5-6-2014

TUBERIAS PARA LINEAS

PRESURIZADAS MECNICA DE FLUIDOS II E HIDRULICA

Andy Greey Mera Vsquez UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS AREQUIPA

ING. FEBRES ROSADO OLGER JAVIER

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIN ..................................................................................................................................... 2

LINEAS DE CONDUCCIN .................................................................................................................. 2

TUBERIAS ........................................................................................................................................... 2

MATERIALES: CARACTERISTICAS.................................................................................................. 2

TUBERIAS MS USUALES Y CARACTERISTICAS ............................................................................... 5

TIPOS DE UNIONES............................................................................................................................ 5

TUBERIAS PRESURIZADAS (HOBAS) ..................................................................................................... 7

SISTEMAS PRESURIZADOS CC .......................................................................................................... 7

UNIONES ........................................................................................................................................ 7

SISTEMAS PRESURIZADOS FW ......................................................................................................... 8

TIPO B ............................................................................................................................................. 8

TIPO D............................................................................................................................................. 8

TIPO E ............................................................................................................................................. 8

TIPO N ............................................................................................................................................ 9

TUBERIAS PVC (PAVCO) ........................................................................................................................ 9

Propiedades y ventajas de las tuberas de PVC .............................................................................. 11

TUBERIAS DE FIBRA DE VIDRIO (PRFD) (FLOWTITE) .......................................................................... 12

TUBERIAS HDPE ................................................................................................................................... 12

VENTAJAS DE LAS TUBERIAS DE POLIETILENO ......................................................................... 12

TUBERIAS DE HIERRO DUCTIL ............................................................................................................ 14

HIERRO FUNDIDO (CHARLOTTE) ........................................................................................................ 15

CONCLUSIONES .................................................................................................................................. 16

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TUBERIAS PARA LINEAS PRESURIZADAS INTRODUCCIN

Son tuberas de conduccin de agua sometida a variaciones de presin, pueden ser de Transmisin o de

Distribucin.

LINEAS DE CONDUCCIN

Dentro de un sistema de abastecimiento de agua, se le llama lnea de conduccin, al conjunto integrado

por tuberas, y dispositivos de control, que permiten el transporte del agua -en condiciones adecuadas

de calidad, cantidad y presin- desde la fuente de abastecimiento, hasta el sitio donde ser distribuida.

La prdida de presin es la principal consideracin en el diseo de cualquier tubera. Aunque existen

innumerables fuentes de prdida de presin a lo largo de las tuberas, stas se pueden dividir para su

estudio en prdidas mayores o de friccin y en prdidas menores o localizadas.

Las lneas de conduccin de agua se calculan siguiendo varios procedimientos existentes. Su diseo en

general consiste en definir el dimetro en funcin de las prdidas de carga, a partir del gasto que se

conducir y el material de la tubera. Las prdidas de carga, se obtienen aplicando las ecuaciones de

Darcy-Weisbach, Scobey, Manning o Hazen-Williams.

TUBERIAS

Las tuberas se fabrican en diversos materiales en funcin de consideraciones tcnicas y econmicas.

Suele usarse el polister reforzado con fibra de vidrio (PRFV), hierro fundido, acero, latn, cobre, plomo,

hormign, polipropileno, PVC,1 y termoplstico polietileno de alta densidad (PEAD).

MATERIALES: CARACTERISTICAS

PVC: POLICLORURO DE VINILO

Tiene una elevada resistencia a la abrasin, junto con una baja densidad (1,4 g/cm3), buena

resistencia mecnica y al impacto, lo que lo hace comn e ideal para la edificacin y construccin.

Al utilizar aditivos tales como estabilizantes, plastificantes entre otros, el PVC puede

transformarse en un material rgido o flexible, caracterstica que le permite ser usado en un gran

nmero de aplicaciones.

Es estable e inerte por lo que se emplea extensivamente donde la higiene es una prioridad, por

ejemplo los catteres y las bolsas para sangre y hemoderivados estn fabricadas con PVC, as

como muchas tuberas de agua potable.

Es un material altamente resistente, los productos de PVC pueden durar hasta ms de sesenta

aos como se comprueba en aplicaciones tales como tuberas para conduccin de agua potable

y sanitarios; de acuerdo al estado de las instalaciones se espera una prolongada duracin del PVC

as como ocurre con los marcos de puertas y ventanas.

