Compendio técnico
abastecimiento de agua
Tuberías, válvulas y accesorios en hierro dúctil para sistemas de acueducto, alcantarillado, riego e industrial.
2
Desde hace 150 años producimos tuberías, válvulas
y accesorios de alto rendimiento para sistemas de
acueducto, alcantarillado y riego...
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Soluciones
completas
en hierro
dúctil para
sistemas de
acueducto,
alcantarillado
y riego...
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Una extensa red industrial y comercial implantada en el
mundo, para estar siempre próximo a sus clientes.
6
Nuestros productos cumplen con los
estándares de calidad más exigentes.
7
Generalidades / Fabricación
13
Juntas
47
Hierro Fundido Dúctil
14
Elastómeros
48
Fabricación
17
Junta standard
50
Normas
21
Junta express
52
Dimensiones
22
Junta standard Vi
54
Prueba de fábrica
25
Junta standard Ve
56
Calidad
26
Junta con bridas
58
Certificación
29
Bridas (dimensiones /taladrado)
60
31
Protección / Revestimientos
69
Características Mecánicas
Presión (Terminología)
32
Aguas Agresivas y Corrosivas
70
Presiones de máximas admisibles
34
Materiales en Contacto con el Agua Potable
71
Cargas (Comportamiento a las)
37
Revestimientos Interiores (Determinación)
72
Alturas de cobertura
39
Cemento (Montero de)
73
Coeficientes de seguridad
44
Corrosividad de los suelos
75
Revestimientos Exteriores (Determinación)
77
Suelos (Características Mecánicas)
123
Zinc
78
Movimiento de tierras
124
Manga de Polietileno
80
Terrenos Inestables
127
Estudio Proyecto
83
Paso en puente
129
Colocación en Área
131
Colocación en Camisa
132
Colocación En Galería
134
Colocación Sumergida
135
Colocación en Pendiente
137
Colocación sin Zanja
139
Necesidades / Recursos del Agua
84
Diámetros (Determinación)
87
Perfil Longitudinal
91
Perdidas de Carga
93
Perdidas de Carga (tablas)
95
Golpes de ariete
111
Empujes Hidráulicos
114
Macizos (Bloques)
115
Acerrojado
119
Desviación Angular
121
Acondicionamiento/ Manutención
Transporte / Almacenamiento
143
Acondicionamiento
144
Marcado
145
Manipulación
147
Montaje de Junta Express
172
Transporte
148
Montaje de la Junta con Bridas
173
Almacenamiento de Tubos
149
Colocación (Aparatos)
176
Almacenamiento de los Anillos de Junta
151
Manga de Polietileno (Colocación)
178
153
Prueba de Obra
184
Corte de los Tubos
154
Reparación e Intervención
187
Desovalización
156
Instalación
Reparación del revestimiento Interior
Protección Exterior de las Canalizaciones 193
157
Reparación del revestimiento exterior
159
Pasta Lubricante
160
Montaje de la Junta Standard
161
Montaje de la Junta Standard Vi
163
Montaje de la Junta Standard Ve
165
Soldadura (Cordón para Acerrojado)
169
Protección de Base
194
Protección de Base Reforzada Aplicada in situ 195
Protección Especial STANDARD TT PE
196
Protección especial STANDARD TT PU
197
Protección especial ISOPAM
198
Juntas
201
Tubos y Uniones con Bridas
231
Tipo de Juntas
202
Tubos
232
Junta Standard
203
Codos
233
Junta standard Vi
204
Tes
237
Junta standard Ve
205
Piezas de Reducción y Cierre
243
Junta con bridas
206
Uniones Rectas
247
Junta Express
210
Gama Complementaria
Tubos y Uniones con Enchufes
213
Tubos
214
Codos
215
Tes
219
Piezas de Reducción y Cierre
225
Uniones Rectas
227
249
Generalidades / Fabricación
13
Hierro Fundido Dúctil
14
Fabricación
17
Normas
21
Dimensiones
22
Prueba de Fábrica
25
Calidad
26
Certificación
29
13
HIERRO FUNDIDO DÚCTIL
El hierro fundido dúctil se diferencia de los hierros fundidos grises
tradicionales por sus notables propiedades mecánicas (elasticidad,
resistencia a los choques, alargamiento...) que se deben a la forma esferoidal
de las partículas de grafito.
DEFINICIÓN DE LOS HIERROS FUNDIDOS
- Diferentes tipos de hierros fundidos
Se puede establecer una clasificación de los productos ferrosos en función
del contenido de carbono dentro del metal básico:
El término de “hierro fundido” cubre una amplia variedad de aleaciones
Fe-C que suelen clasificarse en familias según el estado del grafito, con una
diferenciación adicional debida a la estructura de la matriz metálica (ferrita,
perlita...)
- hierro
: 0 a 0,1% de C,
- acero : 0,1 a 1,7% de C,
- hierro fundido : 1,7 a 5% de C.
Por debajo del 1,7 % de carbono, la solidificación genera austenita, material
Z en cuya estructura todo el carbono se encuentra en solución sólida.
Por encima del 1,7 % de carbono, este no se puede disolver en totalidad en
la estructura del hierro y, por ello, se solidifica bajo la forma de una segunda
fase que puede ser grafito (C puro) o carburo férrico (Fe3C). El hierro fundido
es un material multi-fases de estructura compleja : los constituyentes más
corrientes son la ferrita (Feα) y la perlita (Feα + Fe3C).
Otros elementos, presentes en el hierro fundido en proporciones muy bajas
tienen una influencia sobre la estructura y las propiedades mecánicas y de
fundición del metal. El silicio (generalmente del 1 al 3 %) tiene un cometido
particular y, de hecho, convierte el hierro fundido en aleación ternaria :
hierro, carbono, silicio.
14
HIERRO FUNDIDO DÚCTIL
Influencia de la forma del grafito
En los hierros fundidos grises, el grafito se presenta en forma de laminillas, de
ahí su denominación metalúrgica de hierros fundidos de grafito laminar.
Cada laminilla de grafito puede producir un comienzo de fisura cuando se
concentran esfuerzos anormales en determinados puntos.
Por ello, los metalúrgicos han tratado de disminuir o eliminar estos efectos
modificando el tamaño o la disposición de estas laminillas.
La centrifugación ha permitido obtener laminillas muy finas que aumentan
sensiblemente las cualidades mecánicas del hierro fundido.
Se dio un paso decisivo en 1948 cuando las investigaciones realizadas en
EE.UU. y Gran Bretaña han permitido obtener un hierro fundido de grafito
esferoidal (o hierro fundido GS), más conocido bajo el nombre de hierro
fundido dúctil.
El grafito ya no está dispuesto en laminillas, sino que se halla cristalizado
en forma esférica. Por lo tanto, las líneas de propagación de las posibles
rupturas se encuentran eliminadas.
La cristalización del grafito en forma de esferas se obtiene mediante la
introducción controlada de una pequeña cantidad de magnesio en un hierro
fundido de base previamente desulfurado.
Características del hierro fundido GS
Por la forma esferoidal del grafito que contiene, el hierro fundido dúctil
tiene las siguientes y notables características mecánicas:
▪▪Resistencia a la tracción,
▪▪Resistencia a los choques,
▪▪Alto límite elástico,
▪▪Alargamiento importante.
Estas características pueden mejorarse todavía más mediante el control del
análisis químico y del tratamiento térmico de la matriz metálica.
El hierro fundido dúctil conserva, no obstante, las cualidades mecánicas
tradicionales de los hierros fundidos, que provienen de su alto contenido
de carbono:
▪▪ Resistencia a la compresión,
▪▪ Aptitud al moldeo,
▪▪ Resistencia a la abrasión,
▪▪ Maquinabilidad,
▪▪ Resistencia a la fatiga.
15
HIERRO FUNDIDO DÚCTIL
El hierro fundido dúctil de SAINT- GOBAIN PAM
Todos los tubos y uniones SAINT- GOBAIN PAM son fabricados con hierro fundido GS que cumple las normas : EN 545 e ISO 2531
Resistencia mínima a
la tracción
Tipo de piezas
Alargamiento mínimo
a la ruptura
Rm
A
MPa
%
DN 40 a 2 000
DN 40 a 1 000
DN 1 100 a 2 000
Tubos centrifugados
420
10
7
Tubos no centrifugados uniones y accesorios
420
5
5
Nota1: Por acuerdo entre el fabricante y el cliente se puede medir el limite convencional de elasticidad de 0,2% (Rpo,2). Este no deberá ser inferior a:
▪▪270 MPa cuando A ≥ 12% para los DN 40 a 1 000 o ≥ 10% para DN > 1 000;
▪▪300 MPa en los otros casos.
Comparación de características de diferentes tipos de fundición para tubos centrifugados.
La dureza Brinell no debe exceder 230 HB en
los tubos y 250 HB en las uniones y accesorios.
Para los componentes fabricados por soldadura,
se admite una dureza Brinell más alta en la zona
efectuada térmicamente por la soldadura
16
FABRICACIÓN
El proceso de fabricación de los tubos y de las uniones comporta tres
etapas :
- Elaboración del metal : alto horno, cubilote y procesamiento del metal,
- Centrifugación / fundición,
- Acabado / revestimientos.
17
FABRICACIÓN
18
FABRICACIÓN
- Elaboración del metal
El metal líquido se puede obtener directamente por reducción del mineral
de hierro en un alto horno o por fusión de lingotes de arrabio y chatarras en
un cubilote (o en un horno eléctrico); en todos los casos, los materiales se
seleccionan y controlan cuidadosamente, con el fin de producir un metal de
base de gran pureza, compatible con los procedimientos que se describen
a continuación.
Después de la desulfuración, la temperatura del hierro fundido se ajusta en
un horno eléctrico, con el fin de obtener la temperatura óptima de colada.
Entonces, de ser necesarias, se pueden aportar correcciones a la
composición química añadiendo chatarras o ferroaleaciones específicas y, a
continuación, se introduce el magnesio dentro del metal líquido con el fin de
que el hierro fundido se vuelva dúctil (ver HIERRO FUNDIDO DÚCTIL).
- Centrifugación
El procedimiento de centrifugación consiste en depositar una capa de hierro
fundido líquido dentro de un molde cilíndrico de acero forjado que gira
a gran velocidad y en solidificar el metal por enfriamiento constante del
molde.
Los principales procedimientos son el “de LAVAUD” y el “WET SPRAY”. En el
procedimiento “de LAVAUD”, el metal líquido se vierte en un molde de acero
forjado sin ningún revestimiento y sufre un enfriamiento muy rápido. Es
necesario un recocido de grafitización y luego de ferritización para obtener
tubos con la estructura y las propiedades mecánicas deseadas.
En el procedimiento “WET SPRAY”, se recubre la superficie interior del molde
de acero forjado (antes de verter el hierro fundido) con una fina capa de
polvo de sílice refractario con lo que se disminuye la conductividad térmica
de la interfase metal liquido-molde de acero forjado.
Cuando salen del horno de tratamiento térmico, los tubos reciben en el
exterior de la caña una capa de zinc metálico puro obtenida por fusión de
alambre con arco eléctrico y proyección por aire comprimido.
Varios tipos de inspecciones y ensayos se realizan sistemáticamente con el
fin de garantizar la calidad : control de la estructura y de las características
mecánicas del metal, inspección visual, control dimensional, prueba
hidrostática unitaria. Habida cuenta de su importancia para la estanquidad
de la junta, la espiga y el enchufe pasan por controles particulares.
El revestimiento interior de mortero de cemento se aplica por centrifugación.
En el método escogido por SAINT-GOBAIN PAM, el mortero se vierte en el
tubo, puesto en rotación a gran velocidad, lo que garantiza una adecuada
compacidad del revestimiento interior.
A continuación, el mortero de cemento de los tubos se pone a fraguar a
temperatura e higrometría controladas.
Una vez fraguado el cemento, los tubos pasan por las “líneas de
barnizado” donde se aplica sobre el zinc una capa de barniz bituminoso por
proyección.
Finalmente, los tubos se empaquetan (DN ≤ 300) y almacenan en parque
hasta su expedición.
Fabricación de las uniones
La producción de las uniones y accesorios de hierro fundido dúctil sigue el
mismo esquema de fabricación (elaboración del metal, fundición acabado
y revestimientos).
- Fundición
La rapidez de enfriamiento de la pared del tubo es inferior a la del procedimiento
“de LAVAUD” y sólo se requerirá un recocido de ferritización.
La colada se realiza con diversos procedimientos de moldeo, según el tipo
y las dimensiones de las piezas a fabricar.
Los principales procedimientos utilizados por SAINT- GOBAIN PAM son:
- Acabado/Revestimientos
- El modelo en arena compactada (en masa o en chasis) sobre cadenas
19
FABRICACIÓN
automáticas de alta cadencia, para las piezas de diámetro pequeño.
- El modelo en arena preformada al vacío (V-procces) en cadena automática,
para las piezas de diámetro mediano.
- El modelo en arena auto-endurecible para las piezas de gran diámetro.
- Acabados/Revestimientos
Al salir del moldeo, las piezas pasan por las operaciones de eliminación de
mazarotas, granallado y desbarbado. Las uniones sufren a continuación una
prueba de estanquidad al aire, antes de recibir una capa de revestimiento
bituminoso por baño o proyección.
20
NORMAS
Los productos para canalización de hierro fundido dúctil SAINT- GOBAIN PAM
están conformes con las normas francesas, europeas e internacionales
- Francesas homologadas,
- Europeas,
- Internacionales, y particularmente con las normas siguientes:
ESPECIFICACIONES
NORMAS
Internacionales
Especificación técnica general de las canalizaciones de hierro fundido dúctil con presión
Tubos con enchufes
ISO 2531:2009
Tubos con bridas
Uniones con enchufes
EN 545:2010
Uniones con bridas
Dimensiones y taladrado de las bridas (fijas y orientables)
ISO 7005-2
Anillos de goma. Especificaciones de los materiales
ISO 4633
Revestimiento exterior de zinc. Parte 1. Zinc metálico con capa de acabado
ISO 8179-1
Revestimiento exterior de zinc. Parte 2. Pintura rica en zinc con capa de acabado
ISO 8179-2
Manga de polietileno
ISO 8180
Revestimiento interior de mortero de cemento de los tubos
ISO 4179
Pruebas hidrostáticas después de la instalación
ISO 10802
Método de diseño para tubos de hierro dúctil
ISO 10803
Válvulas metálicas para uso en sistemas de tuberías con bridas. Dimensiones de cara a
cara y de centro a cara.
ISO 5752
Válvulas de compuerta de hierro fundido, operadas predominantemente con llave, para
uso subterráneo
ISO 7259
Modelo para el aseguramiento de la calidad aplicable a la fabricación y comercialización.
ISO 9001
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DIMENSIONES
Las principales dimensiones y tolerancias de los tubos y uniones de hierro
fundido dúctil están normalizadas:
- espesor nominal de hierro fundido (tubos y uniones),
- espesor nominal de cemento (tubos),
- longitud de los tubos,
- diámetro exterior de la caña de los tubos.
Espesor nominal de hierro fundido
- Tolerancia
Para tubos centrifugados la tolerancia positiva sobre el espesor mínimo es
de (1.3 + 0,001 DN).
Para tubos moldeados la tolerancia positiva sobre el espesor mínimo es de
(2.3 + 0,001 DN).
Espesor de cemento de los tubos
Espesor
Espesor
Valor nominal
Mínimo Puntual
mm.
mm.
60 a 300
3
2
350 a 600
5
3
700 a 1 200
6
3.5
1 400 a 2 000
9
6
DN
El espesor nominal de pared de hierro fundido dúctil, que no debe ser inferior a 3 mm, se obtiene a partir de la siguiente formula:
donde :
emin
: espesor mínimo de la pared, en mm
PFA
SF
DE
Rm
: presión de funcionamiento admisible, en bar
: factor de seguridad para la PFA (=3)
: diámetro exterior del tubo, en mm
: resistencia mínima de tracción en MPa (=420)
- Tubos
La PFA corresponde a las clases de presión definidas en la norma ISO
2531:2009*; C40 para DN <=300 mm, C30 para DN <= 600 mm, y C25
para DN <=2000 mm. Para un DN dado, es idéntico el diámetro exterior de
un tubo, cualquiera que sea su clase de espesor.
