGACIÓNTEMA:
Tipos y usos de materiales en alcantarillados
ESTUDIANTES:Cifuentes Cevallos Luis Alfredo
Rivas Bazurto Kelvin Jesús Rosales Torres Rommel Ramiro
CATEDRÁTICO:Ing. Jorge García Argandoña
ASIGNATURA:Programación y Control de Obras
CURSO:
8vo Semestre “A”
Manta - 28 de octubre de 2015
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................................2
2. OBJETIVOS..........................................................................................................................3
2.1. Objetivo General.............................................................................................................3
2.2. Objetivos Específicos......................................................................................................3
3. MARCO TEÓRICO...............................................................................................................4
3.1. Los sistemas de alcantarillado.........................................................................................4
3.2. Materiales de construcción para sistemas de alcantarillado............................................4
3.2.1. Tuberías Metálicas........................................................................................................5
3.2.1.1 Tubos de hierro fundido..........................................................................................5
3.2.1.2. Tubería Hierro Dúctil.............................................................................................6
3.2.1.3. Tuberías de Acero..................................................................................................8
3.2.2. Tuberías No Metálicas................................................................................................12
3.2.2.1. Tuberías cerámicas..............................................................................................12
3.2.2.2. Tuberías de hormigón..........................................................................................14
3.2.2.3. Tuberías de fibrocemento....................................................................................17
3.2.2.4. Tuberías de Policloruro de Vinilo (PVC)............................................................18
3.2.2.5. Tuberías de polietileno (PE) y polipropileno (PP)...............................................19
3.2.2.6. Polietileno de alta densidad.................................................................................21
3.2.2.7. Tubería de termoplásticos....................................................................................22
3.2.2.8. Tubería de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio...........................................23
4. CONCLUSIONES...............................................................................................................26
5. BIBLIOGRAFÍA..................................................................................................................27
1. INTRODUCCIÓN
Una obra no tan solo se procede a construir, una obra se analiza, se evalúa, se determina si es
viable o no y según el funcionamiento son diseñados los elementos que la componen. Pero
para obtener una cierta aproximación del precio que costará una determinada obra, se debe de
realizar un presupuesto referencial, para lo cual se deben de conocer los materiales que se
utilizarán, la mano de obra, las herramientas, los equipos, y todo lo que tenga un precio.
Es por tal razón que se considera de gran importancia determinar el tipo de material que se
destinará al uso y aplicación en una determinada obra civil, y esto se lo debe de hacer desde
el diseño, ya que según las especificaciones técnicas, se evaluará y determinará cual es el más
conveniente tanto para la duración de una construcción como para su economía.
El presente trabajo se enfocará en describir los materiales que se utilizan en una obra de
alcantarillado sanitario, en la que se le da énfasis al componente más importante de este tipo
de construcciones: las tuberías.
Existen en el mercado un sinnúmero de materiales que conforman una tubería, de los cuales
se describirán lo más importantes para el uso en este tipo de obras sanitarias, las ventajas y
desventajas, usos y sus especificaciones.
Se puede adelantar que las tuberías se clasifican mediante dos tipos de materiales: los
metálicos y los no metálicos. Los metálicos comprenden todo lo que se compone por hierro
ya sea fundido, dúctil o aleado con otros materiales con los que conforman el acero. Del
grupo de los no metálicos forman parte materiales como el concreto, la fibra de vidrio, el
plástico, etc.
Todos estos datos proporcionados en el informe servirán para que tanto el diseñador como el
proyectista determinen cuál de estos materiales es el más apropiado para este tipo de obras ya
sea según su ubicación, condiciones, funcionalidad, y sobretodo su economía.
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General
Identificar los tipos y usos de los materiales más importantes general mente se utilizan en la
construcción de una red de alcantarillado
2.2. Objetivos Específicos
Investigar cada uno de los materiales utilizados en la construcción de un
alcantarillado, específicamente de tuberías.
Determinar cuál de estos tipos de materiales es el más recomendado en obras
sanitarias de acuerdo con sus propiedades, duración y resistencia.
Establecer si las tuberías con mejores propiedades, aportan también con la economía
en una construcción de un alcantarillado.
3. MARCO TEÓRICO
3.1. Los sistemas de alcantarillado
Los sistemas de alcantarillado son un conjunto de redes de tuberías técnicamente diseñadas
para que funcione a gravedad y están destinadas a la recolección de las aguas residuales o
servidas, que son producidas por elementos sanitarios, así como también para la recolección
de las aguas lluvias.
Los alcantarillados conducen las aguas residuales, industriales o las aguas provenientes de las
lluvias, a un lugar donde se depositan para su posterior tratamiento y así evitar el peligro para
la salud pública.