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Debido a los tomos de cloro que forman parte del polmero PVC, no se quema con facilidad ni

arde por si solo y cesa de arder una vez que la fuente de calor se ha retirado. Los perfiles de PVC

empleados en la construccin para recubrimientos, cielorrasos, puertas y ventanas, se debe a la

poca inflamabilidad que presenta.

Se emplea eficazmente para aislar y proteger cables elctricos en el hogar, oficinas y en las

industrias debido a que es un buen aislante elctrico.

Se vuelve flexible y moldeable sin necesidad de someterlo a altas temperaturas (basta unos

segundos expuestos a una llama) y mantiene la forma dada y propiedades una vez enfriado a

temperatura ambiente, lo cual facilita su modificacin.

Alto valor energtico. Cuando se recupera la energa en los sistemas modernos de combustin

de residuos, donde las emisiones se controlan cuidadosamente, el PVC aporta energa y calor a

la industria y a los hogares.

Amplio rango de durezas

Rentable. Bajo coste de instalacin.

Es muy resistente a la corrosin

GRP: PLSTICO REFORZADO CON VIDRIO

El plstico reforzado con vidrio o plstico reforzado con fibra de vidrio (PRFV), GRP (Glass Reinforced

Plastic), tambin denominado con las siglas GFRP (Glass-Fiber Reinforced Plastic), o GFK (del alemn

Glasfaserverstrkter Kunststoff).

Es un material ligero y resistente, rgido, con buen comportamiento frente a la corrosin y al

desgaste, y buen aislante trmico, acstico y elctrico. Entre sus desventajas se encuentran la

dificultad de reciclaje, el mal comportamiento frente al fuego (adems, los productos de su

combustin son txicos), y la ausencia de normativas que regulen u orienten sobre su uso, ya que

las propiedades del material varan notablemente dependiendo del proceso de elaboracin, la

cantidad de fibra, y el tipo de resina empleado.

Las propiedades mecnicas dependen esencialmente de la cantidad y disposicin de la fibra de

vidrio. La resistencia a traccin del material puede oscilar desde los 500 kg/cm2 con vidrio

proyectado, hasta alcanzar los 10.000 kg/cm2 con vidrio unidireccional al 90% en peso.1 En

presencia de esfuerzos, el GRP presenta una fatiga estructural que disminuye su resistencia

aproximadamente un 1% anual.

Por contra, el resto de propiedades (durabilidad, resistencia a la abrasin, etc.) dependern

fundamentalmente del tipo de resina. Dependiendo de sta, el material podr soportar

temperaturas entre 125 C y 300 C.

HDPE: POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD

Es tubera plstica fabricada en Polietileno de Alta Densidad (HDPE por sus siglas en ingls). La

tubera HDPE est diseada para trabajar con agua a presin y es muy utilizada a nivel mundial

como una alternativa al PVC (Policloruro de Vinilo). La tubera HPDE tambin se utiliza

ampliamente en la construccin de redes de distribucin de gas, en minera y en la industria. La

norma de fabricacin ms utilizada en el mundo para la fabricacin de tubera HDPE es la ISO

44271.

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El HDPE es un material mucho ms fcil de reciclar y menos peligroso que el PVC para el medio

ambiente. El plstico clorado PVC (policloruro de vinilo) ocasiona graves riesgos al medio

ambiente y a la salud pblica durante todo su ciclo de vida. Los principales riesgos estn

asociados con la generacin y emisin de dioxinas durante el proceso de fabricacin del cloruro

de vinilo y la incineracin de productos de PVC.

HD: HIERRO FUNDIDO DUCTIL

Los tubos en hierro fundido dctil son elementos de alta tecnologa, calidad y desempeo, usados

comnmente en sistemas de acueducto y alcantarillado con o sin presin, sistemas de riego e

instalaciones industriales. Combina la resistencia de un acero con la larga vida del hierro gris fundido. Los

materiales empleados en su fabricacin responden a los ms altos estndares de calidad, cumpliendo

estrictas normas en cuanto a propiedades mecnicas, desempeo y atoxicidad en el caso de aplicacin

para acueducto.