*Para otras clases de espesor consúltenos.
22
DIMENSIONES
Longitud útil de los tubos
Las longitudes útiles de los tubos con enchufes son las siguientes:
DN
Longitud útil de los
tubos
JUNTA STANDARD
m
60 a 300
350 a 600
6
700
800
7
900
7*
La longitud útil de un tubo, tomada en cuenta para los cálculos lineales, es la
longitud del tubo sin contar el enchufe.
1000
8,27*
1 100
8,19
1 200
8,18
1 400
8,17
1 500
8,16
1 600
8,16
1 800
8,15
2 000
8,13
* La longitud útil depende de la fábrica de origen.
En estas longitudes, la tolerancia es: + 30 mm.
El porcentaje de tubos entregados con una longitud inferior no debe sobrepasar el 10% del total de los tubos con enchufe y espiga suministrados
para cada diámetro (normas EN 545 e ISO 2531).
23
DIMENSIONES
Diámetro exterior del tubo
DIÁMETRO INTERIOR DEL TUBO
El diámetro exterior de la espiga de los tubos con enchufe está indicado
en las fichas de producto correspondientes, y corresponden con la norma
ISO 2531.
El diámetro interior de los tubos, expresado en mm, corresponde al número
que indica el DN (diámetro nominal).
Tolerancia en el diámetro exterior
La tolerancia positiva en el diámetro exterior de los tubos es de 1 mm y
aplica para todas las clases de presión.
Para los DN ≤ 300: el diámetro exterior de la caña del tubo medido con
circómetro debe ser tal que permita realizar el ensamble a una distancia de
por lo menos dos tercios de la longitud del tubo a partir de la espiga cuando
deba cortase in situ el tubo.
- Ovalización
La ovalización de la espiga de los tubos y uniones debe:
- Mantenerse dentro de los limites de las tolerancias del DE para los DN 60
a 200,
- No superar el 1% del DE para los DN 250 a 600 o 2% para los DN > 600
(EN 545 e ISO 2531).
Existe un procedimiento de desovalización. Ver DESOVALIZACIÓN.
* Para otro tipo de juntas consúltenos.
Recomendación: en todos los casos de corte de un tubo, se aconseja
verificar previamente con el circómetro el diámetro exterior de la zona de
corte. Ver CORTE DE LOS TUBOS.
24
La norma EN 545 autoriza las tolerancias siguientes:
- DN 60 a 1 000: -10mm
- DN 1 100 a 2 000: -0,01DN
PRUEBA EN FÁBRICA
Todos y cada uno de los tubos fabricados por SAINT- GOBAIN PAM, son
sometidos en fábrica a una prueba con presión interna, de conformidad con
los requisitos de la normalización tanto francesa, europea e internacional.
Tubos y uniones con bridas
DN
Control de estanquidad
Prueba con aire con 1 bar mínimo
40 a 2 000
Control con producto espumoso o inmersión en agua
Tubos con enchufe
DN
Presión de
prueba hidráulica
(bar)
60 a 300
40
350 a 600
30
700 a 2 000
25
• Los tubos están diseñados y controlados unitariamente en fábrica según
los criterios de la tabla superior.
• Normas EN 545 e ISO 2531
• Cada tubo es sometido a una prueba hidráulica con la presión que
figura en la tabla anterior, que corresponde a la PFA de las clases de presión preestablecidas.
• Normas EN 545 e ISO 2531
Uniones con Enchufe
DN
Control de estanquidad
Prueba con aire con 1 bar mínimo
60 a 2 000
Control con producto espumoso o inmersión en agua
• Normas EN 545 e ISO 2531
25
CALIDAD
SAINT- GOBAIN PAM ha establecido una organización de calidad en
conformidad con la norma ISO 9001, cuyo objetivo es poner a disposición
de los clientes productos que cumplan perfectamente las necesidades
expresadas.
Política de calidad
La política de SAINT- GOBAIN PAM consiste en mejorar sus productos y servicios prestados a sus clientes.
Para satisfacer el imperativo de la excelencia, los servicios de SAINT- GOBAIN
PAM:
- Especifican, diseñan y mejoran los productos con el fin de adaptar
los a las exigencias de los clientes y al medio ambiente,
- Industrializan medios de producción “capaces”
- compra los materiales y fabrica los productos según las especificaciones,
- Aseguran la entrega de los productos y servicios dentro de los plazos.
Para mejorar la eficacia, los equipos:
- Miden sistemáticamente los resultados,
- Eliminan los disfuncionamientos,
- Se forman permanentemente.
El objetivo de SAINT- GOBAIN PAM es ser el líder mundial en su especialidad:
traducimos este objetivo en nuestra política de Calidad.
26
CALIDAD
CALIDAD
27
CALIDAD
política de la calidad de SAINT- GOBAIN PAM
El sistema de gestión y control de la calidad en SAINT- GOBAIN PAM cubre no
solo las actividades de producción y comercialización, sino también abarca el
diseño de los productos. Es la mejor garantía de una buena adecuación de
los productos a las necesidades.
•
El autocontrol que, en fabricación, constituye la base del sistema y
consiste en delegar a una persona el control de los resultados de su
trabajo siguiendo reglas establecidas previamente.
•
La auditoría que, de forma sistemática, comprueba que cada uno
ha cumplido las reglas vigentes y su eficacia, tanto dentro de SAINTGOBAIN PAM como entre los proveedores y subcontratistas con los
cuales trabajamos con el sistema de aseguramiento de la calidad.
•
El control, cuando sea necesario, de determinadas características de
los productos, materias primas o constituyentes, que no pudieron ser
apreciadas a través de las anteriores disposiciones.
El sistema de calidad SAINT- GOBAIN PAM está certificado conforme a
las normas ISO 9001, referencia para la gestión de la calidad en diseño/
desarrollo, producción, instalación y apoyo postventa.
En diseño, las revisiones del proyecto sistemáticas permiten asegurar
las satisfacciones de nuevas necesidades aparecidas para el producto
desarrollado.
Cada proyecto comprende tres etapas principales antes de su
comercialización:
•
•
•
Pliego de condiciones funcional
Definición técnica del producto
Industrialización y calificación del producto
En producción, la organización calidad permite:
•
•
•
Comprobar desde el comienzo la regularidad de las materias primas,
constituyentes y demás componentes necesarios para la fabricación y la
utilización de los productos.
Dominar el proceso de fabricación consolidando nuestro ”Know-how"
por su formalización, su automatización y la formación de los operadores
y, a continuación mejorándolo constantemente gracias al análisis de la
medidas efectuadas a todo lo largo del ciclo de fabricación.
Comprobar, en cada etapa de la elaboración del producto, que satisface
a las exigencias especificadas con el fin de permitir una pretensión
precoz de los eventuales defectos, así su corrección.
Esta organización está basada sobre:
• El seguimiento que, partiendo de medidas realizadas de manera regular, permite cuantificar la eficiencia de los procedimientos y de los productos en realización con los objetivos establecidos.
28
CERTIFICACIONES
SAINT- GOBAIN PAM posee un conjunto de certificados y homologaciones
que garantizan su aptitud a diseñar, realizar y comercializar piezas coladas en
hierro fundido dúctil según criterios severos de aseguramiento de la calidad
y en conformidad con las normas así como la reglamentación francesa de
vigor.
Dichos certificados son atribuidos por organismos terceros que comprometen
su responsabilidad y comprueban su validez con regularidad.
Organismo
Certificación
Objeto
Sistema de aseguramiento de la
calidad
Las certificaciones obtenidas demuestran la conformidad del sistema de aseguramiento de la calidad de SAINT- GOBAIN PAM
con los requisitos de las normas ISO 9001 para el diseño, la
producción y la comercialización de canalizaciones y accesorios,
aparatos de valvulería y tapas de registro.
TÜV (Technischer
Überwachung Verein
Saarland – Alemania)
Certificación sobre fundición de
hierro dúctil
Esta certificación demuestra que:
- La organización de SAINT- GOBAIN PAM y sus practicas de fundición son adecuadas para la producción de piezas destinadas a
trabajar con presión,
- SAINT- GOBAIN PAM domina la soldadura sobre hierro dúctil.
ACCREDIA
Conformidad con las exigencias
de la norma EN 545 / ISO 2531
Fabricación y control de los tubos y uniones.
Ensayos tipo de las juntas.
Bureau Veritas
Conformidad con las disposiciones del decreto del 29 de mayo
de 1997
Materiales en contacto con el agua potable.
ICONTEC
Conformidad con la resolución
1166/2006 MAVDT
Reglamento técnico de tuberías
Bureau Veritas Certification
29
30
Características Mecánicas
31
Presión (Terminología)
32
Presiones de Máximas Admisibles
34
Cargas (Comportamiento a las)
37
Alturas de Cobertura
39
Coeficientes de Seguridad
44
31
PRESIÓN (TERMINOLOGÍA)
Bajo el término "presión" conviene diferenciar la terminología:
- Del diseñador de la red (relacionadas con las capacidades hidráulicas),
- Del fabricante (relacionadas con las prestaciones de los productos),
- Del usuario de la red (relacionadas con el servicio).
La terminología que a continuación recordamos resulta del proyecto de
norma europea EN 805-Abastecimiento de agua. Prescripción para las
redes exteriores y los componentes – aplicable a todos los materiales.
Las normas del producto EN 545 e ISO 2531 – Tubos y uniones de hierro
fundido dúctil – retoma esta terminología en todo lo relativo al fabricante.
Terminología
Terminología del diseñador
DP – Presión de diseño
Presión máxima de funcionamiento de la zona de presión, fijada por el
diseñador, pero sin incluir el golpe de ariete.
MDP- Presión máxima de diseño
Presión máxima del funcionamiento de la zona de presión, fijada por el
diseñador, pero incluyendo el golpe de ariete y teniendo en cuenta futuros
desarrollos.
MDP se escribe MDPa cuando se fija previamente la parte del golpe de
ariete.
MDP se escribe MDPc cuando se ha calculado el golpe de ariete.
STP- Presión de prueba de red
Presión hidrostática aplicada en una tubería recientemente colocada para
asegurarse de su integridad y estanquidad.
Terminología
Diseñador
Abreviatura
Española
Inglesa
Alemana
DP
Presión de diseño
Desing pressure
Systembetriebsdruck
MDP
Presión máxima del
diseño
Maximum desing
Höchster
pressure
Systembetriebsdruck
System test pressure
Systembetriebsdruck
STP
Fabricante
de la red
PFA
Presión de funcionamiento admisible
PMA
PEA
OP
Usuario
SP
32
Presión de prueba
Allowable
Operating pressure
Systemprüfdruck
Presión máxima
admisible
Allowable maximum
Höchster zulässiger
Betriebsdruck
Presión de prueba
Allowable test
en obra admisible
Pressure
Presión
de funcionamiento
Presión
de servicio
Operating pressure
zulässiger Betriebsdruck
Operating pressure
Betriebsdruck
Service pressure
Versorgungsdruck
Terminología del fabricante (aplicable en el presente catálogo)
PFA - Presión de funcionamiento admisible
Presión interna, sin incluir el golpe de ariete, que puede ser soportada
por un componente con total seguridad y de forma continúa en régimen
hidráulico permanente.
PMA - Presión máxima admisible
Presión interna máxima, incluido el golpe de ariete, que puede ser
soportada con seguridad por un componente en servicio.
PEA - Presión de ensayo admisible
Presión hidrostática máxima que puede aplicarse in situ al componente de
una canalización recientemente instalada
PRESIÓN (TERMINOLOGÍA)
Terminología del usuario
OP - Presión de funcionamiento
Presión interna que se produce en cierto momento y en un determinado
punto de la red de abastecimiento de agua.
SP – Presión de servicio
Presión interna suministrada en el punto de entrega al consumidor.
Otras Definiciones del Fabricante
PN – Presión nominal (en el sentido de la norma EN 545)
Designación numérica expresada por un número utilizado con fines de referencia. Todos los componentes con bridas que tengan un mismo DN y designados
con un mismo PN tendrá dimensiones de empalme compatibles.
La norma EN 545 – Anexo A.4, Tabla A.2 – establece la correspondencia entre PN y PFA, PMA y PEA para tubos y uniones con bridas.
DN
PN 10
PFA
PMA
40 a 50
Ver PN 40
60 a 80
Ver PN 16
100 a 150
PN 16
PEA
PFA
PMA
PN 25
PEA
PFA
Ver PN 40
Ver PN 16
16
20
25
PMA
PN 40
PEA
PFA
PMA
PEA
Ver PN 40
40
48
53
Ver PN 40
40
48
53
16
20
25
25
30
35
40
48
53
200 a 300
10
12
17
16
20
25
25
30
35
40
48
53
350 a 1200
10
12
17
16
20
25
25
30
35
-
-
-
1400 a 2000
10
12
17
16
20
25
-
-
-
-
-
-
40
48
53
Para las piezas con bridas DN 80 fabricadas en SAINT- GOBAIN PAM, seguir la correspondencia siguiente:
80
Ver PN 40
Ver PN 40
Ver PN 40
Presión de prueba de estanquidad ( en el sentido de la norma EN 545)
Presión aplicada a un componente durante su fabricación para asegurar la estanquidad. Ver PRUEBA DE FÁBRICA.
33
PRESIONES MÁXIMAS ADMISIBLES
Las canalizaciones SAINT-GOBAIN PAM están diseñadas para resistir a
presiones elevadas, en general muy superiores a los valores habitualmente
hallados en las redes. Esto se justifica por la necesidad de poder resistir a
las numerosas solicitaciones a las que las canalizaciones quedan sometidas,
durante su construcción así como, y sobre todo, al paso del tiempo.
Dimensionamiento de una canalización
Al elegir el componente de una canalización, es necesario asegurarse que se han respetado las tres desigualdades que aquí figuran.
DP ≤ PFA
MDP ≤ PMA
STP ≤ PEA
Donde:
DP = Presión de diseño
MDP = Presión máxima de diseño
STP = Presión de prueba de la red.
factor de seguridad
Las presiones indicadas en las tablas siguientes se han establecido con altos coeficientes de seguridad que tiene en cuenta, no solo los esfuerzos debidos
a la presión interna, sino que también otras numerosas solicitaciones, a veces accidentales, a las que están sometidas las canalizaciones durante su instalación y cuando ya se encuentran en servicio.
Por ejemplo:
Para un tubo se calcula la PFA con coeficiente de seguridad de :
- 3 con relación a la resistencia mínima a la ruptura,
- Aproximadamente 2 con respecto al limite mínimo de elasticidad. *
Consúltenos cada vez que desee utilizar un componente con niveles de presión superiores indicados en las tablas.
* De acuerdo a la relación generalmente observada entre la resistencia de la tracción y el limite elástico.
34
PRESIONES MÁXIMAS ADMISIBLES
Utilización de la tabla de presiones
La resistencia a la presión de un componente depende de:
- La resistencia del cuerpo de dicho componente , y
- El desempeño de la o de las juntas que lo equipen.
Si un tubo es equipado con dos tipos de junta, uno en cada extremo, debe seleccionar los valores de PFA, PMA y PEA mas bajos entre
los dos tipos de junta.
Si un accesorio es equipado con dos tipos de junta (por ejemplo tee con dos enchufes y derivación a brida) debe seleccionarse los valores de PFA, PMA y PEA mas bajos entre los dos tipos de junta.
Por ejemplo: Tee DN 300 con 2 enchufes STANDARD, derivación brida
DN 150 PN 25 :
PFA
= 25
PMA
= 30
PEA
= 35
Las tablas siguientes dan para cada tipo de componente (tubos, uniones, etc.) y para cada tipo de junta, las PFA, PMA y PEA que conviene adoptar.