3.2. Materiales de construcción para sistemas de alcantarillado
Las tuberías para alcantarillado pueden ser clasificados en metálicas y no metálicas. Los
materiales normalmente aceptados para sistema de alcantarillado son los siguientes:
Para tubería metálica:
Hierro fundido
Hierro dúctil
Acero
Otros
Para tubería no metálica:
Cerámica
Hormigón simple
Hormigón armado reforzado
Fibrocemento
Poli cloruro de vinilo (PVC)
Polietileno (PE) y polipropileno (PP)
Termoplástica
Polietileno de alta densidad
Fibra de vidrio
3.2.1. Tuberías Metálicas
3.2.1.1 Tubos de hierro fundido
Los tubos de hierro fundido son largamente
utilizados para aguas residuales, no solo en
instalaciones domiciliarias sino también en
tuberías de estaciones de bombeo y colectores
de alcantarillado.
En colectores de alcantarillado, este tipo de
tubería se recomienda emplear:
Cuando la tubería sea instalada en un lugar de paso de vehículos y con un
recubrimiento mínimo (tapada).
Cuando la tubería sea instalada a grandes profundidades por sobre los límites de
resistencia de otros materiales.
Cuando existe la necesidad de pasar sobre varios puentes donde la vibración afectaría
a otro tipo de materiales.
Cuando la pendiente del colector es superior a 15%.
Juntas en tuberías de hierro fundido
En tuberías de hierro fundido, se emplean diferentes tipos de juntas entre las que se pueden
citar:
La junta mecánica, que realiza el cierre, por la compresión de la goma, que se produce
a través de la contrabrida contra el enchufe del accesorio y la espiga.
La junta push-on (Tyton), tiene montaje deslizante, lográndose la estanqueidad por la
presión del agua sobre anillo de goma que va montado entre el tubo y el accesorio de
unión.
Las ventajas de la junta push-on frente a la junta mecánica o de brida son:
No son necesarios otros elementos como bridas, contrabridas, o tornillos.
Su montaje es más sencillo que en otros casos, lo que ahorra mano de obra.
Permite que los movimientos del tubo sean absorbidos sin causar problemas.
Características hidráulicas
El valor de rugosidad “n” que se emplean en las fórmulas de Kutter, Manning y otras, puede
ser obtenido de la siguiente tabla:
Cita: Tubos metálicos: Tubos de Hierro Fundido Dúctil. Recuperado de:
http://www.ingenierocivilinfo.com/2011/02/tubos-metalicos-tubos-de-hierro-fundido.html
3.2.1.2. Tubería Hierro Dúctil
La tubería de hierro ha sido durante
mucho tiempo el material más usado
para conducir agua y desagüe en los
sistemas de tubería industrial,
servicio y municipal.
La tubería de Hierro Dúctil, es un producto de avanzada metalurgia, la cual ofrece
propiedades únicas para la conducción de agua bajo presión y otros usos. Combina la
resistencia de un acero con la larga vida del hierro gris fundido.
La tubería de hierro dúctil, ofrece el máximo margen de seguridad posible contra fallas de
mantenimiento debido a los movimientos de tierra y esfuerzos residuales. Virtualmente
irrompible en condiciones de servicio ordinario, también ofrece una resistencia creciente a la
ruptura producida por un manipuleo tosco en el embarque e instalación.
La resistencia a la corrosión de la tubería de hierro dúctil, ha sido probada en una variedad
amplia de pruebas aceleradas y hoy en día es al menos igual a la que ofrece el hierro fundido.
La tubería de hierro dúctil McWane se fabrica mediante un proceso metalúrgico que
involucra la adición de una pequeña cantidad controlada de magnesio dentro del hierro
derretido para dar una estructura de grafito
nodular. La adición de la aleación de magnesio,
produce un cambio inicial en la micro estructura
del material debido a que el carbono existente en
el hierro asume una forma esferoidal ó nodular
(en contraste a la forma laminar del grafito en el
hierro gris fundido), y al mismo tiempo produce
una matriz de hierro más fino en la estructura de
la ferrita circundante.
Como un resultado del acentuado cambio estructural, se obtiene un material dúctil, más duro,
más fuerte.
Adicionalmente a los beneficios de una vida larga, resistencia a la corrosión, resistencia
estructural alta y uniones herméticas, el hierro dúctil también se presta para ser fresado ó
maquinado; un importante requisito para cualquier tubería que va a ser perforada, roscada y
cortada.
La tubería de hierro dúctil McWane es un
producto superior, ideal para transportar agua u
otro líquido bajo condiciones de gran esfuerzo,
presión y variación extrema de temperatura.
El hierro dúctil es reconocido por las siguientes
características:
Ductilidad : La habilidad que posee un material en alargarse sin romperse.