Tubera hierro dctil ISO

La tubera "ISO" se fabrica de acuerdo a la norma ISO 2531 y viene en dos clases: clase K-7 & clase K-9. La

clase K-9 es ms gruesa.

FF: FIERRO FUNDIDO

La tubera de hierro fundido es utilizada principalmente en la construccin de edificios. Sirve muy bien

en aplicaciones para drenaje sanitario, drenaje para aguas pluviales (drenaje de tormenta), lneas de

desage y lneas de ventilacin. El producto es ampliamente utilizado en construccin comercial,

industrial y residencial. Algunos ejemplos comunes incluyen hospitales, escuelas, estadios, prisiones y

condominios privados para vivienda. La tubera de hierro fundido es un material fundamentalmente

DWV (desage, desechos y ventilacin, por sus siglas en ingls) utilizado en la construccin de edificios

de gran altura.

El hierro fundido, hierro colado, ms conocido como fundicin gris es un tipo de aleacin conocida como

fundicin, cuyo tipo ms comn es el conocido como hierro fundido gris.

La Fundicin gris es una aleacin comn en la ingeniera debido a su relativo bajo costo y buena

maquinabilidad. La fundicin gris posee una rotura frgil, es decir, no es dctil, por lo que no presenta

deformaciones permanentes importantes antes de llevarla a su tensin de rotura: no es tenaz.

Al tener una alta tensin de rotura, pero baja ductilidad, casi toda su curva de tensin alargamiento

presente muchas zonas en donde las tensiones son proporcionales a las deformaciones: tiene mucha

resiliencia, es decir, capacidad de absorber trabajo en el perodo elstico o de deformaciones no

permanentes. El silicio promueve una buena resistencia a la corrosin e incrementa la fluidez de la colada

de fundicin, la fundicin gris es considerada, generalmente, fcil de soldar.

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TUBERIAS MS USUALES Y CARACTERISTICAS

TIPOS DE UNIONES

Campana y espigo:

Es un tipo de junta integral, compuesta por una embocadura o campana en la que se introduce la espiga.

Esta espiga est mecanizada al objeto de alojar una o dos juntas tricas en material elastmero. La

finalidad de las mismas es la de asegurar la estanqueidad de la unin por presin contra la pared interior

de la campana. Esta junta no tiene resistencia axial y es muy apropiada para tubera enterrada por su

facilidad y rapidez de montaje.

Se usa plomo como material sellante, despus de la unin es envuelta con hilo de estopa, han sido en su

mayora remplazadas por uniones a presin con empaques de caucho.

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A presin con empaque de caucho :

Son mucho ms fciles de ensamblar y menos probable que tengan escapes como resultado de

desplazamientos que ocurran terminada la construccin.

Mecnicas:

Estn disponibles tanto con anillos de seguro como sin ellos. La unin sin seguro no puede resistir mucha

presin y es a veces usada con barras de empate roscadas que transfieren las cargas longitudinales a

secciones adjuntas con el fin de desarrollar ms resistencia en el suelo.

Bridadas :

Es fabricada roscando los bordes de la tubera y atornillando las bridas en los bordes. Las bridas son

hechas con delgadas caras paralelas, insertndose un empaque para asegurar un ajuste hermtico al

agua. Esta unin nunca es enterrada, ya que la corrosin puede hacer muy difcil su posterior desmonte.

Bola flexible :

Permiten la inclinacin de la secciones de unin hasta 15. Un empaque de caucho asegura el sello

hermtico al agua en una unin por dems metlica. Esta unin es usada en circunstancias en las cuales

se prevn grandes deformaciones.

De rosca:

Son usadas en distribucin interna de edificaciones, en proyectos a gran escala, estn provistas de bridas.

Victaulic:

Consta de dos envolturas semicirculares que estn aseguradas entre si alrededor de la tubera. Los

engranajes de las envolturas encajan en los borden de la tubera y envuelven un anillo de caucho que sirve

como empaque.

Dresser:

Constan de un anillo central y dos anillos exteriores que estn atornillados entre s contra el anillo central,

tras el cual fuerzan los empaques. Tales uniones permiten un grado de rotacin de la unin.

Unin qumica:

La unin qumica consiste en el vendado de las dos partes a unir con el mismo material de base,

obtenindose as uniones sin intercalar ninguna pieza o mecanismo para realizar conducciones

monolticas. La longitud y el espesor de la unin dependen del dimetro de la tubera y de las condiciones

de servicio. Esta unin resiste esfuerzos de traccin axial.

