TUBERÍAS ENTERRADAS DE PVC
AWWA C900
Expositor: Ing. Daniel Alvarez
Especialista ACI
Ing. Daniel Alvarez
Agosto - 2019
BREVE REFERENCIA:
En USA, desde 1950, es la tubería más utilizada y aceptada. También conocida como PVC.
Cuenta con más de 65 años de antecedentes exitosos en aplicaciones de tuberías enterradas.
En Perú, históricamente se utilizaba tuberías de hierro dúctil y luego tuberías de HDPE.
Desde el año 2014 Fitflow viene incorporando una mejora tecnológica con la tubería AWWA C900
¿Por qué en Perú aún no se ha evolucionado completamente a Tuberías de PVC
AWWA C900?
CULTURA Y DESCONOCIMIENTO
Agosto - 2019
DEFINICIONES IMPORTANTES
APROBADO
LISTADO
Aceptable para la autoridad competente. La norma no establece la intervención de un
laboratorio especializado.
Equipos, materiales, accesorios, etc… incluidos en una lista publicada por una
organización que es aceptable para la autoridad competente.
Entidades
certificadoras a
nivel mundial
Importante: Las aprobaciones y listados no son eternos!
Agosto - 2019
DEFINICIONES IMPORTANTES
DR (Dimensión
Ratio)
Relación diámetro - Espesor de la pared (𝐷𝑅 =
1
2
3
4
5
6
𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟
𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑃𝑎𝑟𝑒𝑑
)
DR 6: Seis espesores
completan un diámetro
exterior
Agosto - 2019
MARCO NORMATIVO
Agosto - 2019
MARCO NORMATIVO
• NFPA 24: Instalación de tuberías y accesorios para servicio privado de incendio
• AWWA C900: Estándar para tubería de presión de PVC, 4” - 60’’, para transmisión y distribución de agua
• NSF 14: Componentes de sistemas de tuberías plásticas y materiales relacionados
• NSF 61: Componentes para sistemas de agua potable
• UL 1285: Estándar para tuberías y conexiones, PVC y PVCO, para servicio enterrado de PCI
• FM 1612: Tubería y conexiones de PVC, para servicio enterrado de PCI.
• RNE: A130, Sub-Capitulo VI Tuberías Enterradas.
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MARCO NORMATIVO
NFPA 24 (Edición 2019)
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MARCO NORMATIVO
AWWA C900
Agosto - 2019
MARCO NORMATIVO
UL 1285 (Listado de tubería)
Agosto - 2019
MARCO NORMATIVO
FM 1612 (Aprobación de tubería)
Agosto - 2019
MARCO NORMATIVO
Reglamento Nacional de Edificaciones (A130)
Artículo 142.- Las tuberías enterradas deben estar listadas para su uso en sistemas contra incendios y
deben satisfacer los siguientes estándares de fabricación
Agosto - 2019
COMPONENTES DEL SISTEMA
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TUBERÍA DE PVC
• Diámetros: Desde 4’’ a 60’’ (AWWA C900).
• Longitud estándar: 6.1 metros (20 pies).
• Diámetros exteriores: CIOD (Diámetro exterior de hierro fundido)
• Norma de instalación: AWWA C605
Agosto - 2019
ACCESORIOS DE HIERRO DÚCTIL
- Material: Hierro Dúctil ASTM A536
- Pruebas: Según ANSI/AWWAC153
- Dimensiones: Según: ANSI/AWWAC153
- Brida(Adaptador): ANSI B16.1 CLASS 125
- Revestimiento Interno: Montero de Cemento
- Revestimiento total: Asfaltico según ANSI / AWWA C102
- Empaquetadura : Caucho SBR (Etireno Butadieno).
Codo
(MJxMJ)
Tee
(MJxMJxMJ)
PERNOS
- Material: HSLA STEEL CORTEN (Acero de baja aleación con
alta resistencia a la corrosión).
- Fabricación: Según ANSI / AWWAC111/A21.11.
- Rosca: Tipo UNC según ASME B1.1.
Adaptador
(MJxFL)
Reducción
(MJxMJ)
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EQUIPOS PARA SISTEMA ENTERRADO
Válvula
compuerta NRS
Conexión MJ
Válvula
compuerta NRS
Conexión Bridada
Poste Indicador
Hidrante de
columna seca
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VENTAJA FRENTE A OTROS SISTEMAS
Agosto - 2019
VENTAJA FRENTE A OTROSSISTEMAS
PRODUCTO
HDPE
PVC C900
Uso de maquinaria
Sí
(termofusión o electrofusión)
No
Mano de obra
Muy entrenada y calificada
Entrenamiento básico
(30-45 minutos)
Tiempo de importac.
10-12 semanas
En stock
Tiempo de instalac.