Resistencia: A la tracción superior para contrarrestar las cargas externas severas y las
presiones internas altas.
Tenacidad: Excelente resistencia al impacto para soportar manejo inapropiado de la
tubería, martilleo del agua ó condiciones inestables de los suelos.
Cita: Tubería Hierro Dúctil. Recuperado de:
http://www.asumincol.net/productos_ferrosos_tubulares_hd.htm
3.2.1.3. Tuberías de Acero
Son conductos que están compuestos del acero, el
cual es un material que proviene al mezclar una
cantidad de hierro con una pequeña porción de
carbono, en un porcentaje que varía entre el
0,03% y el 2,14% de la composición del hierro.
Pero principalmente se lleva a cabo la fabricación
de tuberías de acero inoxidable, que consiste en
una aleación de hierro y cromo. El cromo es un elemento químico que le da a la tubería una
gran resistencia a la corrosión, ya que tiene una excelente afinidad por el oxígeno y trabaja
como una capa pasivadora.
La Tubería de acero al carbón es utilizada en gran
cantidad de aplicaciones Industriales manejando
fluidos abrasivos, algunos corrosivos, agua entre
muchos otros, pero también es utilizado en la construcción en ductos de agua, y dentro de las
viviendas para conducción de agua y gas.
Tuberías de acero por su fabricación
Existen 2 métodos principales de fabricación de tuberías de acero:
1) Acero estirado o Sin costura (sin soldadura). La tubería es un lingote cilíndrico que se
calienta en un horno antes de la extrusión. En la extrusión se hace pasar por un dado
cilíndrico y posteriormente se hace el agujero mediante un penetrador. La tubería sin costura
es la mejor para la contención de la presión gracias a su homogeneidad en todas sus
direcciones. Además, es la forma más común de fabricación y por tanto la más comercial.
La Tubería de acero al carbón sin costura laminada en caliente tiene diversas aplicaciones
industriales estructurales como en maquinaria pesada, cilindros hidráulicos, maquinaria
agrícola, industria minera, construcción y uso estructural y varias aplicaciones mecánicas.
En la tubería de conducción, en general
sus usos son para fluidos como agua, aire,
gases, vapor y usos mecánicos. La tubería
sin costura es una tubería hecha en una
sola pieza, sin uniones ni soldaduras, lo
que da como resultado una tubería
diseñada para usos que requieren una
calidad y una especificación especializada,
como son los usos de, Conducción de
Fluidos y Gases en la Industria Petrolera, Química y Petroquímica, así como en el área de la
Construcción.
Esta tubería se fabrica en diámetros desde 1/4" y hasta 24" con longitudes irregulares. Las
normas que normalmente maneja son: ASTM-A-53, A-106, API-5L, A333, A335.
Especificaciones técnicas:
Terminado - Negra.
Extremos - Biselados o Lisos.
Longitud - Irregular en todas sus medidas. Siempre habrá diferencias entre lo que se
solicita contra lo que se entrega.
Espesores - Cedula 40, estándar, 80 y XS los más comunes. Existen espesores
adicionales que habrá que especificar al momento de solicitar la tubería. Usualmente
el cedula estándar es equivalente a 3/8” de espesor, así como el XS es a ½”.
Sin Costura - Esta tubería no tiene un proceso de soldado por lo cual no tiene una
costura. Por sus características se considera tener mayor resistencia que la tubería con
costura sin embargo esto es solo en algunas aplicaciones específicas.
2) Acero con costura (con soldadura). La tubería de acero carbón con costura es utilizada en
la conducción de agua, vapor, vapor sobrecalentado, calderas, recalentadores, baja
temperatura, alta temperatura, flux, gas, petróleo, gasolina, plantas de bombeo, tratamiento o
saneamiento, líneas de interconexión en sistemas de bombeo, ademe, pozos de agua, agua
potable, cruda, tratada, y desecho, aire comprimido, ventilación, sistemas contra incendio,
líneas principales de riego entre otras aplicaciones generales e industriales.
La costura puede ser recta o longitudinal, helicoidal o espiral y doble arco sumergido.
También puede tener aplicaciones estructurales como espacios tubulares, pilotes, puentes,
anuncios, estructuras menores, chaquetes, encamisados, torres de alta tensión y anuncios
panorámicos.
Las normas ASTM, ANSI, AWWA, API son las que más comúnmente se solicitan en este
tipo de tubería. Se utilizan en casi cualquier tipo de industria como la construcción,
petroquímica, azucarera, energía, cervecera, química, alimenticia, cogeneración,
farmacéutica, tequilera, organismos de agua, minería, entre otras.