Caso de las piezas con bridas
Para las piezas con bridas con la designación PN, la norma EN 545 establece la siguiente correspondencia (EN 545 – Anexo A.4 tabla 2):
DN
PN 10
PFA
PMA
PN 16
PEA
PFA
PMA
PN 25
PEA
PFA
Ver PN 40
PMA
PN 40
PEA
PFA
PMA
PEA
Ver PN 40
40
48
53
Ver PN 40
40
48
53
40 a 50
Ver PN 40
60 a 80
Ver PN 16
16
20
25
100 a 150
Ver PN 16
16
20
25
25
30
35
40
48
53
200 a 300
10
12
17
16
20
25
25
30
35
40
48
53
350 a 1 200
10
12
17
16
20
25
25
30
35
-
-
-
1 400 a 2 000
10
12
17
16
20
25
-
-
-
-
-
-
Para piezas con bridas DN 80 fabricadas por SAINT- GOBAIN PAM de conformidad con la norma NF EN 1092-2, seguir la correspondencia siguiente:
80
Ver PN 40
Ver PN 40
Ver PN 40
40
48
53
35
PRESIONES MÁXIMAS ADMISIBLES
CASO DE LOS TUBOS CON JUNTA AUTOMÁTICA STANDARD
DN
DE
CLASE DE
PRESIÓN*
PFA**
PMA
PEA
bar
60
77
C40
40
48
53
80
98
C40
40
48
53
100
118
C40
40
48
53
150
170
C40
40
48
53
200
222
C40
40
48
53
250
274
C40
40
48
53
300
326
C40
40
48
53
350
378
C30
30
36
41
400
429
C30
30
36
41
450
480
C30
30
36
41
500
532
C30
30
36
41
600
635
C30
30
36
41
700
738
C25
25
30
35
800
842
C25
25
30
35
900
945
C25
25
30
35
1 000
1 048
C25
25
30
35
1 100
1 152
C25
25
30
35
1 200
1 255
C25
25
30
35
1 400
1 462
C25
25
30
35
1 500
1 565
C25
25
30
35
1 600
1 668
C25
25
30
35
1 800
1 875
C25
25
30
35
2 000
2 082
C25
25
30
35
* Corresponde a las clases de presión preestablecidas en las normas ISO 2531:2009 y EN 545:2010. Para otras clases de presión favor consultarnos.
**Las presiones aquí relacionadas corresponden a tubos con junta estándar; para otros tipos de juntas favor consultarnos.
36
CARGAS (COMPORTAMIENTO A LAS)
Se pueden clasificar los distintos tipos de canalización en tres categorías,
según su comportamiento a las cargas exteriores:
- Tubos rígidos, Tubos flexibles, Tubos semi rígidos.
Las canalizaciones de hierro fundido dúctil se clasifican entre los tubos semi
rígidos y constituyen un buen equilibrio entre resistencia a las cargas y
deformación, con lo que garantizan una seguridad óptima de funcionamiento
a lo largo del tiempo.
Sistema suelo-tubo
El comportamiento mecánico de un
tubo enterrado no se puede entender si
no se considera el sistema suelo/tubo.
En efecto, la interacción de las canalizaciones con el suelo que las rodea depende de la rigidez o de la flexibilidad
de las mismas, lo que induce imperativos diferentes de colocación.
Se pueden clasificar las canalizaciones
en tres categorías, según su resistencia
a las cargas exteriores :
- tubos rígidos
- tubos flexibles
- tubos semi rígidos
Caso de los tubos rígidos
Ejemplo: asbesto-cemento, hormigón
pretensado...
Comportamiento: los tubos rígidos
sólo admiten una ovalización mínima
antes de romperse. Esta deformación
resulta insuficiente para poder utilizar
las reacciones de apoyo lateral en el
relleno. Toda la carga vertical de las tierras la soporta el tubo, lo que induce
fuertes tensiones de flexión en la pared.
Criterio de Dimensionamiento: por lo general, carga máxima de rotura.
Consecuencias: los tubos rígidos favorecen las concentraciones de carga
en generatriz inferior y superior. El comportamiento del sistema suelo/tubo
rígido depende en gran medida del ángulo de apoyo, o sea de la buena
preparación del lecho de colocación, especialmente cuando hay cargas rodantes.
Caso de los tubos flexibles
Ejemplo: plásticos, acero ...
Comportamiento: los tubos flexibles
admiten una importante deformación
sin ruptura. De esta manera, la carga
vertical de las tierras sólo es equilibrada por las reacciones de apoyo lateral
del tubo en el relleno que lo rodea.
Criterio de dimensionamiento:
ovalización máxima admisible de tensión de flexión máxima admisible,
pero también resistencia al pandeo.
Consecuencias: la estabilidad del sistema suelo/tubo flexible depende directamente de la capacidad del relleno a generar una reacción.
Caso de los tubos semi rígidos
Ejemplo: hierro fundido dúctil.
Comportamiento: los tubos semi rígidos se ovalizan lo suficiente como
para que una parte de la carga vertical de las tierras movilice el apoyo lateral en el relleno. De esta manera, los esfuerzos aplicados son las reacciones
pasivas de apoyo del relleno y las tensiones de flexión interna en la pared del
tubo. Por lo tanto, la resistencia a la carga vertical queda distribuida entre
la resistencia propia del tubo y la del relleno que lo rodea, dependiendo la
contribución de cada una de la relación de las rigideces del tubo y del suelo.
37
CARGAS (COMPORTAMIENTO A LAS)
Criterio de dimensionamiento: tensión de flexión máxima admisible
(caso de los pequeños diámetros) u ovalización máxima admisible (caso de
los grandes diámetros).
Consecuencias: al repartir los esfuerzos entre tubo y relleno, el sistema
suelo/tubo semi rígido ofrece una seguridad en el caso de evolución en el
tiempo de las solicitaciones mecánicas o de las condiciones de apoyo.
38
ALTURAS DE COBERTURA
Las alturas mínimas y máximas de cobertura dependen tanto de las
características del tubo como del tipo de colocación.
Definiciones
Por convenio, el Fascículo 70 hace una
distribución entre:
- La zona de relleno (1)
- La zona de relleno esmerado (2)
constituida por:
• El lecho de colocación y un relleno
alrededor del tubo hasta por lo menos 0,10 m alrededor de la generatriz superior del ensamblaje para las
canalizaciones flexibles,
• El lecho de colocación y el asiento
hasta el diámetro horizontal para las canalizaciones rígidas.
La zona de relleno (1) varia según el sector atravesado (rural, semi
urbano o urbano) y debe tener en cuenta la estabilidad de las superficies.
Otros imperativos influencian también las condiciones de colocación:
- El mantener la canalización sin hielo (altura de cobertura mínima)
- El atravesar zonas de alta seguridad (paso de vías férreas, de autopistas…), que corresponden a técnicas particulares.
- Las reglamentaciones vigentes y las prescripciones locales relativas a la
vialidad.
gráficos de alturas de cobertura
Los gráficos siguientes presentan las alturas de cobertura máximas y mínimas para tubos de hierro fundido dúctil en las clases de presión preestablecidas, con o sin cargas rodantes.
Se han presentado cuatro casos de colocación que corresponden a la practica corriente. En los otros casos, consultar a SAINT- GOBAIN PAM o remitirse directamente al fascículo 70.
Estos se han establecido sobre las siguientes hipótesis:
- Criterios de resistencia y de deformación de los tubos conforme
a la norma EN 545 (tensión de la pared y ovalización vertical),
- Modelo de cálculo conforme al fascículo 70 (reglamentos franceses) sin capa freática.
- El suelo existente (3)
La zona de relleno (2) condiciona la
estabilidad y/o la protección de la canalización.
Su ejecución debe cumplir exigencias
variables según:
- Las características de la canalización
(rígida, semi rígida o flexible),
- Las cargas exteriores (altura de cobertura, cargas rodantes),
- El carácter mas o menos rocoso o heterogéneo de los terrenos atravesados.
39
ALTURAS DE COBERTURA
Definición de cuatro casos de colocación
CASO 1
Cama de apoyo
Zona de empotrado
Grupo de suelo*
Compactado
Modulo Es (MPa)
Ángulo apoyo (2a)
Elección de materiales
* Ver tabla 1.
CASO 2
Fondo de zanja nivelado Fondo de zanja nivelado
4
No compactado
<0,3
60°
3
Compactado controlado
1
90°
CASO 3
CASO 4
DN < 1400
DN < 600
Lecho en materiales selec- Lecho en materiales secionados y apropiados
leccionados y apropiados
2
Compactado controlado
1,2
90°
1
Compactado controlado
2
90°
Los materiales utilizados dentro de la zona de empotrado (seleccionados o no) directamente en contacto
con las tuberías deben estar excentos de elementos rocosos o corrosivos.
Los casos arriba mencionados se entienden si capa freática ni blindaje de zanja.
Para los otros casos (colocación con refuerzo, blindaje, etc.) consultar el Fascículo 70 o consultar a SAINT- GOBAIN PAM.
40
ALTURAS DE COBERTURA
Corresponde a las clases de presión
preestablecidas. Para otras clases de
presión consultarnos.
41
ALTURAS DE COBERTURA
Corresponde a las clases de presión
preestablecidas. Para otras clases de
presión consultarnos.
42
ALTURAS DE COBERTURA
Elementos del fascículo 70
El modelo de calculo utilizado tiene en cuenta:
- 6 grupos de suelos, ver tabla 1,
- 3 niveles de calidad de compactado, ver tabla 2 y (de
ser necesario) la influencia de:
• la capa freática en los parámetros del suelo,
• las condiciones de retracción del blindaje según la anchura de la zanja,
• las cargas rodantes (sistema Bc: cruce de
dos camiones de 3 ejes de 30 toneladas
cada uno).
Tabla 1
Grupo de suelo
Descripción sumaria
1
Arena y grava limpias o ligeramente limosas ( elementos inferiores a 50 mm)
2
Arena, grava, limosas o medianamente arcillosas
3
Arcillas con silex y pedernal. Escombros. Morena, rocas alteradas, aluviones grueso con alto
porcentaje de finos.
4
Limos, arena fina, arena, arcilla, margas más o menos plásticas. (Ip>50)
5 a (*)
Arcillas y margas muy plásticas (iP >50). Materiales orgánicos, solubles o contaminantes.
5b (**)
Rocas evolutivas: creta, gres, esquistos…Suelos compuestos (arcillas con pedernal y sílex, escombros, morenas, rocas alteradas, aluviones gruesos, con elementos que pueden superar los
250 mm, rocas no evolutivas con elementos > 50 mm.
(*) Estos materiales no se deben utilizar ni en la zona de relleno alrededor del tubo ni en la zona de relleno superior (1).
**) Estos materiales, no utilizables en la zona de relleno alrededor del tubo, pueden utilizarse a veces en la zona de relleno superior (1).
Otros métodos de cálculo
Tabla 2
Pueden utilizarse otros métodos de cálculo:
- El anexo (informativo) de la norma europea EN 545 – Tubos, uniones y accesorios
de hierro fundido dúctil y sus ensamblajes para canalizaciones de agua. Recomendaciones y
métodos de prueba – Método de cálculo de las canalizaciones enterradas, altura de cobertura.
- La Norma Americana ANSI/AWWA C 150/A 21.50 Thickness design of ductile-iron pipe.
Consulte a SAINT- GOBAIN PAM.
2α: ángulo de colocación
Es: módulo de reacción del Relleno (2).
Sin compactar
Compactado
controlado
Compactado
controlado y
verificado
Grupo
Es
2α
Es
2α
Es
2α
de suelo
MPa
grado
MPa
grado
MPa
grado
1(+)
0,7
60
2
90
5
120
2(+)
0,6
60
1,2
90
3
120
3(+)
0,5
60
1
90
2,5
120
4(+)
<0,3
60
0,6
60
0,6
60
5b(++)
-0,7
-
2
-
5
-
(+) Zona de relleno alrededor del tubo o capa superior (1).
(++) únicamente para la capa de relleno superior (1).
43
COEFICIENTES DE SEGURIDAD
Las solicitaciones mecánicas (presión interna, cargas exteriores) a las que
una canalización queda sometida en el momento de su puesta en servicio
se pueden valorar con cierta precisión, pero en cambio resulta más difícil
prever con certeza cuáles serán las tensiones que van a aparecer con el
tiempo. SAINT-GOBAIN PAM ha tomado altos coeficientes de seguridad con
el fin de garantizar la máxima duración de vida a las canalizaciones de hierro
fundido dúctil.
- Tubos
Coeficientes de seguridad mínima especificados
Los tubos SAINT-GOBAIN PAM están dimensionados según los criterios norma EN 545 e ISO 2531:
- Presión interna : la tensión de trabajo en la pared del tubo no debe
exceder un tercio de la resistencia de la tracción (420 MPa, lo que corres
ponde aproximadamente a la mitad del limite elástico en tracción);
- Cargas exteriores : la deformación no debe ocasionar:
• ni una tensión superior a la mitad del limite de ruptura en flexión
• ni una ovalización vertical máxima del 4%.
La deformación máxima del 4% es recomendada por la norma EN 545 para
garantizar el buen comportamiento del mortero de cemento (principalmente
para los DN > 800).
- Uniones
Coeficientes de seguridad EXPERIMENTALES
Los tubos SAINT- GOBAIN PAM. Disponen de una importante reserva de
seguridad más allá de su campo de funcionamiento nominal (Presión de
Funcionamiento Admisible, Alturas de Cobertura).
Efectivamente:
• la ductilidad del material confiere a las piezas de hierro fundido dúctil
una gran capacidad de absorción de trabajo o de energía por encima de
los límites de su campo elástico;
• los métodos utilizados para calcular las piezas son conservadores y prevén altos coeficientes de seguridad.
Este hecho se ilustra en los gráficos siguientes, donde vemos que las presiones experimentales de ruptura observadas son superiores al doble de las
Presiones de Funcionamiento Admisibles.
* Raffenberg: "Ergebnisse von Berstdruckversuchen an Formstücken aus duktilen Gusseisen",
FGR, febrero 1972
44
45
46
JUNTAS
47
Elastómeros
48
Junta standard
50
Junta express
52
Junta standard Vi
54
Junta standard Ve
56
Junta con bridas
58
Bridas (dimensiones/taladrado)
60
47
ELASTÓMEROS
Los elastómeros utilizados en los anillos de junta SAINT-GOBAIN PAM para el
agua potable y el riego suelen ser EPDM (etileno propileno). Se seleccionan
de manera rigurosa según criterios que integran la conservación de sus
características físico-químicas con el tiempo.
Medida de la relajación
Comportamiento en el tiempo
- Envejecimiento de los elastómeros
La finalidad de los elastómeros utilizados en los sistemas de unión es garantizar la estanquidad de las juntas durante todo el tiempo en que la
canalización está en servicio. La experiencia adquirida por SAINT-GOBAIN
PAM en el campo de las canalizaciones ha permitido a los ingenieros de su
Centro de Investigación analizar y medir la evolución con el tiempo de las
propiedades de los diferentes tipos de elastómeros, para seleccionar los
que presentan mejores rendimientos.
La relajación de los elastómeros se determina por un método que consiste
en medir la evolución en el tiempo de la fuerza necesaria para comprimir
una probeta cuya deformación ha sido definida previamente.
El diagrama anterior muestra la relajación a temperatura ambiental del
EPDM utilizado en los sistemas de junta SAINT-GOBAIN PAM para las canalizaciones de agua potable y de riego.
Se comprueba que :
La evolución de las características mecánicas de los elastómeros al paso del
tiempo se puede definir con dos fenómenos:
• El EPDM utilizado por SAINT-GOBAIN PAM envejece más lentamente que
otro material que cumpla sin más los requisitos de la norma ISO 4633,
• la fluencia (aumento de la deformación bajo una carga constante), y
• la relajación (disminución de la presión de contacto para una deformación
constante).
• A largo plazo, la presión de contacto sigue siendo muy superior al límite
correspondiente a un riesgo de fuga.
En el caso de las juntas con enchufe, la estanquidad se logra por la presión
de contacto entre el anillo de junta y el metal. La deformación del elastómero, realizada en el momento del enchufado, es constante, y, por ello,
sólo consideramos el fenómeno de la relajación.