Largo y lento (8-10 pegas/día)
20 min cada Unión Mecánica
Área de flujo
Reducida (espesor grande)
Amplia (OD mayores y menor
espesor)
Obra civil
Se instala con bloques de concreto
El sistema con restricción elimina el
uso de bloques de empuje
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VENTAJA FRENTE A OTROSSISTEMAS
Uso de maquinaria
C900: Junta mecánica (MJ)
Fácil instalación, mayor recorrido.
No requiere personal entrenado.
HDPE: Junta por Termo-Fusión:
Mayor tiempo de instalación, requiere compra
o alquiler de máquina y personal entrenado.
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VENTAJA FRENTE A OTROSSISTEMAS
Instalación Típica / Palanca
Fácil instalación, mayor recorrido en menor tiempo.
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VENTAJA FRENTE A OTROSSISTEMAS
Correcta instalación
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VENTAJA FRENTE A OTROSSISTEMAS
Tipo de transición HDPE / C900
• Flange Adapter
• Back-Up Ring
• Adaptador Dúctil Iron
MJ x FE
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VENTAJA FRENTE A OTROSSISTEMAS
Área de flujo
C900 UL/FM 8”
DR18 CLASE 150
HDPE FM 8” SDR11
CLASE 150
0.784”
DI
6.963”
0.503”
DI
8.044”
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VENTAJA FRENTE A OTROSSISTEMAS
Área de flujo
Esto conlleva a lo siguiente:
• Reducción de diámetros.
• Reducción en costos de válvulas y accesorios (menor diám.)
• Menor capacidad de presión de la bomba CI.
• Mayor velocidad de instalación (menor peso al reducir diám.)
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VENTAJA FRENTE A OTROSSISTEMAS
Área de flujo / Reducción de diámetros
TUBERÍA HDPE IPS
DIÁMETRO
NOMINAL
Clase 150
SDR11 - 150PSI
TUBERÍA HDPE IPS
PROPUESTA EN TUBERÍA PVCC900
Clase 200
SDR9 - 200PSI
AWWA
DR18 - 235PSI
TUBERÍA PVC C900
Clase 200
SDR9 -200PSI
AWWA
DR18 - 235PSI
AWWA
DR14 - 305PSI
DN
ID (inch)
DN
ID (inch)
4"
3.440
4"
4.267
6"
5.064
6"
6.133
8"
6.593
8"
8.044
10"
8.218
10"
9.867
DN
OD (inch)
ID (inch)
OD (inch)
ID (inch)
OD (inch)
ID (inch)
OD (inch)
ID (inch)
4"
4.500
3.633
4.500
3.440
4.800
4.267
4.800
4.114
6"
6.625
5.348
6.625
5.064
6.900
6.133
6.900
5.914
12"
9.747
10"
9.867
8"
8.625
6.963
8.625
6.593
9.050
8.044
9.050
7.757
14"
10.889
12"
11.733
10"
10.750
8.678
10.750
8.218
11.100
9.867
11.100
9.514
16"
12.444
14"
13.600
12"
12.750
10.293
12.750
9.747
13.200
11.733
13.200
11.314
18"
14.000
16"
15.467
20"
15.556
18"
17.333
22"
17.111
18"
17.333
24"
18.667
20"
19.200
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Opciones de instalación
Sistema de tuberías enterradas de PVC
Con bloques de Concreto
- Usa bloques de concreto.
- Gland Pack y Stargrip
Sin bloques de Concreto
- No usa bloques de concreto.
- Stargrip y Pipe Restrainer
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INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Opciones de instalación
SIN BLOQUES
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Opciones de instalación
SIN BLOQUES
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Opciones de instalación
StarGrip
Gland Pack
StarGrip
Sistema sin restricción
(con bloques)
Pipe
Restrainer
Sistema con restricción
(sin bloques)
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Ejemplos de instalación
Ing. Wuills Gutierrez
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Ejemplos de instalación
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Ejemplos de instalación
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Curvatura admisible
Curvatura longitudinal en 20 ft
Dos tipos:
• En el cuerpo de la tubería
• En la junta (1°)
No se deben aplicar ambas formas a la vez para realizar cambio de dirección.
Agosto - 2019
INSTALACIÓN DEL SISTEMA
Profundidad de Enterramiento
• Definir si existe congelamiento bajo la superficie
y la distancia de profundidad del congelamiento.
• Conocer los equipos, maquinarias, vías de
acceso que existirán en la superficie de todo el
recorrido de la tubería.
NFPA 24 (Edición 2019)
Agosto - 2019
CÁLCULO DE CARGAS, DEFORMACIÓN DE TUBERÍA Y
EFECTOS DE LA TEMPERATURA
AWWA M23 – DISEÑO E INSTALACIÓN DE TUBERÍA DE PVC
Agosto - 2019
CÁLCULO DE CARGAS Y DEFORMACIÓN DE TUB.