La tubería puede ser negra, galvanizada, lisa, biselada, roscada, ranurada y siempre
certificada por planta. La tubería puede tener de manera adicional recubrimientos
anticorrosivos.
Existen 2 tipos de costuras para este tipo de tuberías:
Con costura longitudinal. Se parte de una lámina de chapa, la cual se dobla para darle forma
a la tubería. La soldadura que une los extremos de la chapa doblada cierra el cilindro. Por
tanto, es una soldadura recta que sigue toda una generatriz. Variando la separación entre los
rodillos se obtienen diferentes curvas y con ello diferentes diámetros de tubería. Esta
soldadura será la parte más débil de la tubería y marcará la tensión máxima admisible.
Con soldadura helicoidal (o en espiral). La metodología es la misma que el punto anterior,
con la salvedad de que la soldadura no es recta sino que recorre la tubería siguiéndola como
si fuese roscada.
Especificaciones técnicas:
Terminado - Negra o Galvanizada.
Extremos - Biselados o Roscados.
Longitud - de ¼” hasta 4” a 6.40 metros. De 6” hasta 24” a 6.20 metros
aproximadamente.
Tipo de costura - Recta o Longitudinal y Helicoidal o espiral. (La helicoidal
usualmente se maneja en diámetros arriba de 24”.
Espesores - Cedula 40, estándar, 80 y XS los más comunes. Existen espesores
adicionales que habrá que especificar al momento de solicitar la tubería. Usualmente
el cedula estándar es equivalente a 3/8” de espesor, así como el XS es a ½”.
La costura - La costura se refiere al soldado que recibe la placa al ser rolada para dar
forma a la tubería. Es una especie de cicatríz que el tubo tienen debido al proceso de
soldado que recibe que usualmente es eléctrico o ERW.
Normas - La norma más común que tiene esta tubería es la A53 sin embargo maneja
otras normatividades de acuerdo a su aplicación y que tendrán que ser especificadas al
momento de solicitarlo.
Cita: Tuberías de Acero al Carbón. Recuperado de:
http://www.tuberiasyconexiones.com/tuberias_de_acero_al_carbon.html
Cita: Tubos de acero. Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Tuber
%C3%ADa#Tubos_de_acero
3.2.2. Tuberías No Metálicas
3.2.2.1. Tuberías cerámicas
Los tubos cerámicos son químicamente
inertes, y a través de los años la arcilla
natural ha sido convenientemente tratada para
la fabricación de los mismos, lográndose una
calidad apta, no solo para resistir los ataques
químicos corrosivos de las aguas domésticas e
industriales sino también para los aspectos
estructurales requeridos en su instalación,
además, poseen una buena resistencia a la
abrasión. Las tuberías de arcilla son lisas, con bajo coeficiente de fricción,
impermeables y poco atacables por ácidos; sin embargo las que más se deben controlar y
comprobar debido a su fragilidad, permeabilidad por fisuras y por la dificultad de ejecución
de sus juntas.
La tubería de arcilla, la cual es hecha en arcilla o esquisto que se ha molido, humedecido,
moldeado, secado y quemado en un horno. El quemado produce fusión y vitrificación de la
arcilla, haciéndola muy dura y densa y resistente al ataque químico y biológico.
Anteriormente, la tubería de arcilla era barnizada, produciéndose una superficie similar al
vidrio, pero dicho proceso ya no se suministra
más debido a que contribuía a la contaminación
del aire.
Los yees y las tees deben ser usadas para unir
alcantarillas domésticas a alcantarillas públicas
y deben ser instaladas en la alcantarilla cuando
ésta es construida, aun sí la propiedad vecina
no está desarrollada todavía.
Los extremos abiertos de las conexiones no usadas pueden ser cerrados con tapones o
mortero hasta que se necesiten. En la siguiente tabla se detalla la resistencia mínima al aplasta
en las tuberías de arcilla.
Resistencia mínima al aplastamiento de tuberías de arcilla
Principales características técnicas
Las principales características más importantes de los tubos cerámicos son:
Resistencia al ataque de compuestos orgánicos como ser ácidos, sales y bases con
excepción del ácido fluorhídrico y sus compuestos.
Resistencia a la agresión de compuestos orgánicos y agentes biológicos
destructores.
Bajo coeficiente de dilatación térmica.
Estanqueidad inferior a 0.03 en 15 minutos.
Buena resistencia mecánica
Juntas en tubos de arcilla
En procura de que las mismas reúnan las
condiciones esenciales, existen varios tipos de
juntas:
Juntas plásticas.
Juntas previamente preparadas y fijadas en la espiga y la campana que se sueldan por
simple presión.