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TUBERIAS PRESURIZADAS (HOBAS)

SISTEMAS PRESURIZADOS CC

Las tuberas presurizadas HOBAS son hechas de fibra de vidrio reforzada con plsticos (GRP) se utilizan

como solucin a varios problemas, pero principalmente para agua potable y piping para plantas

hidroelctricas.

UNIONES

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SISTEMAS PRESURIZADOS FW

TIPO B

La tubera tipo B es de fibra de vidrio reforzada con revestimiento termoplstico y producido segn la

norma DIN 16965 parte 2 sobre la base de UP y resinas de vinilster. Tubos de este tipo se pueden unir

con juntas soldadas o laminadas (Uniones) o bridas (Fittings).

TIPO D

TIPO E

La tubera tipo E es producida y reforzada con fibra de vidrio segn la norma DIN 16965 parte 5 sobre la

base de UP y resinas de vinilster.

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TIPO N

UNIONES

TUBERIAS PVC (PAVCO)

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Propiedades y ventajas de las tuberas de PVC

TUBO PVC-U PARA CONDUCCION DE FLUIDOS A PRESION CON EMPALME UNION

FLEXIBLE (U F) ESPECIFICACIONES TECNICAS NTP-ISO 4422

La tubera de PVC son fabricados con espesores de pared, calculados con un factor de seguridad FS = 2.5

(exigido por sedapal).

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TUBERIAS DE FIBRA DE VIDRIO (PRFD) (FLOWTITE)

TUBERIAS HDPE

VENTAJAS DE LAS TUBERIAS DE POLIETILENO

Livianas

Flexibilidad y Resistencia

Resistencia Quimica

Resistencia a la Radiacin Ultravioleta (contenido de negro humo)

Baja presin

Resistencia a la Abrasin.

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TUBERIAS DE HIERRO DUCTIL

TUBERA HIERRO DCTIL ISO

La tubera "ISO" se fabrica de acuerdo a la norma ISO 2531 y viene en dos clases: clase K-7 & clase K-9. La

clase K-9 es ms gruesa.

Revestimientos: El revestimiento standard de la tubera ISO est conformado por una capa interior de

mortero de cemento y exteriormente por una capa de pintura bituminosa a partir de petrleo. Como una

opcin se puede suministrar la tubera con una capa exterior de zinc metlico, pero el cliente debe

especificarlo. Cuando la tubera se va a instalar en suelos muy corrosivos, la tubera se puede suministrar

con una manga de polietileno.

LA TUBERA AWWA SE PUEDE ESPECIFICAR EN DOS CLASES:

Thickness Class: Pressure Class:

(Basado en el espesor de la tubera) (Basado en la presin de trabajo)

Segn norma ANSI/AWWA C150

Clase 50 Clase 150 (150 psi)

Clase 51 Clase 200 (200 psi)

Clase 52 Clase 250 (250 psi)

Clase 53 Clase 300 (300 psi)

Clase 54 Clase 350 (350 psi)

Clase 55

Clase 56

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HIERRO FUNDIDO (CHARLOTTE)

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CONCLUSIONES

Las tuberas de Acero son muy Resistentes y se recomienda su Uso cuando las Presiones son Altas, sin

embargo su costo es muy elevado y sufre corrosin.

Las Tuberas de Asbesto Cemento son resistentes a la corrosin y son Ligeras, pero se requiere de un

cuidado especial.

Las Tuberas de Plstico son Ligeras y de Instalacin Rpida, resistentes a la corrosin y tienen bajos

coeficientes de rugosidad, pero sin embargo son frgiles ante los rayos solares.

La Fundicin gris es de bajo costo pero posee una rotura frgil, es decir, no es dctil, por lo que no

presenta deformaciones permanentes importantes antes de llevarla a su tensin de rotura.

El HDPE es un material mucho ms fcil de reciclar y menos peligroso que el PVC para el medio ambiente.

El PVC ocasiona graves riesgos al medio ambiente y a la salud pblica durante todo su ciclo de vida.

El PVC Es un material altamente resistente pueden durar hasta ms de sesenta aos y no se corroen.