Carga estática de la tierra
*Condición de carga de prisma
Agosto - 2019
CÁLCULO DE CARGAS Y DEFORMACIÓN DE TUB.
Otras cargas muertas
*Ecuación de Boussiness
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CÁLCULO DE CARGAS Y DEFORMACIÓN DE TUB.
Carga vivas (dinámicas)
P: Fuerza (Peso del vehículo)
Agosto - 2019
CÁLCULO DE CARGAS Y DEFORMACIÓN DE TUB.
Tubería PVC como tubería flexible
• Se deflecta por lo menos un 2% sin sufrir daño estructural; sino, se
considera tubería rígida.
• La rigidez de la tubería es medida siguiendo los lineamientos de ASTM
D2412.
• La limitación o control de la deflexión del PVC generalmente no es un
parámetro crítico, pues las deflexiones admisibles son relativamente altas.
Agosto - 2019
CÁLCULO DE CARGAS Y DEFORMACIÓN DE TUB.
Ecuación de Spangler’s Lowa modificada:
DL: Factor de retardo de establecimiento de carga.
Kx: Constante de cama.
E: Módulo de elasticidad de la tubería (400.000psi).
E’: Módulo de elasticidad del terreno* (psi).
Wp: Cargas Muertas
WL: Cargas Vivas
AWWA C605 indica que la deflexión de las tuberías debe limitarse a 7.5%
Agosto - 2019
CÁLCULO DE CARGAS Y DEFORMACIÓN DE TUB.
INICIO
Ecuación:
FIN
|
Datos Necesarios:
1) DR de la Tubería
2) DL = 1 Para terrenos mantenidos en elTiempo
3) Ys: Peso especifico delterreno
4) H: Altura de enterramiento al top de latubería
5) Bd: Ancho de la zanja
6) D: Diámetro de la tubería
7)Módulo de reacción del suelo (E 'n) para suelo
nativo (Estudio de Suelo)
Calculamos Wp: Suma de Cargas
Muertas
Calculamos WL:
Suma de Cargas
Vivas
Calculamos E :
E = Sc x E b
E'b = módulo de reacción del suelo
del empotramiento de la zona de
tubería de la Tabla 4-5
Sc: Valores para el factor de
combinación de soporte del suelo.
Tabla 4-4
Agosto - 2019
Kx: Coeficiente de la cama de arena
Agosto - 2019
Sc: Valores para el factor de combinación de soporte del suelo.
Tabla 4-4
Agosto - 2019
E'b = módulo de reacción del suelo del empotramiento de la zona de tubería de la Tabla 4-5
Agosto - 2019
EFECTOS DE LA TEMPERATURA
Clase de presión
La clase de presión es un valor
nominal de las presiones que pueden
trabajarse con las tuberías de PVC
Presión de trabajo:
Para obtener las presiones de trabajo máxima se
multiplica la clase de presión por Ft:
Agosto - 2019
ACEPTACIÓN DEL SISTEMA
Agosto - 2019
ACEPTACIÓN DEL SISTEMA
Antes de la prueba
• Se debe purgar todo el aire en el interior del sistema.
• Se debe rellenar las zanjas dejando las uniones visibles.
• En caso el sistema instalado sea con bloques de concreto, se debe compactar el relleno de la
zanja antes de iniciar con la presurización para la prueba.
Agosto - 2019
ACEPTACIÓN DEL SISTEMA
La prueba se hace con la zanja semi-tapada.
Agosto - 2019
ACEPTACIÓN DEL SISTEMA
Consideraciones durante las pruebas
• Prueba hidrostática durante 2 horas a una presión mínima de 200psi ó 50psi por encima de la
presión de trabajo.
• NFPA recomienda que se eleve la presión en intervalos de 50PSI hasta llegar a la presión de
prueba.
• Variación admisible en la presión: 5 psi.
Agosto - 2019
LO QUE NO SE DEBE HACER
Agosto - 2019
LO QUE NO SE DEBE HACER
Realizar pruebas en un sistema
con bloques de concreto sin tener
los bloques de concreto.
Realizar pruebas con bloques de
concreto que aun no estén
completamente secos.
Agosto - 2019
LO QUE NO SE DEBE HACER
Prueba a zanja destapada.
Restricción por medio de
alambres, barras y madera.
Agosto - 2019
LO QUE NO SE DEBE HACER
Respaldo inestable del
bloque de concreto
Agosto - 2019
¿PREGUNTAS?
Agosto - 2019
¡MUCHAS GRACIAS POR SU
ATENCIÓN!
Ing. Daniel Alvarez
Cel: 932 556 478
Email: dalvarez@siatradin.com
Especialista ACI
SIA INGENIERIA ESPECIALIZADA
Ing. Daniel Alvarez
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