Juntas especiales
Cita: Materiales para alcantarillas: Tubos Cerámicos. Recuperado de:
http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/10/materiales-para-alcantarillas-tubos.html
3.2.2.2. Tuberías de hormigón
Las tuberías de hormigón y piezas de hormigón complementarias prefabricadas (de hormigón
en masa o armado) son una solución económica y sostenible, idónea para instalaciones de
saneamiento destinadas principalmente a conducir aguas negras, aguas pluviales y aguas de
superficie por gravitación u, ocasionalmente, a baja presión.
A continuación describiremos los dos tipos de tuberías hechas de hormigón:
Tuberías de hormigón simple
El uso de este tipo de tuberías se
remonta a la construcción de
alcantarillas en Roma, 800 años
A.C.
En nuestro continente las
primeras instaladas fueron en
EEUU, el año 1842
aproximadamente.
Los tubos pueden ser de hormigón simple o de hormigón armado.
Los tubos de hormigón, se fabrican en moldes metálicos, empleando hormigones ricos
en dosificación de cemento.
Existen variados métodos para la fabricación de estos tubos, siendo los más
conocidos: vibro-compresión, giro-compresión, centrifugación, pre-compresión y
vibración simple.
Preferentemente se utilizan los dos
primeros sistemas para la fabricación de
tubos de pequeño diámetro en cambio
para tubos de hormigón armado, los tres
últimos sistemas.
Las tuberías de hormigón simple van
desde 200 mm hasta 600 mm de
diámetro.
Fabricación de tuberías de hormigón
Fabricación por vibro-compresión
Fabricación por giro-compresión
Fabricación por centrifugación
Juntas en tuberías de hormigón
En la unión de tuberías de hormigón se distinguen dos tipos de acoplamiento que son los más
usados:
Junta espiga – campana
Junta machihembrada
En los dos tipos, las juntas pueden ser rígidas o
elásticas. En todo caso, es aconsejable la
utilización de juntas elásticas por distintas
razones de tipo técnico que deben ser
especificadas con prioridad.
Ventajas del uso de tuberías de hormigón
Las principales ventajas son:
Bajo coeficiente de rugosidad
Pueden ser fabricados para una amplia gama de resistencias, variando únicamente el
espesor de las paredes.
Tienen la posibilidad de ser fabricados en el mismo lugar de las obras.
Materiales para la fabricación de tuberías de hormigón
El tipo de cemento, los agregados y las dimensiones de las tuberías, dependen de las
especificaciones que se adopten.
Cada norma determina las dimensiones y los valores de resistencia obtenidos de las
condiciones más desfavorables.
Para las aplicaciones en alcantarillas sanitarias deben usarse anillos de compresión o
arandelas.
Tuberías de hormigón armado o reforzado
En las tuberías de hormigón armado, la armadura
se fabrica automáticamente mediante una máquina
de soldado por contacto. Esta armadura, para evitar
los desplazamientos durante la fabricación y garantizar las distancias de recubrimiento, es
sujetada mediante un sistema que posteriormente retrocede y permite la perfecta posición de
la armadura.
Una vez terminado el llenado del molde, inmediatamente se procede a su desmoldeo y
posteriormente se cubren las piezas de hormigón para ser curadas al vapor, obteniendo un
fraguado del hormigón uniforme y evitando la deshidratación prematura del hormigón.
Los procedimientos normales de fabricación son:
Centrifugado
Giro compresión
Vibración
Los tubos deben llevar armaduras de refuerzo solamente cuando se trata de grandes
diámetros. En los tubos de hormigón armado, la unión que generalmente se practica es de
tipo espiga campana, pudiendo ser la junta rígida o elástica. Las tuberías de hormigón armado
van desde 500 mm hasta 2000 mm de diámetro.
Cita: Prefabricados Alberdi. Tubería de hormigón. Recuperado de:
http://www.prefabricadosalberdi.com/alberdi/dm/tuberia-de-hormigon.asp?nombre=2371
3.2.2.3. Tuberías de fibrocemento
Son elaborados a partir de una mezcla íntima y
homogénea de fibras y cemento Portland o
portland puzolánico, exenta de materia
orgánica, con o sin adición de sílice y agua. Su
empleo en las redes de alcantarillado se
justifica cuando se plantean exigencias de
alta flexibilidad e impermeabilidad de juntas.
Se producen hasta de 90 cm, con juntas de
espiga y campana. Para las juntas se emplean anillos o piezas especiales de goma o en su
caso, se coloca una cuerda alquitranada en 1/3 de la junta, mastic plástico en el otro tercio y
en el tercio final se coloca un mortero de cemento en proporción 1 de cemento por 2 de arena.