48
• El análisis de muestras tomadas sobre canalizaciones después de varios
años de trabajo confirma el excelente comportamiento de los anillos de
junta SAINT GOBAIN PAM a lo largo del tiempo ya que conservan todas sus
características físicas y mecánicas.
ELASTÓMEROS
Características físico-químicas
Propiedades
Criterios
Norma
EPDM
Tracción (R y A% a la
ruptura)
ISO 37
(Polímero de etileno
propileno)
Fluencia
ISO 815
Relajación
ISO 3384
Resistencia al desgarro
ISO 816
Resistencia química a las
aguas
ISO 1817
Envejecimiento
ISO 188
Resistencia al ozono
ISO 1431-1
Requisitos mínimos de
aptitud al uso
ISO 4633
EN 681-1
Gama de durezas (Shore A)
40-90
Densidad (producto de base)
0,86
Resistencia al desgarro
buena
Resistencia a la abrasión
buena a excelente
Resistencia a la deformación
remanente por compresión
buena
Resistencia a la oxidación
excelente
En su versión clásica, los anillos de junta se suministran en elastómero
EPDM.
Temperatura máxima de utilización : 50 °C.
Se deben tomar ciertas precauciones para su almacenamiento. Ver ALMACENAMIENTOS DE LOS ANILLOS DE JUNTA.
Especificaciones y control de calidad
- Especificaciones
La caracterización de los elastómeros y los requisitos mínimos de aptitud al
uso están normalizados.
Debido a la importancia que los anillos de junta representan para la estanquidad de una red, SAINT- GOBAIN PAM ha establecido un procedimiento
específico de aseguramiento de la calidad aún más exigente que comprende:
- La homologación del proveedor después de valorar su capacidad
a suministrar con seguridad un producto que cumpla nuestras exigencias técnicas.
- La calificación de la clase de elastómero.
- La homologación de los moldes de fabricación (aspecto y dimensiones)
- La calificación de los anillos de junta después de la realización de piezas tipo seguidas de preseries,
- El monitoreo permanente de los resultados en material de calidad entre los proveedores y, de forma paralela, la realización de ensayos en nuestros laboratorios.
49
JUNTA STANDARD
La JUNTA STANDARD es una junta automática. La estanquidad se logra
durante el montaje por la compresión radial de un anillo de junta de
elastómero. Sus características principales son:
- su facilidad y rapidez de instalación,
- su comportamiento con presiones altas,
- la posibilidad de juego axial y la desviación angular.
Gama : DN 60 a 2 000.
Campo de utilización
• Canalizaciones enterradas.
• Presiones altas.
• Colocación en capa freática.
Estas juntas también pueden utilizarse para la colocación en aérea, gracias
a sus posibilidades de absorción de las dilataciones.
DESEMPEÑO
Principio
Se realiza la estanquidad por la compresión
radial del anillo de junta, obtenida en el momento del montaje por la simple introducción
de la espiga en el enchufe.
Descripción
El enchufe presenta por dentro :
• un alojamiento profundo con tope circular de enganche donde
se aloja el anillo de junta,
• una cavidad anular que permite
los desplazamientos angulares y
longitudinales de los tubos.
El anillo de junta presenta :
• un talón de enganche, y
• un cuerpo macizo con chaflán de
centrado.
Gama
Tubos: : DN 60 a 2 000
y uniones : DN 60 a 2 000
50
- Comportamiento a la presión
El diseño de la junta STANDARD permite
que la presión de contacto entre el anillo
de junta de elastómero y el metal aumente cuando crece la presión interior con lo
que se obtiene una estanquidad perfecta.
Ver PRESIONES MÁXIMAS ADMISIBLES.
En prueba destructiva, el tubo estalla antes de que se compruebe alguna
fuga al nivel de la junta.
La junta STANDARD se caracteriza por una excelente resistencia a la presión exterior: hasta 3 bar (30 metros de columna de agua). Para presiones
superiores, consultarnos.
JUNTA STANDARD
- Desviación angular y juego axial
La junta STANDARD tolera un juego axial que le permite absorber dilataciones de pequeña amplitud
DN
DN
Desviación admitida
durante la colocación
Desplazamiento
grados
cm
DN
Juego axial
Alineado
Desviado
Alineado
Desviado
60
36
30
600
46
2
80
37
29
700
99
41
100
33
22
800
100
34
125
35
22
900
98
25
150
38
23
1 000
98
18
200
42
22
1 100
115
26
250
41
17
1 200
115
17
300
38
9
1 400
96
20
350
43
17
1 500
106
25
400
42
12
1 600
106
19
43
9
1 800
103
21
43
6
2 000
101
28
60 a 300 (6m)
5°
52
450
350 a 600 (6m)
4°
42
500
700 a 1000 (7m)
4°
49
1200 (8m)
4°
56
1400 a 1600 (8m)
3°
42
1800 (8m)
2°5
35
2000 (8m)
2°
28
La importancia de la desviación angular soportada por la junta STANDARD
da una gran flexibilidad al diseño y a la colocación, y permite eliminar ciertos
codos.
Juego axial
Dimensiones en milímetros dadas para tubos standard.
El juego axial se debe considerar como seguridad y no debe utilizarse en
deslizamiento repetitivo.
La desviación angular y el juego en longitud que acepta la junta STANDARD
garantiza un excelente comportamiento en caso de movimientos del terreno
o de socavación.
Instalación
Ver MONTAJE DE LA JUNTA STANDARD.
Normas
Esta junta cumple con las especificaciones técnicas de las normas EN 545
e ISO 2531, y sus ensayos de desempeño. Los anillos de junta cumplen la
norma EN 681.1
51
JUNTA EXPRESS
La junta EXPRESS es una junta mecánica. La estanquidad se obtiene por
la compresión axial de un anillo de junta de elastómero mediante una
contrabrida y pernos. Sus principales características son :
El montaje sin esfuerzo de enchufado, la posibilidad de orientación de las
piezas, el juego axial y la desviación angular.
La contrabrida se presenta de manera diferente según los diámetros nominales. Tanto las contrabrida como los pernos son de hierro fundido dúctil.
Gama: DN 60 a 1 200 para accesorios, DN 100 a 300 para tubos.
Campo de utilización
• Canalizaciones enterradas o aéreas.
• Por su facilidad de montaje y desmontaje esta junta es de especial aplicación cuando resulta difícil producir un esfuerzo axial : montaje de las
uniones, canalizaciones aéreas, colocación en subsuelos muy accidentados,
galerías.
Principio
La estanquidad se realiza por la compresión axial de un anillo de junta de
elastómero mediante una contrabrida apretada por pernos que se apoya
sobre el collarín exterior del enchufe.
DN 60 a 150
Descripción
El enchufe presenta por dentro :
- Un alojamiento para el anillo de junta,
- Un asiento cilíndrico de centrado de la espiga,
- Una cavidad anular que permite los desplazamientos angulares y longitudinales de los
tubos y de las uniones.
Por fuera, el enchufe comporta un collarín
en el que se montan los pernos de apriete.
52
Gama
Tubos y uniones : DN 60 a 1 200.
desempeño
DN 200 a 1 200
- Comportamiento en presión
La estanquidad de esta junta es función directa del torque de apriete de los
pernos. Conviene respetar los valores fijados por SAINT-GOBAIN PAM
Ver MONTAJE DE LA JUNTA EXPRESS.
- Orientación de las piezas en el montaje
Antes de apretar los pernos es fácil orientar las piezas alrededor de su eje,
con lo que esta junta resulta muy práctica para montar las uniones.
JUNTA EXPRESS
- Desviaciones angulares y juego axial
La junta EXPRESS tolera un juego axial que le permite absorber dilataciones
de baja amplitud.
Desviación admitida en el momento de la
colocación
Desplazamiento
grados
cm
60 a 150
5°
52
200 a 300
4°
42
100*
DN
DN
60**
Juego axial
DN
Juego axial
Alineado
Desviado
Alineado
Desviado
41
34
400**
68
46
Consultarnos
450**
71
46
80**
Consultarnos
44
500**
72
44
75
42
350 a 600
3°
-
700**
79
53
700 a 800
2°
-
200*
52
36
800**
77
47
250*
65
46
900**
75
50
900 y 1 000 (7m)
1°30’
-
150*
1 000 (8m) a 1 200
1°30’
-
32
600**
125**
Consultarnos
300*
65
42
1 000**
73
46
350**
67
47
1 200**
76
43
* Tubos y accesorios
** Accesorios
La magnitud de las desviaciones angulares
soportadas por la junta EXPRESS permite
eliminar ciertos codos.
El juego axial debe considerarse como seguridad y no debe utilizarse en deslizamiento
repetitivo.
La desviación angular y el juego en longitud
aceptados por la junta EXPRESS garantizan su
excelente comportamiento en caso de movimientos subterráneos o de socavación.
Instalación
Ver MONTAJE DE LA JUNTA EXPRESS.
Normas
Esta junta cumple con las especificaciones técnicas de las normas EN 545
e ISO 2531, y sus ensayos de desempeño. Los anillos de junta cumplen la
norma EN 681.1
53
JUNTA STANDARD Vi
La JUNTA STANDARD Vi es una junta automática acerrojada que permite la
instalación de tuberías acerrojadas.
El objetivo del acerrojado es soportar los esfuerzos axiales, permitiendo
prescindir de los bloques de concreto. Esta junta es adecuada para todos
los enchufes standard y todos los extremos lisos.
Gama
Gama : DN 60 a 600
Principio
La utilización de las juntas STANDARD Vi es especialmente interesante cuando existen limitaciones de ocupación del suelo, que excluyen la construcción
de bloques de concreto, o en los terrenos de poca cohesión así como en
caso de colocación con gran pendiente o en camisa.
El principio básico del acerrojado de las juntas consiste en transferir los
esfuerzos axiales de un elemento de canalización hacia el siguiente con lo
que la unión no se pueda desenchufar.
El anillo de juntas STANDARD Vi permiten, gracias a la presencia de los
inserto, acerrojar los por enganche sobre la espiga de los tubos, evitando
así tener que confeccionar macizos de concreto.
Cuidado
No se recomienda utilizar las juntas STANDARD Vi cuando las juntas están
sometidas a esfuerzos de tracción o a desviaciones angulares no controladas
y repetidas.
La junta STANDARD Vi no se utiliza en los tubos de hierro fundido FGL (“hierro fundido gris”).
Este acerrojado evita también la presencia de un cordón de soldadura en la
espiga y por consiguiente puede montarse en todas las espigas lisas y en
todos los enchufes STANDARD.
Instalación
Tubos y uniones STANDARD DN 60 a 600
Campo de utilización
Es idéntica a la de la junta STANDARD. Ver MONTAJE DE LA JUNTA STANDARD Vi.
Características
Las juntas STANDARD Vi combina las ventajas de las canalizaciones de juntas flexibles y de las canalizaciones de las juntas soldadas.
Descripción
Los insertos están moldeados dentro del anillo de
junta de elastómero. Se engancha en la espiga al
ponerse en presión y asegurando el acerrojado.
El anillo de juntas tiene pestañas en la parte delantera que protege del medio exterior los insertos.
54
- Comportamiento en presión
La estanquidad de estas juntas esta basada en las reconocidas cualidades
de las juntas automáticas.
Las presiones de funcionamiento admisibles (PFA) son las siguientes:
JUNTA STANDARD Vi
DN
PFA (bar)
DN
PFA (bar)
60
25
200 a 400
16
80 y 100
23
450
13
125
22
500
11
150
18
600
10
- Desviación angular
Desviación admitida durante
la colocación
Desplazamiento
grados
cm
60 a 150 (6 m)
5
52
200 a 300 (6 m)
4
42
350
3
31
400 a 600
2
21
DN
- Desmontaje
La junta STANDARD Vi no se puede desmontar después de ponerse a presión.
55
JUNTA STANDARD Ve
La junta STANDARD Ve ES una junta automática acerrojada que permite
instalar tuberías acerrojadas.
El objetivo del acerrojado es soportar los esfuerzos axiales, permitiendo
prescindir de los bloques de concreto.
Gama: DN 80 a 1 200
El principio básico del acerrojado de las
juntas consiste en transferir los esfuerzos
axiales de un elemento de canalización hacia
el siguiente, con lo que la unión no se puede
desenchufar.
Las juntas acerrojadas permiten en uno o varios tubos los empujes axiales que aparecen
en los puntos singulares (codos, reducciones,
tes, placas siegas …), y evita por lo tanto la
realización de bloques de concreto.
• La función de estanquidad se consigue mediante un anillo de juntas STANDARD.
• El traslado de los esfuerzos exiliares se realiza mediante un dispositivo mecánico independientes del sistema de estanquidad que
compota:
 Un cordón de soldadura realizado en fabrica y situado en la espiga del tubo,
 Un anillo metálico para acerrojado, monobloque o segmentado según los diámetros, de
perfil exterior esférico que se apoya sobre el
cordón de soldadura,
- Una contrabrida especial (diferente de la correspondiente a la junta EXPRESS) que realiza el bloqueo del anillo metálico,
- Pernos de hierro metálico, fundido (eventualmente en acero especial con
arandelas de apoyo de hierro fundido para los casos de fuentes presiones y
56
Gama
Tubos y uniones: DN 80 a 1 200.
Campo de utilización
Principio
Descripción
grandes diámetros). Ver PRESIONES DE FUNCIONAMIENTO ADMISIBLES.
La utilización de las juntas acerrojadas es especialmente interesante cuando
existen limitaciones de ocupación del suelo que excluyen la construcción de
bloques de concreto, así como en los terrenos de poca cohesión.
Instalación
Ver MONTAJE DE LA JUNTA STANDARD ACERROJADA. Características
Características
Las juntas acerrojadas acumulan las ventajas de las canalizaciones de juntas
flexibles y de las canalizaciones de juntas soldadas
- Estanquidad
La estanquidad de estas juntas corresponde a las cualidades reconocidas de
las juntas automáticas.
- Presión:
Ver PRESIONES DE FUNCIONAMIENTO ADMISIBLES.
JUNTA STANDARD Ve
- Desviación angular
Desviación admitida
durante la colocación
Desplazamiento
grados
cm
80 a 150 (6 m)
5º
52
200 a 300 (6 m)
4º
42
350 a 600 (6 m)
3º
32
700 a 800 (7 m)
2º
25
900 y 1000 (7 m)
1º 30
19
1000 a 1200 (8 m)
1º 30
21
DN
Las desviaciones angulares aceptadas por la junta STANDARD ACERROJADA
son las mismas que las de la junta Standard clásica (los extradós de forma
externa esférica del anillo metálico asegura el asiento).
57
JUNTAS CON BRIDAS
-Junta con bridas fijas
La junta con bridas está constituida de dos bridas, una arandela de junta
de elastómero y pernos cuyo número y dimensiones dependen del PN y del
DN. La estanquidad se logra por compresión axial de la arandela obtenida
por el apriete de los pernos. Sus características principales son la precisión
del ensamblaje, y la posibilidad de montaje y desmontaje en línea.
En DN ≤600 las bridas pueden ser orientables, lo que facilita el montaje de
los pernos.
La junta con bridas fijas comporta bridas que
forman parte integral del cuerpo de la pieza.
Estas bridas se obtienen directamente por
moldeo o se añaden por soldadura.
Principio
La estanquidad se obtiene por compresión de
una arandela de junta de elastómero entre
dos bridas.
La compresión se obtiene por el apriete de los
pernos cuyo número depende del PN y del DN
de la brida.
La estanquidad es función directamente :
- Arandelas de junta con alma metálica
La arandela con alma metálica, gracias a su rigidez, facilita su montaje y
disminuye el riesgo de expulsión en servicio.
• Del torque de apriete de los pernos, y
• Del diseño de la arandela de junta (con o sin
alma metálica).
Las dimensiones, el posicionamiento y el número de los agujeros de paso de
los pernos en las bridas se fijan por normas francesas e internacionales, con
el fin de permitir el montaje de cualquier tipo de uniones, bombas, aparatos
de valvulería u otros accesorios.
Ver BRIDAS (DIMENSIONES/TALADRADO). Se clasifican :
• Las juntas con bridas orientables, y
• Las juntas con bridas fijas.
- Junta con bridas orientables
La junta con bridas orientables está constituida de bridas móviles montadas en el
cuerpo de la pieza. La rotación de las bridas facilita la orientación de las uniones y el
montaje de los pernos.
58
Campo de utilización
Los tubos y uniones con bridas suelen equipar las instalaciones no enterradas y los montajes en las cámaras de válvulas.
La precisión de ensamblaje de esta junta, así como su posibilidad de desmontaje, la hacen muy eficiente para el caso de piezas ubicadas en instalaciones superficiales o en registros como son:
- las estaciones de bombeo,
- las cámaras de válvulas,
- los pasos en aéreo,
- las galerías técnicas,
- los depósitos.
JUNTAS CON BRIDAS
Características
- Comportamiento en presión
El comportamiento en presión de una pieza con bridas se caracteriza por
su PN. En ningún caso, un tubo o una unión con bridas en servicio deben
utilizarse a una presión máxima de trabajo superior a la presión que corresponde a su PN (o ISO PN).
Una vez determinada su PN, conviene escoger el tipo de arandela de elastómero y el torque de apriete que permitirán que la junta montada soporte
una presión igual a su PN. Ver MONTAJE DE LA JUNTA CON BRIDAS.
Instalación
Ver MONTAJE DE LA JUNTA CON BRIDAS.
Normas
- EN 1092-2: Bridas y sus juntas. Bridas circulares para tubos, válvulas,
rácores y accesorios, designados por PN. Parte 2: bridas de hierro fundido.
- ISO 2531: Tubos, uniones y piezas especiales de hierro fundido dúctil y
sus ensamblajes para canalizaciones de agua.
- ISO 7005-2: Bridas metálicas. Bridas de hierro fundido.
59
BRIDAS (DIMENSIONES / TALADRADO)
Las dimensiones y taladrado de las bridas corresponden a normas francesas
e internacionales que permiten la unión y montaje de todos y cualquier tipo
de material equipado con brida.
Todas las bridas (fijas u orientables) que equipan los tubos y uniones SAINTGOBAIN PAM pueden suministrarse en conformidad con las siguientes normas :
- Taladrado
• EN 1092
• ISO 7005
- Dimensiones de las bridas
• EN 1092-2
• ISO 7005-2
- Pernos
• EN 24014
• EN 24016
• EN 24032
• EN 24034
• ISO 4014
• ISO 4016
• ISO 4032
• ISO 4034
Se recuerdan las características geométricas correspondientes en las tablas
que siguen.
60
BRIDAS (DIMENSIONES / TALADRADO)
Taladrados
PN 10
DN
Brida
Perno
D
C
l
mm
mm
mm
40
N°
Brida
60
d
D
C
l
mm
mm
mm
80
125
Ver PN 16
150
d
mm
175
135
19
4
M16
185
145
19
4
M16
220
180
19
8
M16
250
210
19
8
M16
285
240
23
8
M20
Ver PN 40
Ver PN 40
100
N°
Ver PN 40
Ver PN 16
65
Perno
mm
Ver PN 40
50
• ISO 7005
• EN 1092
PN 16
200
340
295
23
8
M20
340
295
23
12
M20
250
400
350
23
12
M20
400
355
28
12
M24
300
455
400
23
12
M20
455
410
28
12
M24
350
505
460
23
16
M20
520
470
28
16
M24
400
565
515
28
16
M24
580
525
31
16
M27
450
615
565
28
20
M24
640
585
31
20
M27
500
670
620
28
20
M24
715
650
34
20
M30
600
780
725
31
20
M27
840
770
37
20
M33
700
895
840
31
24
M27
910
840
37
24
M33
800
1015
950
34
24
M30
1025
950
40
24
M36
900
1115
1050
34
28
M30
1125
1050
40
28
M36
1000
1230
1160
37
28
M33
1255
1170
43
28
M39
1100
1340
1270
37
32
M33
1355
1270
43
32
M39
1200
1455
1380
40
32
M36
1485
1390
49
32
M45
1400
1675
1590
43
36
M39
1685
1590
49
36
M45
1500
1785
1700
43
36
M39
1820
1710
56
36
M52
1600
1915
1820
49
40
M45
1930
1820
56
40
M52
1800
2115
2020
49
44
M45
2130
2020
56
44
M52
2000
2325
2230
49
48
M45
2345
2230
62
48
M56
CONTINUA...
61
BRIDAS (DIMENSIONES / TALADRADO)
PN 25
PN 40
Brida
DN
D
mm
C
mm
Perno
l
mm
Brida
d
N°
PN 63*
mm
40
D
C
Perno
l
mm
mm
mm
150
110
19
Brida
d
N°
4
PN 100**
D
C
Perno
l
mm
mm
mm
mm
M16
170
125
23
Brida
d
N°
4
D***
C***
Perno
l
d
N°
mm
mm
mm
mm
mm
M20
170
125
22
4
M20
50
165
125
19
4
M16
180
135
23
4
M20
195
145
26
4
M24
60
175
135
19
8
M16
190
145
23
8
M20
-
-
-
-
-
185
145
19
8
M16
205
160
23
8
M20
220
170
26
8
M24
200
160
19
8
M16
215
170
23
8
M20
230
180
26
8
M24
65
Ver PN 40
80
100
235
190
23
8
M20
250
200
28
8
M24
265
210
30
8
M27
125
270
220
28
8
M24
295
240
31
8
M27
315
250
33
8
M30
150
200
360
310
28
12
M24
300
250
28
8
M24
345
280
34
8
M30
355
290
33
12
M30
375
320
31
12
M27
415
345
37
12
M33
430
360
36
12
M33
250
425
370
31
12
M27
450
385
34
12
M30
470
400
37
12
M33
505
430
39
12
M36
300
485
430
31
16
M27
515
450
34
16
M30
530
460
37
16
M33
585
500
42
16
M39
350
555
490
34
16
M30
400
620
550
37
16
M33
450
670
600
37
20
M33
500
730
660
37
20
M33
600
845
770
40
20
M36
700
960
875
43
24
M39
800
1085
990
49
24
M45
900
1185
1090
49
28
M45
1000
1320
1210
56
28
M52
1100
1420
1310
56
32
M52
1200
1530
1420
56
32
M52
1400
1755
1640
62
36
M56
1500
1865
1750
62
36
M56
1600
1975
1860
62
40
M56
1800
2195
2070
70
44
M64
2000
2425
2300
70
48
M64
62
* Dimensiones de las bridas en hierro dúctil PN 63: EN 1092-2
** Dimensiones de las bridas en hierro dúctil PN 100: EN 1092-1
*** Valores dados a titulo indicativo para las bridas en hierro dúctil.
BRIDAS (DIMENSIONES / TALADRADO)
PN 10
DN
Dimensiones de las bridas
fijas
PN 16
D
g
a
b
c
D
g
a
b
c
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
60
Ver PN 40
80
Ver PN 40
100
ISO 7005-2
EN 1092-2
125
Ver PN 16
150
220
156
19
16
3
250
184
19
16
3
285
211
19
16
3
200
340
266
20
17
3
340
266
20
17
3
250
400
319
22
19
3
400
319
22
19
3
300
455
370
24,5
20,5
4
455
370
24,5
20,5
4
350
505
429
24,5
20,5
4
520
429
26,5
22,5
4
400
565
480
24,5
20,5
4
580
480
28
24
4
450
615
527
25,5
21,5
4
640
544
30
26
4
500
670
582
26,5
22,5
4
715
609
31,5
27,5
4
600
780
682
30
25
5
840
720
36
31
5
700
895
794
32,5
27,5
5
910
794
39,5
34,5
5
800
1015
901
35
30
5
1025
901
43
38
5
900
1115
1001
37,5
32,5
5
1125
1001
46,5
41,5
5
1000
1230
1112
40
35
5
1255
1112
50
45
5
1100
1340
1221
42,5
37,5
5
1355
1215
53,5
48,5
5
1200
1455
1328
45
40
5
1485
1328
57
52
5
1400
1675
1530
46
41
5
1685
1530
60
55
5
1500
1785
1640
47,5
42,5
5
1820
1640
62,5
57,5
5
1600
1915
1750
49
44
5
1930
1750
65
60
5
1800
2115
1950
52
47
5
2130
1950
70
65
5
2000
2325
2150
55
50
5
2345
2150
75
70
5
63
BRIDAS (DIMENSIONES / TALADRADO)
PN 25
DN
PN 40
D
g
a
b
c
D
g
a
b
c
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
175
108
19
16
3
200
132
19
16
3
60
80
Ver PN 40
100
125
150
200
Dimensiones de las bridas
fijas
64
360
274
22
19
3
250
425
330
24,5
21,5
3
300
485
389
27,5
23,5
4
350
555
448
30
26
4
400
620
503
32
28
4
450
670
553
34,5
30,5
4
500
730
609
36,5
32,5
4
600
845
720
42
37
5
700
960
820
46,5
41,5
5
800
1085
928
51
46
5
900
1185
1028
55,5
50,5
5
1000
1320
1140
60
55
5
1100
1420
1242
64,5
59,5
5
1200
1530
1350
69
64
5
1400
1755
1560
74
69
5
1500
1865
1678
78
73
5
1600
1975
1780
81
76
5
1800
2195
1985
88
83
5
2000
2425
2210
95
90
5
235
156
19
16
3
270
184
23,5
20,5
3
300
211
26
23
3
375
284
30
27
3
BRIDAS (DIMENSIONES / TALADRADO)
Pernos para bridas
PN 10
DN
Dimensiones de los pernos
PN 16
Designación
N°
HM
d
Designación
L/X
N°
HM
mm
EN 24014
d
L/X
mm
40
4
HM
16
85/57
4
HM
16
85/57
50
4
HM
16
85/57
4
HM
16
85/57
EN 24032
60
4
HM
16
85/57
4
HM
16
85/57
EN 24034
65
4
HM
16
85/57
4
HM
16
85/57
80
8
HM
16
85/57
8
HM
16
85/57
100
8
HM
16
90/62
8
HM
16
90/62
ISO 4016
125
8
HM
16
90/62
8
HM
16
90/62
ISO 4032
150
8
HM
20
100/72
8
HM
20
100/72
ISO 4034
200
8
HM
20
100/72
12
HM
20
100/72
250
12
HM
20
110/76
12
HM
24
110/82
300
12
HM
20
120/83
12
HM
24
130/93
350
16
HM
20
130/93
16
HM
24
130/93
400
16
HM
24
140/103
16
HM
27
150/105
450
20
HM
24
130/93
20
HM
27
130/90
500
20
HM
24
150/110
20
HM
30
160/110
600
20
HM
27
170/122
20
HM
33
180/117
700
24
HM
27
150/105
24
HM
33
150/100
800
24
HM
30
160/110
24
HM
36
160/92
900
28
HM
30
160/110
28
HM
36
160/92
1000
28
HM
33
180/117
28
HM
39
180/105
EN 24016
ISO 4014
CONTINUA...
65
BRIDAS (DIMENSIONES / TALADRADO)
Pernos para bridas
PN 10
DN
PN 16
Designación
Designación
N°
N°
HM
d
L/X
HM
mm
66
d
L/X
mm
1100
32
HM
33
160/100
32
HM
39
180/105
1200
32
HM
36
180/110
32
HM
45
210/115
1400
36
HM
39
180/105
36
HM
45
210/115
1500
36
HM
39
180/105
36
HM
52
230/130
1600
40
HM
45
190/110
40
HM
52
230/130
1800
44
HM
45
190/110
48
HM
56
260/133
2000
48
HM
45
190/110
48
HM
56
260/133
BRIDAS (DIMENSIONES / TALADRADO)
PN 25
PN 40
Designación
DN
N°
HM
40
50
4
4
HM
HM
60
8
65
8
80
Designación
L/X
N°
HM
16
16
85/57
85/57
4
4
HM
HM
16
16
85/57
85/57
HM
16
85/57
8
HM
16
85/57
HM
16
85/57
8
HM
16
85/57
8
HM
16
85/57
8
HM
16
85/57
100
8
HM
20
100/72
8
HM
20
100/72
125
8
HM
24
110/82
8
HM
24
110/82
150
8
HM
24
110/82
8
HM
24
110/82
200
12
HM
24
110/82
12
HM
27
130/90
250
12
HM
27
130/90
12
HM
30
140/93
300
16
HM
27
130/90
16
HM
30
140/93
350
16
HM
30
140/93
-
-
400
16
HM
33
150/100
-
-
450
20
HM
33
160/100
-
-
500
20
HM
33
160/100
-
-
600
20
HM
36
180/110
-
-
700
24
HM
39
180/105
-
-
800
24
HM
45
190/110
-
-
900
28
HM
45
190/110
-
-
1000
28
HM
52
230/130
-
-
1100
32
HM
52
230/130
-
-
1200
32
HM
52
230/130
-
-
1400
-
-
-
-
1500
-
-
-
-
1600
-
-
-
-
1800
-
-
-
-
2000
-
-
-
-
d
mm
d
L/X
mm
67
68
PROTECCIONES / REVESTIMIENTOS 69
Corrosividad de los Suelos
75
Materiales en Contacto con el Agua Potable 71
Revestimientos Exteriores (Determinación)
77
Revestimientos Interiores (Determinación)
72
Zinc
78
Cemento (Mortero de)
73
Manga de Polietileno
80
Aguas Agresivas o Corrosivas
70
69
AGUAS AGRESIVAS O CORROSIVAS
Las características físico-químicas de las aguas transportadas en las
redes pueden ser muy diferentes y permiten definirlas por su corrosividad
(propensión a atacar les metales sin revestimiento) y su agresividad (para
con los materiales a base de cemento). Las canalizaciones SAINT-GOBAIN
PAM comportan revestimientos interiores que les permiten transportar los
diferentes tipos de aguas que se pueden encontrar.
El comportamiento de un agua frente a los metales ferrosos y los productos
a base de cemento depende de numerosos factores: mineralización, contenido de oxígeno, conductividad eléctrica, pH, equilibrio calcocarbónico,
temperatura, etc.
Son dos los tipos principales de agua que han de tomarse en cuenta:
• las aguas corrosivas que pueden atacar el metal sin revestimiento, y
• las aguas agresivas frente a los materiales a base de cemento.
AGUAS CORROSIVAS
- Definición
Determinadas aguas atacan las canalizaciones metálicas que carecen de
revestimiento interior. Las reacciones químicas producen hidróxido ferroso,
luego férrico, y a continuación generan la formación de nódulos, inclusive de
tubérculos, que pueden, con el tiempo, disminuir la sección de la canalización y aumentar las pérdidas de carga de manera significativa.
- Realidad del fenómeno
Este fenómeno se encuentra en las antiguas tuberías sin mortero de cemento interior. Actualmente, las canalizaciones de hierro fundido dúctil están revestidas interiormente con un mortero de cemento que elimina este riesgo.
Nótese que la corrosión por las aguas potables suele ser lenta. Las normas
de potabilidad recomiendan que se distribuyan aguas no corrosivas y no
agresivas, con lo que se garantizan al mismo tiempo la permanencia de la
calidad de las aguas y la protección de las canalizaciones e instalaciones
públicas y privadas.
70
AGUAS AGRESIVAS
- Definición
La agresividad de un agua se define según la propensión que tiene para
atacar los materiales conteniendo calcio (ejemplo : conglomerantes hidráulicos). Según el análisis químico, la mineralización, el pH y la temperatura del
agua transportada, son posibles tres casos :
• un agua en equilibrio calcocarbónico no produce, para una temperatura
dada, ni ataque ni precipitación de carbonato cálcico;
• una agua incrustante tiende a depositar sales de calcio (carbonato...) en la
pared interior de las canalizaciones;
• un agua agresiva puede atacar determinados elementos constitutivos del
mortero de cemento que contienen calcio (cal, carbonatos cálcicos, silicatos
o silico-aluminatos de calcio).