Las tuberías de asbesto cemento son fabricadas en los tamaños y clases mostrados en la tabla
siguiente:
3.2.2.4. Tuberías de Policloruro de Vinilo (PVC)
Estas tuberías tienen gran aceptación para
redes de alcantarillado, solamente se utilizan
en diámetros pequeños de 6” y 8” ya que para
diámetros mayores el costo es muy alto,
produciéndose por lo tanto, deferencias
económicas muy significativas.
Los tubos de PVC se fabrican por extrusión,
además el PVC puro se suministra a las industrias transformadoras en forma de un polvo
blanco.
Características de los tubos de PVC
Son ligeras
Inertes a las aguas agresivas y a la corrosión de las tierras
No existe peligro de obstrucción en los tubos como resultado de la formación de
residuos y óxidos. En consecuencia, podemos decir que la sección útil de los tubos
permanece prácticamente invariable.
Superficie interior de los tubos puede considerarse como “hidráulicamente lisa”.
Los roedores y las termitas no atacan a los tubos de PVC rígido.
Excelente comportamiento a las sobrepresiones momentáneas, tales como el golpe de
ariete. Mejor comportamiento que los tubos tradicionales bajo los efectos de la helada.
Inertes a los efectos de la corriente vagabundas y telúricas.
No favorecen el desarrollo de algas ni hongos según ensayos de larga duración (5
años)
Juntas en tubería de PVC
Existen dos tipos de juntas:
Junta soldada
Junta elástica
El tipo de junta recomendada para absorber
efectos de dilatación es naturalmente la junta
elástica. La unión puede hacerse igualmente por encolado, aunque este sistema solo es
conveniente para diámetros pequeños.
3.2.2.5. Tuberías de polietileno (PE) y polipropileno (PP)
Las tuberías tradicionales de PE Y PPE se fabrican de forma análoga a la de PVC, por
extrusión, aunque la configuración molecular de ambas es bastante diferente. El polietileno
puede ser de baja densidad (menor igual a 0.93 gr/cm3) o de alta densidad (mayor igual a
0.94 g/cm3). Durante la instalación, en los tendidos de las tuberías, deben tenerse en cuenta
los esfuerzos que se producen por dilataciones y retracciones.
Su utilización es recomendada en especial para lanzamientos submarinos ya que resisten el
ataque de microorganismos que pueden producir perforaciones en la tubería.
Tuberías de Polietileno
Juntas en tuberías de polietileno y polipropileno
Los métodos de unión practicables en nuestro medio son:
Mediante junta de goma (óptima para contrarrestar dilataciones y contracciones)
Mediante masilla
El primer caso, la unión es similar a la junta que se practica en las tuberías de PVC. El
segundo caso, la junta se realiza mediante la aplicación de masillas plásticas especiales que
rellenan el espacio entre las tuberías.
Tuberías de Polipropileno
Cita: SEMARNAT (2009). Manual de agua potable, alcantarillado y saneamiento.
Alcantarillado Sanitario. Comisión Nacional del Agua. Gobierno Federal de México. P. 30.
Recuperado de:
http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Publicaciones/Publicaciones/SGAPDS-29.pdf
3.2.2.6. Polietileno de alta densidad
Las tuberías de Polietileno de alta densidad ofrecen una excelente alternativa en diversas
aplicaciones debido a las múltiples ventajas que éstas poseen. Algunas de estas aplicaciones
son las siguientes.
Gracias a las bondades
que tiene el Polietileno
de Alta Densidad en las
aplicaciones de tuberías,
ofrece las siguientes
utilidades:
Aducciones y redes de distribución para:
Agua potable en el sector municipal e industrial
Agua residuales en el sector Industrial y complejos petroquímicos
En construcciones próximas a áreas corrosivas como las cercanas al mar y/o
instalaciones mar adentro, utilizada ampliamente en tuberías submarinas como
acueductos y aguas negras
En proyectos de irrigación por goteo o aspersión y riego por pivote central
Para alcantarillados sanitarios, pluviales, combinados y descargas industriales
El bajo coeficiente de fricción y la casi nula rugosidad disminuye las caídas de presión por
longitud, permitiendo diseños con diámetros menores y equipos de menor capacidad, y por
ende costos menores.
Durante los procesos de instalación, la alta
ductilidad de las tuberías brinda la
oportunidad de realizar curvas con radios
acentuados sin necesidad de accesorios,
además ofrecen la posibilidad de que se
muevan grandes tramos de tubería ya
soldada para su posicionamiento y
posterior introducción en las zanjas, sin
importar la profundidad de éstas.
Debido a sus propiedades elásticas son capaces de soportar variaciones puntuales de presión
por encima de su presión nominal sin tener que sobrediseñar la tubería.