- Determinación
La determinación de la agresividad se realiza sobre la base de análisis de
agua, bien mediante gráficos o ábacos que permitan situar el agua examinada en relación con la curva de equilibrio o, más sencillamente, mediante
un programa de computadora. Este medio rápido permite caracterizar el
agua, en particular para diferentes temperaturas, y calcular el CO2 agresivo
así como índices característicos como, por ejemplo, el índice de saturación
de LANGELIER que corresponde a la diferencia entre el pH real del agua y
el pH de saturación.
- Realidad del fenómeno
Las recomendaciones a cerca de la calidad de las aguas tienden cada vez
más y especialmente en Europa- a mejorar las aguas potables con el requisito de que no sean agresivas ni corrosivas.
No obstante, y debido a la gran variedad de las aguas transportadas, es
posible encontrar aguas poco mineralizadas (aguas blandas) que pueden
atacar los materiales en contacto, así como aguas corrosivas y/o agresivas.
SAINT-GOBAIN PAM dispone de programas informáticos que permiten apreciar la agresividad de las aguas con el fin de seleccionar el tipo de revestimiento interior más adecuado a cada caso.
MATERIALES EN CONTACTO CON EL AGUA POTABLE
Los materiales que están en contacto con el agua potable no deben
deteriorar de manera inaceptable la calidad de la misma.
En dicho reglamento, para el caso de tuberías para acueducto, se detallan
los requisitos de atoxicidad que deben cumplir los materiales que entran en
contacto con el agua potable.
Materiales utilizados por SAINT- GOBAIN PAM en contacto con el
agua potable
- Situación reglamentaria y normativa
Las características del agua potable destinada al consumo humano son definidas por distintas reglamentaciones y normas en cada pais, que aunque varían de un pais a otro tienden al final a garantizar que el agua para consumo
humano carezca de elementos nocivos para la salud. Independientemente
del pais en el que se comercialicen, la norma ISO 2531:2009 obliga a los
fabricantes de tuberías a cumplir con las normatividades y reglamentaciones
locales orientadas a este fin.
Caso europeo
No existe ninguna directiva o norma europea que fije las exigencias técnicas aplicables a los materiales en contacto con el agua potable utilizado en
las instalaciones de producción , tratamiento y distribución, y destinadas a
verificar su compatibilidad con las características de dichas aguas. Pero se
publico un reglamento francés al respecto: Ordenanza del 29 de mayo de
1997 modificada por Ordenanza fechada el 24 de junio de 1998. En su sección 2 (Materiales constitutivos de las canalizaciones y uniones, depósitos y
accesorios), esta ordenanza autoriza aquellos materiales cuya composición
respeta las prescripciones definidas en los anexos (tipo y contenidos limites
de los componentes) y prevé, en caso de necesidad, pruebas previas destinadas a evaluar sus eventuales efectos en la calidad organoléptica, física,
química y biológica del agua puesta en contacto suyo.
Caso colombiano
Desde el 20 de junio de 2006 esta vigente la resolución 1166 del Ministerio
de medio ambiente vivienda y desarrollo territorial (y sus resoluciones modificatorias), por la cual se expide el Reglamento Técnico que señala los requisitos técnicos que deben cumplir los tubos de acueducto, alcantarillado,
los de uso sanitario y los de aguas lluvias y sus accesorios que adquieran las
personas prestadoras de los servicios de acueducto y alcantarillado.
Los materiales concernidos por estas exigencias reglamentarias figuran en
la tabla siguiente:
Material
Destino
Mortero de cemento
Revestimiento interior de los tubos
Pintura bituminosa
Revestimiento interno de las zonas de
junta de los tubos y de ciertas uniones
Barniz epoxy poliuretano aplicado
por cataforésis
Revestimiento interior de ciertas
uniones
Epoxy en polvo
Revestimiento interior especial De
ciertas uniones
Elastómero
Anillos de junta para tubos y uniones
Pasta lubricante
Montaje de las juntas
- Conformidad
Todos los materiales arriba enumerados y utilizados por SAINT-GOBAIN PAM
para la fabricación de sus productos son objeto de certificaciones para demostrar la conformidad de los requisitos establecidos, en los terminos y
condiciones que aplican en cada pais.
71
REVESTIMIENTOS INTERIORES (DETERMINACIÓN)
Un revestimiento interior tiene por finalidad:
- Garantizar la conservación de las características hidráulicas de la canalización al paso del tiempo,
- Evitar cualquier riesgo de ataque de la pared interior por las aguas transportadas.
SAINT-GOBAIN PAM propone una gama completa de revestimientos
interiores, con el fin de responder a todos los tipos de aguas transportadas.
Los revestimientos interiores de los tubos y uniones SAINT-GOBAIN PAM para
las canalizaciones de agua potable y de irrigación pueden clasificarse en tres
categorías, según la agresividad de las aguas transportadas:
• Los revestimientos estándar, adecuados a la gran mayoría de las aguas
brutas y potables,
• Las protecciones reforzadas, adaptadas a las aguas agresivas para los
cementos (aguas dulces, ácidas, altamente abrasivas, ...), y
• Los revestimientos especiales, que se proponen en casos muy particulares de agresividad de las aguas (efluentes industriales...).
Ver AGUAS AGRESIVAS.
SAINT-GOBAIN PAM asesora, a requerimiento de los clientes, la determinación del revestimiento mas adecuado.
La tabla que sigue presenta la gama de los revestimientos interiores.
Tubos
Accesorios
Revestimientos
Mortero de
Barniz
clásicos
cemento
bituminoso o Epoxy
Poliuretano
Polvo epoxy
Revestimientos
especiales
72
- Contacto con el agua potable
Los materiales utilizados por SAINT- GOBAIN PAM para los revestimientos
interiores de tubos y uniones en contacto con el agua potable están conformes con las exigencias de la reglamentación vigente que aplica en cada
pais. Ver capitulo MATERIALES EN CONTACTO CON EL AGUA POTABLE.
CEMENTO (MORTERO DE)
La protección interior estándar de los tubos SAINT- GOBAIN PAM está constituida
de un mortero de cemento aplicado por centrifugado. Este revestimiento
asegura:
- Excelentes condiciones de flujo hidráulico que se mantiene con el paso
del tiempo,
- El mantenimiento de la calidad del agua potable transportada,
- Una protección eficaz de la pared del tubo.
Normas : EN 545, ISO 4179
Procedimiento de aplicación
El revestimiento interior de cemento se aplica por centrifugación. Con este
método, escogido por SAINT- GOBAIN PAM el mortero se vierte en el tubo
que gira a gran velocidad, lo que garantiza una adecuada compacidad del
revestimiento interior. A continuación, el mortero de cemento fragua a temperatura e higrometría controladas para que pueda alcanzar su resistencia
mecánica óptima. La ventaja del procedimiento de centrifugación es que
produce una superficie interior lisa compuesta de las partículas más finas
(lechada).
Este procedimiento permite obtener las siguientes propiedades:
• Alta compacidad del mortero,
• Baja rugosidad,
• Buen agarre del cemento.
Flujo - Rendimiento hidráulico
Mecanismo de protección
El revestimiento interior de cemento es activo y no actúa como una simple
barrera sino que participa, químicamente, en la protección por fenómeno
de pasivación. Durante el llenado del tubo, el agua embebe poco a poco el
mortero de cemento y se enriquece en elementos alcalinos, con lo que deja
de ser corrosiva cuando llega a proximidad del metal.
- Colmatación de las fisuras
Las normas reconocen y tienen en cuenta la colmatación de las fisuras.
La reticulación (retracción hidráulica), y hasta pequeñas fisuras aparecidas
durante el transporte, el almacenamiento o la colocación, se colmatan bajo
el efecto acumulado de dos reacciones:
- El hinchamiento (rápido) del mortero de cemento cuando el tubo se llena
de agua,
- La hidratación (lenta) de los elementos constitutivos del cemento.
Propiedades mecánicas
- Dilatación
El coeficiente de dilatación térmica lineal de los revestimientos interiores de
mortero de cemento es de aproximadamente 12 x 10-6 m/m/°C, valor casi
idéntico al de los hierros fundidos dúctiles (11 x 10-6 m/m/°C), lo que elimina
los riesgos de fisuración por dilatación térmica diferencial.
- Resistencia mecánica del mortero de cemento
El mortero de cemento presenta una superficie interior de baja rugosidad lo
que favorece el flujo, disminuye las pérdidas de carga y garantiza, a lo largo
del tiempo, los rendimientos hidráulicos.
La calidad de la adherencia del mortero de cemento a la pared de hierro fundido confiere a
este revestimiento dos cualidades importantes:
El coeficiente de rugosidad (fórmula de COLEBROOK) es de k = 0,03 para
un tubo solo. Sin embargo SAINT-GOBAIN PAM recomienda que se utilice el
valor k = 0,1 para el dimensionamiento de las redes con el fin de tener en
cuenta las diversas pérdidas de carga singulares. Ver PERDIDAS DE CARGA.
- Buena resistencia al vacío (depresiones debidas a los golpes de ariete.)
- Buen comportamiento en flexión y en ovalización.
73
CEMENTO (MORTERO DE)
Las pruebas de flexión longitudinal de los tubos de pequeño diámetro han demostrado la
capacidad de revestimiento interior de cemento para resistir a una deformación limitada del
tubo.
de relleno.
Con los tubos de gran diámetro, mas sensibles
a los efectos de la ovalización, las pruebas de
flexión en anillo han permitido verificar la buena resistencia del revestimiento interior del
cemento bajo el efecto de importantes cargas
- Abrasión
El mortero de cemento posee una buena resistencia a la abrasión, lo que
permite que las canalizaciones estén adaptadas al transporte de aguas brutas cargadas de partículas abrasivas.
Consultarnos para estas aplicaciones.
- Contacto con el agua potable
Ver el capitulo MATERIALES EN CONTACTO CON EL AGUA POTABLE.
Normas
- EN 545: Tubos, uniones y accesorios de hierro fundido dúctil y sus uniones para canalizaciones de agua. Prescripciones y métodos de prueba.
- ISO 4179: Revestimiento interno con mortero de cemento centrifugado.
Prescripciones generales.
74
CORROSIVIDAD DE LOS SUELOS
Las canalizaciones enterradas sufren numerosas solicitaciones entre ellas la
corrosividad de los terrenos y rellenos. Las canalizaciones SAINT- GOBAIN PAM
poseen, en su versión de base, una buena resistencia a la corrosión gracias
al revestimiento clásico de zinc que conviene a la mayoría de los casos de
utilización. Sin embargo, debe evaluarse la corrosividad de los suelos para
recomendar, de ser necesario, una protección reforzada con manga de polietileno
o con revestimientos especiales. Los equipos técnicos de SAINT- GOBAIN PAM
efectúan estudios de suelos a solicitud del cliente.
Estudio topográfico
- Índices generales de corrosividad
Se determinan los índices generales de corrosividad mediante un mapa detallado en el cual se sitúan:
- El relieve del suelo : los puntos altos suelen ser más bien secos y aireados,
es decir poco corrosivos, y los puntos bajos húmedos y sin aire, o sea susceptibles de una mayor corrosividad,
- Los ríos a atravesar, las áreas húmedas,
- Los estanques, ciénagas, lagos, turberas y otros fondos bajos, ricos en
ácidos húmicos, bacterias y, con frecuencia, contaminados,
- Los estuarios, pólders, marismas y terrenos salinos situados a orillas del
mar.
- Índices de contaminación y corrosión específicas
Con la ayuda de planos (obtenidos de los servicios públicos), se determinan:
- Las zonas contaminadas por efluentes varios como son purines, vertidos
de destilerías, lecherías, papeleras, etc., o también por aguas negras, especialmente de origen doméstico,
- Los depósitos de procedencia industrial como escorias, cagafierros, etc.,
eléctrica continua (obras con protección catódica, tracción eléctrica, fábricas, etc.).
Estudio geológico
Este estudio pone de relieve los diferentes estratos atravesados e informa
acerca de la naturaleza de los terrenos y de su corrosividad natural. En primer análisis, se pueden distinguir terrenos:
- De poco riesgo :
• Arenas y gravas,
• Materiales de empedrado,
• Calizas.
- De alto riesgo :
• Margas,
• Arcillas.
- De altísimo riesgo :
• Yesos,
• Piritas (hierro : pirita, calcopirita, cobre),
• Sales para industrias químicas (cloruro de sodio, sulfato de cal),
• Combustibles fósiles (lignitos, turbas, carbones, asfaltos).
Han de tomarse en cuenta las indicaciones referentes a los fósiles presentes.
En especial, las amonitas piritosas indican que el terreno contiene piritas
(sulfuros de hierro) y que, por lo tanto, es muy corrosivo, en particular debido a su anaerobiosis.
- Hidrogeología
La humedad constituye un factor agravante de la corrosividad de un terreno. El estudio hidrogeológico precisa cuales son los terrenos impermeables
capaces de retener el agua, así como las zonas acuíferas. El límite de separación de estos terrenos suele ir marcado por niveles de manantial y es importante considerarlo con mucha atención porque la corrosividad del suelo
impermeable puede ser muy alta. Otro tanto sucede con la corrosividad de
los terrenos acuíferos cuando drenan suelos vecinos que contienen substancias minerales solubles (cloruro de sodio, sulfato cálcico, etc.).
- La proximidad de instalaciones como colectores de efluentes no estancos,
- Las instalaciones industriales o de equipamiento que utilizan la corriente
75
CORROSIVIDAD DE LOS SUELOS
Estudio en el terreno
Mediante observaciones visuales, medidas (resistividad) y análisis (muestras
de suelo), el estudio en el terreno permite confirmar y completar los resultados topográficos y geológicos. La resistividad de un suelo informa sobre
su capacidad a alimentar un fenómeno de corrosión electroquímica sobre el
metal y constituye un parámetro particularmente significativo porque :
-Integra prácticamente todos los factores que influencian la corrosividad
(contenido en sales, presencia de agua...)
- Es muy fácil de medir in situ (método WENNER o de los cuatro piquetas).
Los diferentes puntos de medida se toman en el trazado previsto de la canalización y su intervalo depende de la topografía del terreno y de los valores
medidos.
Un suelo es tanto más corrosivo cuanto más baja es su resistividad. Se considera que las resistividades medidas inferiores a 3.000 ohm x cm deben ser
confirmadas con una muestra tomada a la profundidad de colocación y una
medida de su resistividad (bruta y mínima) en laboratorio.
76
REVESTIMIENTOS EXTERIORES (DETERMINACIÓN)
El objetivo que debe cumplir un revestimiento exterior es garantizar una
protección duradera contra la agresividad de los terrenos.
SAINT-GOBAIN PAM ofrece una gama completa de revestimientos exteriores
que responden a todos los casos de corrosividad de los suelos.
Norma: EN 545
Los revestimientos exteriores de los tubos y uniones SAINT-GOBAIN PAM
para las canalizaciones de agua potable y de irrigación pueden clasificarse
en tres categorías, según la naturaleza química de los terrenos:
- Los revestimientos clásicos, que convienen a la gran mayoría de
los suelos,
- Las protecciones reforzadas, adaptadas a los terrenos de alta
corrosividad, y
- Los revestimientos especiales, para los casos extremos de corrosi
vidad del medio.
Ver CORROSIVIDAD DE LOS SUELOS.
A requerimiento de los clientes, los equipos técnicos de SAINT-GOBAIN PAM
realizan estudios de suelos, con el fin de recomendar la solución más adaptada.
El cuadro que sigue presenta la gama de revestimientos exteriores.
Protección
Tubos
Accesorios
Solución de base
Clásica
Reforzada
Especial
Zinc metálico 200 gr/m2 +
Pintura bituminosa
Pintura bituminosa
o equivalente
DETERMINACIÓN
La experiencia acumulada desde varias decenas de años por SAINT-GOBAIN
PAM demuestra que un alto porcentaje de terrenos tiene una corrosividad
baja o media, que permite utilizar las canalizaciones SAINT-GOBAIN PAM
con su protección exterior de base: zinc metálico 200 gr/m2 + más barniz
bituminoso. Ver ZINC.
Ciertas zonas imponen una protección reforzada. Ver MANGA DE POLIETILENO. Se trata de los suelos:
- De resistividad inferior a 2500 Ω x cm (suelos con mal drenaje) o a 1500 Ω
x cm (suelos con buen drenaje),
- Con pH inferior a 6.
La manga de polietileno también debe utilizarse en ciertos casos cuando
circulan corrientes vagabundas (vías férreas, proximidad de instalaciones
industriales de corriente continua, o que se benefician de protección catódica, etc.).
Finalmente cuando las condiciones de corrosividad son extremas (resistividad inferior a 750 Ω x cm, cruces de brazos de mar, pantanos, capa freática
salina), o cuando los suelos están contaminados o son de características
inciertas, o cuando la colocación de la manga de polietileno in situ no está
recomendada (capa freática), se deberá utilizar tubos y uniones con revestimientos especiales de la gama ZINALIUM (ZnAl 85-15 400 gr/m2) o STANDARD TT (polietileno o poliuretano). Consultarnos.
También es necesario, salvo verificación especial, recurrir a una protección
reforzada cuando los rellenos están contaminados con residuos industriales (residuos mineros, escorias, escombros, escoria de altos hornos, etc.) o
agrícolas.
Solución de base +
Manga de polietileno colocada in situ
Poliuretano o polietileno
Revestimiento epoxy
77
ZINC
El revestimiento standard de los tubos SAINT-GOBAIN PAM está constituido
de una capa metálica de zinc depositada por proyección (200 gr/m2 mínimo)
y recubierta con un barniz bituminoso (tapa-poros). Es un revestimiento
activo adecuado a la gran mayoría de los suelos.
Normas: EN 545 e ISO 8179
Composición del revestimiento
El revestimiento de zinc está constituido:
• De una capa metálica de zinc aplicada por proyección con arco eléctrico
(cantidad mínima : 200 gr/m2, lo que representa una mejora del 50 % en relación con la normalización francesa e internacional que prescribe 130 gr/m2),
• De un barniz bituminoso: pintura bituminosa (con 100 micras de espesor
mínimo) o equivalente.
Mecanismo de protección
La metalización con zinc es una protección activa debida a la acción galvánica
de la pila hierro-zinc. Su mecanismo es doble:
- Formación de una capa estable de protección
Al contacto con el terreno que lo rodea, el zinc metálico se transforma lentamente en una capa densa, adherente, impermeable y continua, de sales de
zinc insolubles que constituye una pantalla protectora.
El barniz bituminoso (tapa-poros) actúa como película que favorece la creación de sales de zinc insolubles en detrimento de hidróxidos de zinc, solubles.
78
- Auto-cicatrización de las partes dañadas
Este mecanismo es, cronológicamente, el primero en producirse.
Una de las particularidades del revestimiento exterior de zinc es su capacidad a restaurar la continuidad de la capa protectora en los lugares donde
existen daños locales de pequeña superficie.
Los iones Zn++ migran a través del tapa-poros para colmatar la zona dañada y a continuación se transforman en productos de corrosión del zinc,
estables e insolubles.
Ventajas del revestimiento de zinc de 200 gr/m²
SAINT- GOBAIN PAM decidió aumentar la cantidad de zinc a 200 gr/m² (en
lugar de los 130 gr/m² prescritos por las normas).
Esto permite aumentar considerablemente el tiempo el cual el zinc adopta
una protección activa del tubo.
Un incremento del 50% de zinc que aporta una ganancia considerable en la
duración de vida de la protección galvánica.
ZINC
Campo de utilización
La norma EN 545 recomienda el uso del revestimiento a base de zinc para
la mayoría de los suelos. Basado en su extensa experiencia, SAINT-GOBAIN
PAM lo ha escogido como revestimiento estándar de base para toda su
producción de tubos. No obstante, existen ciertos casos en los cuales el
revestimiento de zinc necesita ser reforzado con una manga de polietileno.
Ver MANGA DE POLIETILENO.
En los casos extremos de corrosividad de los suelos, se impone un aislamiento completo de la canalización, limitado a la zona de alta corrosividad.
Ver CORROSIVIDAD DE LOS SUELOS y REVESTIMIENTOS EXTERIORES
(DETERMINACIÓN)
Los equipos técnicos de SAINT-GOBAIN PAM pueden efectuar estudios de
suelos a requerimiento de sus clientes con el fin de determinar el revestimiento exterior más adecuado.
Además, debido a su resistencia, el revestimiento de zinc se adapta particularmente bien a las condiciones de transporte, manutención, almacenamiento, relleno de la zanja, protegiendo los tubos de manera duradera.
- Contacto con el agua
Ver capitulo MATERIALES EN CONTACTO CON EL AGUA POTABLE.
Normas
- EN 545: Tubos, uniones y accesorios de hierro fundido dúctil y sus ensamblajes para canalización de agua.
Prescripciones y métodos de prueba.
- ISO 8179: Tubos de hierro fundido dúctil: revestimiento exterior con zinc.
Parte 1: Zinc metálico y capa de acabado.
79
MANGA DE POLIETILENO
La manga de polietileno es un film de polietileno de baja densidad, que se
enfunda y aplica sobre la canalización en el momento de colocarla. Se utiliza
como complemento del revestimiento de base de las canalizaciones (zinc
metálico + barniz bituminoso) en determinados casos de alta corrosividad
de los suelos o cuando existen corrientes vagabundas.
Norma : EN 545, ISO 8180.
Descripción
La manga de polietileno se presenta bajo la forma de un film tubular de
PEBD (polietileno baja densidad), enfundado sobre el elemento a proteger
y aplicado en él mediante:
- cintas adhesivas de plástico, en cada extremidad, y
- ligaduras intermedias.
La técnica de enmangado consiste en utilizar una manga de caña (instalación fuera de la zanja) y una manga de junta (instalada dentro de la zanja
80
después del montaje de la junta). La división así obtenida refuerza la eficacia
de la protección.
Mecanismo de protección
La manga de polietileno interviene como complemento del revestimiento de
zinc. Su mecanismo de protección consiste en aislar las cañerías del suelo
corrosivo (supresión de las celdas electro-químicos) y de la entrada de corrientes vagabundas.
En caso de infiltración mínima de agua por debajo de la manga, sigue funcionando la protección complementaria asegurada por este dispositivo ya
que un medio homogéneo (el agua del suelo) sustituye al medio heterogéneo (el suelo).
Campo de utilización
PAM recomienda que se aplique esta protección complementaria para los
suelos de alta corrosividad (ver CORROSIVIDAD DE LOS SUELOS), entre los
cuales :
- Los suelos de baja resistividad (señal de una fuerte corrosividad),
- Las zonas atravesadas por corrientes vagabundas,
- Suelos cuyo análisis revela un alto contenido en sulfatos y cloruros,
o una actividad bacteriana.
Su utilización puede decidirse en el momento de abrir la zanja cuando así lo
justifiquen las condiciones locales.
Si el medio es sumamente corrosivo (cruce de marisma, capa freática salada, etc.) se impone un aislamiento completo de la canalización, limitado a
la zona de alta corrosividad. Ver REVESTIMIENTOS EXTERIORES (DETERMINACIÓN).
Los equipos técnicos de SAINT-GOBAIN PAM pueden efectuar estudios de
suelos a requerimiento de la clientela, con el fin de determinar la protección
más adaptada.
Instalación
Ver MANGA DE POLIETILENO (COLOCACIÓN).
NormaS
- EN 545: Tubos, uniones y accesorios de hierro fundido dúctil y sus ensamblajes para canalización de agua. Prescripciones y métodos de prueba.
-ISO 8180 : Canalizaciones de hierro fundido dúctil, manga de polietileno.
81
82
ESTUDIO PROYECTO
83
Necesidades / Recursos del Agua
84
Suelos (Características Mecánicas)
123
Diámetros (Determinación)
87
124
Perfil Longitudinal
91
Movimiento de tierras
Terrenos Inestables
Perdidas de Carga
93
Paso en Puente
129
Perdidas de Carga (Tablas)
95
Colocación Aérea
131
Golpes de Ariete
111
Colocación en Camisa
132
Empujes Hidráulicos
114
Colocación en Galería
134
Macizos (Bloques)
115
Colocación Sumergida
135
Acerrojado
119
Colocación en Pendiente
137
Desviación Angular
121
Colocación sin Zanja
139
127
NECESIDADES/RECURSOS DE AGUA
• Hospitales : 400 litros por cama,
• Vinificación : 2 litros por litro de producto obtenido,
• Lucha contra incendios: reserva mínima de 120 m3 para alimentar
un hidrante de DN 100 durante 2 h (norma francesa NF S 62200).
Ciertos servicios de protección contra incendio pueden necesitar
cantidades superiores,
• industrias: a estudiar caso por caso.
Cuando se dimensiona una red se deben tomar en consideración:
- Las necesidades de agua, estimadas mediante métodos estadísticos o analíticos,
- Los recursos de agua, evaluados a partir de los datos hidrogeológicos e hidrológicos propios de cada región.
Evaluación de las necesidades de agua
- Volumen
El volumen de agua necesario para abastecer una colectividad depende:
• Del tamaño y del tipo de las localidades a atender,
• De las necesidades municipales, agrícolas e industriales,
• De los hábitos y costumbres de la población.
Por lo general, se prevén las siguientes cantidades medias por habitante y
día:
• Municipios rurales : de 130 a 180 litros (sin contar las necesidades agrarias),
• Municipios medianos : de 200 a 250 litros (incluidas las necesidades municipales),
• Ciudades: de 300 a 450 litros (incluidas las necesidades municipales) incluso más de haber urbanizaciones.
En todos los casos, es necesario calcular las redes de traída y distribución
de agua considerando las perspectivas de desarrollo urbano de cada colectividad a largo plazo.
Debe tomarse en cuenta la existencia de establecimientos colectivos o de
carácter industrial con los siguientes valores promedios de necesidades correspondientes a algunos ejemplos corrientes:
• Escuelas : 100 litros por alumno y día,
• Mataderos : 500 litros por cabeza de ganado,
• Lecherías, mantequerías, queserías : 5 litros de agua por cada litro de leche tratada,
84
Es indispensable disponer, por una parte, de un margen de seguridad con el
fin de tener en cuenta las posibles omisiones o inexactitudes de las informaciones obtenidas y, por otra parte, conocer el rendimiento efectivo de la red
que viene dado por la siguiente fórmula:
Volumen facturado
r=
Volumen producido
Necesidad bruta de agua = Necesidad neta x K
r
seg
x K col
- Caudal
Caso de colectividades (muchos abonados)
Se evalúan las necesidades de caudal en picos diarios y picos horarios. Una
red de distribución suele ser dimensionada para dar paso a los caudales de
pico horario.
Qp = Kd x Kh x
Vd medio
( m 3 / h)
24
Donde:
V (m3 )
: consumo diario promedio en el año
365
Vd medio = anual
Vh max
: coeficiente de pico horario
Kh =
x 24
Vd max
Vd max
Kd =
Vd medio
: coeficiente de pico diario
NECESIDADES/RECURSOS DE AGUA
Vh : volumen utilizado durante la hora de mayor consumo max
en el día de mayor consumo (m3/hora)
Vd max : volumen utilizado el día de mayor consumo del año (m3/día)
K col =
Va futuro 148 000
=
= 1,97
Va actual
75 000
• Seguridad por incertidumbre de los datos : 20 % (Kseg= 1,2)
• Necesidad bruta anual : B =
Caso de los edificios colectivos (pocos abonados)
Las necesidades de caudal se evalúan no ya en función del número de consumidores sino en base al número de aparatos (lavabos, pilas, inodoros,
etc.) ponderado por un coeficiente de simultaneidad de funcionamiento:
Q = k.n.q
donde :
q : caudal unitario de un aparato
n : número de aparatos (n > 1)
k=
1
: coeficiente probable de simultaneidad (no significativo n − 1
para altos valores de n).
- Ejemplo sencillo n° 1
Hipótesis
• Colectividad semi-rural :
• pueblo actual : 1 500 habitantes
• urbanización : 1 000 habitantes (horizonte a 25 años)
• Volumen anual facturado : 75 000 m3
• Rendimiento estimado de la red : r = 75 %
• Coeficientes de picos estimados : Kd = 2,5 ; Kh = 1,8
Cálculos y resultados
• Volumen anual futuro:
Vafuturo= 75 000 + (0,2 x 1000 x 365) = 148 000 m3 (estimación del consumo diario por habitante: 200 l)
Va
x K col x K seg = 236 000 m 3
r
• Caudal medio diario futuro : Q mdf =
236 000
= 647 m 3
365
Q
24
• Caudal pico horario futuro :
Q p = K d x K h x mdf = 121 m 3 /h
En este ejemplo, una tubería de traída de este pueblo deberá ser dimensionada para garantizar un caudal de 121 m3/h al horizonte 25 años.
Ejemplo sencillo n° 2
Hipótesis
Edificio colectivo:
10 apartamentos
7 aparatos por apartamento
caudal unitario promedio de un aparato : 0,1 l/s
Cálculos y resultados
La bomba que alimenta este edificio, por ejemplo, deberá poder suministrar un caudal Q = k.n.q donde:
k=
1
(7 x10) − 1
= 0,12
Q = 0,1 x 70 x 0,12 = 0,84 l/s
85
NECESIDADES/RECURSOS DE AGUA
Evaluación de los recursos de agua
El agua puede ser captada en profundidad (capas subterráneas, manantiales) o en superficie (ríos, lagos, represas, etc.).
En todos los casos, hace falta estudiar de manera precisa la hidrología, en
especial los regímenes hidrográficos e hidrogeológicos de los puntos de captación cuyo rendimiento puede variar muchísimo en el transcurso del año.
Una serie de medidas por sondeos de las fuentes o de los ríos, así como
pruebas de bombeo en el acuífero, efectuadas durante un período de tiempo
largo, permiten determinar estadísticamente la evolución de los caudales,
es decir de los volúmenes disponibles, especialmente en época de estiaje.
En el caso de un río con caudal insuficiente (estiaje), resulta necesario crear
una reserva mediante una represa o un embalse.
Cuando no se dispone de resultados de medidas, se puede estimar el caudal
de un río en su desembocadura utilizando diferentes métodos adaptados a
la morfología e hidrología de su cuenca de alimentación.
86
DIÁMETRO (DETERMINACIÓN)
La determinación del diámetro de una canalización con presión se efectúa teniendo
en cuenta :
- los parámetros hidráulicos (caudal, pérdidas de carga, velocidad) para una traída
por gravedad,
- los parámetros hidráulicos y económicos óptimos (costo del bombeo y amortización
de las instalaciones) para una canalización de bombeo.
En función de las condiciones de servicio, es preciso medir los riesgos eventuales
de golpes de ariete, cavitación y abrasión, e instalar las protecciones adecuadas.
- Características topográficas
Para el cálculo, se considera el caso más desfavorable.
Definición
- Traída de agua por Gravedad
• Traída de un tanque A hacia un tanque B :
H = cota del nivel mínimo en A - cota del nivel máximo de B.
Por seguridad, a veces se asume como nivel mínimo el rasante de A.
La traída de agua por gravedad consiste, a partir de un almacenamiento de
agua natural o artificial situado a la cota Z, en alimentar por una canalización
con presión todos los puntos a abastecer situados a cotas z < Z, sin aporte
energético.
Principio de dimensionamiento
- Características de la red
Q : caudal función de las necesidades (en m3/s)
• Caudal pico en distribución o caudal de incendio
• Caudal medio en traída
j : pérdida de carga unitaria (en m/m)
V : velocidad del agua en la canalización (en m/s)
D : diámetro de la canalización (en m)
L : longitud de la canalización (en m)
• Distribución
H : altura correspondiente a la diferencia entre el nivel mínimo en el tanque
A y la cota (z + P).
P : presión mínima de distribución en el punto más alto.
z : cota geográfica de este punto.
87
DIÁMETRO (DETERMINACIÓN)
- Fórmulas
DN 150
π D2
Sabiendo que : Q =
xV
4
Q (l/s)
λ V2 8 λ Q2
=
la fórmula de DARCY se escribe : j =
2gD
π 2 gD5
λ, función de (k, V , D), se deduce de la fórmula de COLEBROOK, en la cual
k = 0,1 mm (rugosidad).