Cita: Aplicaciones de las tuberías Polietileno de alta densidad. Recuperado de:
http://www.revinca.com/aplicaciones.htm
3.2.2.7. Tubería de termoplásticos
Un termoplástico es un plástico el cual, a
temperatura ambiente es plástico o
deformable, se derrite a un líquido
cuando es calentado y se endurece en un
estado vítreo cuando es suficientemente
enfriado.
Las ventajas de este tipo de
conducciones son:
Resistencia al ataque químico: Posibilita su uso para fluidos altamente corrosivos.
Las propiedades de las tuberías termoplásticas no se ven alteradas ante la presencia de
terrenos corrosivos, por efecto de agua de mar, terrenos salinos o ácidos así como por
vertidos urbanos o industriales.
Resistencia a la abrasión: Asegura una mayor durabilidad del sistema de tuberías
termoplásticas. La superficie interior de los tubos es altamente resistente a la potencial
abrasión generada por partículas en suspensión que pueda llevar el fluido
transportado.
Gran flexibilidad.
Alta resistencia al impacto : No se producen fisuras durante el montaje por golpes ó
impactos.
Gran ligereza: Facilita las operaciones de montaje.
Ausencia de corrosiones galvánicas o eléctricas, por ser un material altamente aislante
eléctricamente.
Larga vida útil superior a 100 años.
Ausencia de mantenimiento.
Variada y amplia gama de accesorios que permite cubrir las necesidades de diseño de
cualquier proyecto.
Cita: Instalaciones tuberías termoplásticas. P. 2 Recuperado de: http://grupoppa.es/pdf/INST
%20TUB%20TERMOPLASTICAS.pdf
3.2.2.8. Tubería de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio
Poliéster reforzado con fibra de
vidrio es el nombre que
generalmente se le da al material
formado por una matriz (resina) y un
refuerzo de ésta, dada por la
incorporación de fibras, en este caso de vidrio.
Los tubos fabricados con PRFV presentan una gran resistencia a la corrosión lo que los hace
especialmente adecuados para su empleo en ambientes o con fluidos agresivos (aplicaciones
industriales). No obstante su empleo es cada vez más habitual en conducciones de agua para
abastecimiento, riegos, saneamientos, etc., debido a sus precios competitivos en diámetros
medios ya que sus propiedades frente a la corrosión son determinantes en estas aplicaciones.
Materiales Componentes
Los principales materiales componentes para la fabricación de los tubos de Poliéster
reforzado con fibra de vidrio son:
Resinas poliésteres.
Fibra de vidrio.
Sílice.
Materiales auxiliares.
Desagües industriales.
Redes de riego.
Redes contra incendio.
Líneas de proceso.
Plantas potabilizadoras
Planta de tratamientos de líquidos cloacales
Otras propiedades
Alta resistencia mecánica proporcionada por la fibra de vidrio.
No requieren mantenimiento teniendo una vida útil prácticamente ilimitada.
La estanquidad de los tubos y de las uniones es absoluta.
El PRFV es un material de bajo peso por lo que los tubos son ligeros.
La longitud habitual de suministro, 12 metros, favorece un rápido montaje.
El rango de diámetros disponibles es muy amplio: desde 300 mm hasta 2600 mm.
Composición de la tubería de PRFV para agua y saneamiento
En una tubería de PRFV para agua o saneamiento se pueden distinguir tres capas en su
constitución:
Capa interior o de barrera : Es una capa de gran importancia pues es la que debe
proporcionar la resistencia a posibles agentes químicos (caso del saneamiento), la resistencia
a la abrasión por el fluido, una estanqueidad absoluta y finalmente una baja rugosidad para
disminuir las pérdidas de carga. Esta capa mide generalmente entre 1 y 1,5 mm de espesor y
está formada por una banda de fibra de vidrio entrelazado de bajo gramaje (velo) de unos 50
gr/m2 y de otra capa de alto gramaje (mat) de 600 gr/m2, ambas absorbentes y de un alto
contenido de resina para que el porcentaje final de ésta sea del 70 al 80%.
Núcleo resistente o estructural: Es la capa intermedia que aporta las características de
resistencia mecánica de la tubería. La constitución de esta capa es: resinas de poliéster
ortoftálicas; fibra de vidrio utilizada en forma de hilo continuo que se enrolla sobre un
mandril junto con hilo cortado. Los inertes de cuarzo / sílice se utilizan junto a la fibra de
vidrio y la resina con objeto de aumentar la rigidez circunferencial del tubo. Esta capa
estructural puede estar formada por varias subcapas con objeto de hacer una especie de
sándwich cuando se emplean las cargas minerales.
Capa externa: La finalidad de esta capa es proporcionar resistencia a los agentes externos,
bien ambientales o del terreno, y singularmente para dar un color determinado a la tubería.
Normalmente se compone de una capa de resina (gel coat) de 0,2 a 0,3 mm en la que se han
incorporado los aditivos de protección, de color y eventualmente de protección contra los
rayos ultravioleta.
Cita: Tubería de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV). Recuperado de:
http://www.prefabricadosdelta.com/docs/repositorio//es_ES//Archivos_2013/
prefabricados_delta_prfv_2013_junio.pdf
CONSULTA DE GUIA: file:///C:/Users/user/Downloads/capitulo4-materialesdeconst-
alcantarillado-130627123752-phpapp02%20(1).pdf
4. CONCLUSIONES
Todos los materiales utilizados en las tuberías para alcantarillado sanitario tienen sus
ventajas, por lo que su elección dependerá de las condiciones en las que se asiente la
obra, su diseño y economía.
Las tuberías de hierro fundido son las más utilizadas en alcantarillado cuando este se
asienta en logares por donde pasen vehículos y en los que las capas superiores sean muy
finas, son muy resistentes a grandes profundidades y se pueden construir cuando se
demandan grandes pendientes.
Las tuberías de hierro dúctil ofrecen facilidades para ser roscadas, perforadas o cortadas,
resisten fluidos con altas temperaturas y soportan grandes cargas cuando es transportado.
Las tuberías de acero incluyen como aleación al cromo, elemento que le da propiedades
inoxidables, ya que se lleva muy bien con el oxígeno.
Las tuberías de acero sin soldadura son las que más comúnmente se fabrican y las que
más se venden. Pues son fundidas en un solo material, lo que le da más resistencia y su
longitud varía según las condiciones de pedido.
Las tuberías de acero con soldadura tienen además aplicaciones estructurales como en
pilotes para puentes y columnas para vallas publicitarias. Pueden tener recubrimientos
anticorrosivos. Pero la soldadura es la parte más débil de una tubería de hierro o acero.
La soldadura espiral es aplicada solo para diámetros grandes de tuberías, específicamente
mayores a 24 pulgadas.
Las tuberías de cerámica resisten los ataques corrosivos de las aguas, y no tienen tanta
fricción interna, pero se pueden fisurar en sus juntas, ya que son muy frágiles.
Las juntas de las tuberías de hormigón deben ser elásticas, ya que el concreto es muy
rígido y el constante movimiento en la construcción puede originar fisuras.
Los tubos de hormigón deben llevar armaduras de refuerzo solamente cuando se trata de
grandes diámetros.
Las tuberías de fibrocemento se usan cuando se plantean exigencias de alta flexibilidad e
impermeabilidad de juntas.
Las tuberías de PVC solo deben usarse hasta un diámetro de 8 pulgadas, ya que para
diámetros mayores son muy costosas.
Las tuberías de polietileno y polipropileno son recomendadas en especial para su uso en
lanzamientos submarinos ya que resisten el ataque de microorganismos.
Los tubos termoplásticos tienen la ventaja de resistir a ataques externos y fluidos
corrosivos, además de tener una gran vida útil.
Las tuberías de fibra de vidrio además de ser anticorrosivas generan competencia por su
precio accesible y sus buenas propiedades.
5. BIBLIOGRAFÍA
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http://www.revinca.com/aplicaciones.htm
2) Instalaciones tuberías termoplásticas. P. 2 Recuperado de: http://grupoppa.es/pdf/INST
%20TUB%20TERMOPLASTICAS.pdf
3) Materiales para alcantarillas: Tubos Cerámicos. Recuperado de:
http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/10/materiales-para-alcantarillas-
tubos.html
4) Prefabricados Alberdi. Tubería de hormigón. Recuperado de:
http://www.prefabricadosalberdi.com/alberdi/dm/tuberia-de-hormigon.asp?nombre=2371
5) SEMARNAT (2009). Manual de agua potable, alcantarillado y saneamiento.
Alcantarillado Sanitario. Comisión Nacional del Agua. Gobierno Federal de México. P.
30. Recuperado de:
http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Publicaciones/Publicaciones/SGAPDS-
29.pdf
6) Tubería de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV). Recuperado de:
http://www.prefabricadosdelta.com/docs/repositorio//es_ES//Archivos_2013/
prefabricados_delta_prfv_2013_junio.pdf
7) Tubería Hierro Dúctil. Recuperado de:
http://www.asumincol.net/productos_ferrosos_tubulares_hd.htm
8) Tuberías de Acero al Carbón. Recuperado de:
http://www.tuberiasyconexiones.com/tuberias_de_acero_al_carbon.html
9) Tubos de acero. Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Tuber
%C3%ADa#Tubos_de_acero
10) Tubos metálicos: Tubos de Hierro Fundido Dúctil. Recuperado de:
http://www.ingenierocivilinfo.com/2011/02/tubos-metalicos-tubos-de-hierro-
fundido.html