Para mayores detalles, ver PERDIDAS DE CARGA.
- Determinación de D
La perdida de carga unitaria máxima es : j =
H
L
El DN puede determinarse :
24,00
26,00
28,00
30,00
32,00
34,00
36,00
38,00
40,00
42,00
44,00
46,00
j (m/km)
k = 0,03 mm
11,092
12,867
14,766
16,790
18,937
21,208
23,602
26,119
28,758
31,520
34,404
37,409
Abastecimiento por bombeo
Definición
- Distribución por bombeo
- Por el cálculo, resolviendo el sistema de ecuaciones constituido por las fórmulas de DARCY y COLEBROOK (cálculo por iteraciones que implica medios
informáticos);
- Por lectura directa de las tablas de pérdidas de carga. Ver PERDIDAS DE
CARGA (TABLAS).
- Ejemplo
Caudal: Q = 30 l/s
Longitud : L = 4000 m
Carga disponible : H = 80 m
H
L
j=
=
80
= 0,02 m/m = 20 m/km
4000
La tabla indica que debe escogerse el DN 150 con :
velocidad : V = 1,7 m/s
pérdida de carga : j = 19,244 m/km
88
- Bombeo desde un tanque
k = 0,1 mm
12,552
14,627
16,857
19,244
21,787
24,485
27,339
30,348
33,513
36,833
40,309
43,940
V (m/s)
1,36
1,47
1,58
1,70
1,81
1,92
2,04
2,15
2,26
2,38
2,49
2,60
DIÁMETRO (DETERMINACIÓN)
- Bombeo desde un pozo
Cc
: característica de la canalización
J = f (Q2)
H
: Hgeo + J
Pp
: característica de la bomba
M
: punto de funcionamiento
Nota: resolución válida para niveles de aspiración y bombeo constantes.
En el caso contrario, hay que estudiar la envolvente constituida por las curvas extremas.
- Dimensionamiento hidráulico
Mismo que en el caso anterior:
J=jL
Muchas veces, la captación o el almacenamiento no tienen la suficiente altura como para lograr las condiciones de presión de distribución requeridas,
en cuyo caso es preciso aportar al fluido la energía necesaria.
Se llaman:
• Altura geométrica (Hgeo) la diferencia de altura entre el nivel del agua de
bombeo y el lugar a alimentar,
• Altura manométrica total (HMT) la altura geométrica aumentada de las
pérdidas de carga totales correspondientes a la aspiración y al bombeo y,
en su caso, de la presión residual mínima de distribución (ver los ejemplos
de las figuras).
Principio de dimensionamiento
- Resolución gráfica
- Dimensionamiento económico
El diámetro económico se calcula teniendo en cuenta:
• Los gastos de bombeo, obteniéndose la potencia mediante la siguiente
fórmula:
P = 0,0098 x
Q x HMT
r
donde :
P
Q
HMT
r
: potencia a suministrar al eje de la bomba (kW)
: caudal (l/s)
: altura manométrica total (m)
: rendimiento bomba-motor
- la amortización de las instalaciones (estación de bombeo + canalización).
Aplicación
Se suelen utilizar dos métodos, según la importancia del proyecto:
- Pequeños proyectos
Se aplica la fórmula de VIBERT, válida para los DN pequeños y medianos y
los tramos cortos :
 ne 
D = 1,456  
 f 
0 ,154
x Q 0 , 46
89
DIÁMETRO (DETERMINACIÓN)
donde :
D : diámetro económico
f : precio de la canalización colocada en Francos franceses por kg
Q : caudal en m3/s
n=
tiempo de bombeo en h
24
e : precio del kWh.
El coeficiente 1,456 tiene en cuenta un índice de amortización del 8 % durante 50 años.
El DN escogido debe ser idéntico o inmediatamente superior al diámetro D.
- Grandes proyectos
Para diámetros y tramos grandes, es preciso realizar un estudio económico
detallado. El diámetro asumido será el que corresponde a un costo anual
mínimo (amortización de la inversión + gastos de bombeo).
Precauciones
La velocidad varía de manera importante con el diámetro.
Además de las pérdidas de carga conviene, por lo tanto, comprobar su compatibilidad con los fenómenos eventuales de:
- Golpe de ariete
- Cavitación
- Abrasión.
90
PERFIL LONGITUDINAL
El aire es nefasto para el funcionamiento adecuado de una canalización
bajo presión. Su presencia puede producir:
- una reducción del caudal de agua,
- un gasto inútil de energía,
- riesgos de golpes de ariete.
Una serie de precauciones sencillas a la hora de establecer el perfil de la
tubería permite su prevención.
Origen del aire en las canalizaciones
La introducción de aire en una canalización puede aparecer principalmente:
rencia de nivel entre las extremidades de la bolsa de aire y que equivale a la
columna de agua que falta.
Dinámicamente, se comprende que se vuelve a encontrar esta misma pérdida de presión, con la consiguiente y paralela reducción del caudal, y con la
aproximación de las pérdidas de carga debidas a las turbulencias eventuales
que aparecen en este lugar.
- Caso de una tubería de bombeo
- Durante el llenado consecutivo a un ensayo hidráulico (o un vaciado) debido a un insuficiente número de aparatos de purga,
- A proximidad de los filtros cuando las tuberías de aspiración o los prensaestopas de las bombas no son herméticos,
- Por disolución en el agua a presión (el aire se acumula entonces en los
puntos más altos del perfil).
Efecto del aire en las canalizaciones
El aire es nefasto para el buen funcionamiento de una canalización. Las
bolsas de aire se concentran en los puntos altos debido a la presión aguas
arriba, se deforman y producen un desnivel.
- Caso de una tubería por gravedad
Del mismo modo que en el caso de tubería gravitaria, la presencia de una
bolsa de aire es nefasta para el adecuado rendimiento de una instalación de
bombeo : en este caso, se trata de un aumento de presión h (altura de la columna de agua adicional a elevar) que la bomba deberá realizar además de
la presión H para compensar el aumento de carga debido a la bolsa de aire,
incrementando con este valor el nivel hidrostático. Para un mismo caudal,
el gasto de energía se encuentra aumentado en las mismas proporciones.
Por otro lado, cuando una tubería no está bien purgada, estos inconvenientes se repiten en cada punto alto. Sus efectos se van sumando y baja el
rendimiento de la canalización. Esta disminución se imputa algunas veces y
equivocadamente a otras causas como pueden ser la disminución del rendimiento de las bombas o la incrustación de los tubos. Basta con purgar la
tubería de forma correcta para que, inmediatamente, encuentre de nuevo
su capacidad normal de flujo.
Estáticamente, la bolsa de aire transmite a la parte inferior la presión P que
tiene en la parte superior, lo que baja el nivel hidrostático. La presión de
utilización H queda reducida en una cantidad h que corresponde a la dife-
Finalmente, importantes bolsas de aire pueden ser arrastradas por la corriente fuera de los puntos altos y, entonces, compensado por la brusca
aspiración de un volumen equivalente de agua, su desplazamiento provoca
91
PERFIL LONGITUDINAL
violentos golpes de ariete.
Como conclusión, si los puntos altos no se purgan de manera permanente:
- El caudal de agua se reduce,
- Se pierde energía,
- Pueden producirse golpes de ariete.
Recomendaciones prácticas
El trazado de la canalización debe establecerse de manera que facilite la
acumulación del aire en puntos altos perfectamente determinados, ahí donde están instalados los aparatos que permiten su evacuación.
Es conveniente tomar las siguientes precauciones:
• Dar pendiente a la canalización para facilitar
la subida del aire (la tubería ideal tiene una
pendiente constante: 2 a 3 mm/m representa
la pendiente mínima deseable).
• Evitar la multiplicación excesiva de los cambios de pendiente debido al relieve del terreno, sobre todo en lo que respecta a los grandes diámetros.
• Cuando el perfil es horizontal y dentro de lo
posible, crear un máximo de puntos altos y
puntos bajos artificiales, con el fin de obtener
una pendiente de :
• 2 a 3 mm/m en las partes de subida,
• 4 a 6 mm/m en las partes de bajada.
Un perfil así, con subidas lentas y bajadas
rápidas facilita la acumulación del aire en los
puntos altos al mismo tiempo que se opone
al eventual arrastre de las bolsas de aire. Se
desaconseja el perfil inverso.
92
• Instalar :
- Un aparato de evacuación del aire en cada punto alto,
- Un aparato de vaciado en cada punto bajo.
PÉRDIDAS DE CARGA
Las pérdidas de carga son pérdidas de energía hidráulica esencialmente debidas a
la viscosidad del agua y al frotamiento de ésta contra las paredes del tubo.
Tienen por consecuencia:
-Una caída de presión global abajo de la red gravitaria,
-Un gasto adicional de energía para el bombeo en canalización de impulsión.
Para determinar el diámetro de una canalización de hierro fundido dúctil revestida
interiormente con mortero de cemento, se suele considerar un coeficiente de
rugosidad k = 0,1 mm.
La fórmula de Darcy es la fórmula general para calcular las pérdidas de
carga :
J : pérdidas de carga (en m de carga de fluido por m de tubo)
λ : coeficiente de pérdidas de carga
D : diámetro interior del tubo (en m)
V : velocidad del fluido (en m/s)
Q : caudal (en m3/s)
g : aceleración de la gravedad (en m/s2)
- Formula de COLEBROOK-WHITE
La fórmula de COLEBROOK-WHITE se utiliza ahora de manera universal para
determinar el coeficiente de pérdidas de carga :
Re = VD (Número de REYNOLDS)
µ
µ : viscosidad cinemática del fluido a la temperatura de funcionamiento (en
m2/s)
k : rugosidad de superficie equivalente de la pared del tubo (en m); nótese
que no es igual a la altura de las desigualdades superficiales, sino que se
trata de una dimensión ficticia relativa a la rugosidad superficial, de ahí el
término "equivalente".
Los dos términos de la función logarítmica corresponden :
• Para el primer término
,a la parte de las pérdidas de carga
causadas por el frotamiento
del fluido contra la pared del tubo;
para tubos idealmente lisos (k=0), es nula y la pérdida de carga se debe
simplemente al frotamiento interior del fluido.
- Fórmula de HAZEN-WILLIAM
V = 0,355 CD0,63 J0,54
C : coeficiente dependiente de la rugosidad y del diámetro del tubo.
Fórmulas
- Fórmula de DARCY
• Para el segundo término
,a la parte de las pérdidas de carga
debidas al frotamiento interior del fluido sobre sí mismo ;
Rugosidad superficial de los revestimientos interiores
de mortero de cemento
Los revestimientos interiores con mortero de cemento centrifugado tienen
una superficie lisa y regular. Una serie de pruebas han sido realizadas para
evaluar el valor k de la rugosidad superficial de los tubos recién revestidos
interiormente con cemento, hallándose un valor promedio de 0,03 mm, lo
que corresponde a una pérdida de carga adicional del 5 al 7 % (según el
diámetro del tubo) en comparación con un tubo perfectamente liso con un
valor de k = 0 (calculado con una velocidad de 1 m/s).
Sin embargo, la rugosidad de superficie equivalente de una canalización no
depende solamente de la regularidad de la pared del tubo sino también, y
sobre todo, del número de codos, tes y conexiones, así como de las irregularidades del perfil de la canalización. La experiencia ha mostrado que k = 0,1
mm es un valor razonable en el caso de las canalizaciones de distribución.
En el caso de grandes tuberías que comportan un reducido número de uniones por kilómetro, k puede resultar un poco inferior (0,06 a 0,08 mm).
Por lo que antecede, se pueden hacer tres observaciones sobre las pérdidas
de carga de las canalizaciones de agua que trabajan bajo presión:
• Las pérdidas de carga corresponden a la energía que debe ser proporcionada a al agua para que fluya en la tubería. Es la suma de tres
factores:
a. Fricción interna del agua (relativa a la viscosidad)
b. Fricción del agua a lo largo de la pared del tubo (relativa a la rugosidad)
c. Cambios locales de flujo (codos, juntas, etc)
93
PÉRDIDAS DE CARGA
•
•
En la practica el grueso de las pérdidas de carga es atribuible a la fricción interna del agua (factor a). La fricción del agua con la pared del
tubo (factor b), que es el único factor que depende del tipo de tubería
es mucho menor: por mucho el 7% para tubos con mortero de cemento
(k=0.03 mm). Cambios locales del flujo (factor c) juegan también un
pequeño papel frente al factor a: esto explica porque los tubos con enchufes pueden ser instalados en cualquier dirección.
El diámetro interno útil de las tuberías ocupa un papel importante:
- Para un caudal dado (caso general), cada % menos en el diámetro
interno útil del tubo representa 5% más pérdidas de carga.
- Para una pérdida de carga dada (tubería por gravedad), cada % menos en el diámetro interno útil del tubo representa 5% menos caudal
resultante.
Evolución en el tiempo
Una serie de encuestas realizadas sobre canalizaciones antiguas y recientes
de hierro fundido, revestidas interiormente de mortero de cemento, ha dado
valores de C (según la fórmula de HAZEN-WILLIAM) para una amplia gama
de diámetros de tubos y tiempos de trabajo.
La siguiente tabla* recopila estos resultados y da valores de C convertidos
en valores equivalentes k (en la fórmula de COLEBROOK-WHITE).
- Observación
En ciertos casos de transporte de aguas brutas cargadas con débil flujo, la
experiencia demuestra que cualquiera que sea el tipo de material de la canalización se deberá tener en cuenta que K aumenta con el tiempo.
Estos resultados se refieren a distintos tipos de revestimientos interiores de
cemento y a aguas procedentes de áreas geográficas muy extensas.
Se puede concluir que :
• Las canalizaciones revestidas interiormente con mortero de cemento garantizan una gran capacidad de flujo, constante en el tiempo,
94
DN
Año de la instalación
Edad en el momento de medida
Valor del coeficiente C (HazenWilliam)
años
150
250
300
300
700
700
1941
1925
1928
1928
1939
1944
Valor de k (Colebrook-White)
mm
0
145
0,025
12
146
0,019
16
143
0,060
16
134
0,148
32
135
0,135
39
138
0,098
13
134
0,160
29
137
0,119
36
146
0,030
13
143
0,054
29
140
0,075
36
140
0,075
19
148
0,027
25
146
0,046
13
148
0,027
20
146
0,046
• Un valor global de k = 0,1 mm constituye una hipótesis razonable y segura
para el cálculo de las pérdidas de carga a largo plazo de los tubos revestidos
interiormente con mortero de cemento.
*AWWA Journal - Junio 1974).
PÉRDIDAS DE CARGA (TABLAS)
Tablas de pérdidas de carga establecidas para canalizaciones de hierro fundido
dúctil revestidas interiormente de mortero de cemento.
Hipótesis asumidas para el cálculo :
- tubería llena de agua,
- coeficiente de rugosidad :
k = 0,03 mm y k = 0,1 mm
- DN 40 a 2 000,
- viscosidad cinemática del agua
: ν = 1,301 . 10-6 m2/s - temperatura del agua : T = 10 ºC
Q
(l/s)
DN 40
DN 50
j (m/km) *
k = 0,03
mm
DN 60
j (m/km) *
k = 0,10
mm
V (m/s)
0,60
8,514
9,339
0,48
0,70
11,209
12,399
0,56
0,80
14,238
15,870
0,64
k = 0,03
mm
j (m/km) *
k = 0,10
mm
V (m/s)
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
V (m/s)
0,90
17,596
19,751
0,72
1,00
21,280
24,039
0,80
7,211
7,901
0,51
1,10
25,286
28,735
0,88
8,552
9,418
0,56
1,20
29,610
33,836
0,95
9,998
11,063
0,61
1,30
34,252
39,343
1,03
11,546
12,834
0,66
1,40
39,209
45,254
1,11
13,197
14,731
0,71
1,50
44,479
51,569
1,19
14,949
16,754
0,76
6,173
6,754
0,53
1,60
50,061
58,288
1,27
16,801
18,903
0,81
6,931
7,609
0,57
1,70
55,953
65,411
1,35
18,753
21,178
0,87
7,729
8,513
0,60
1,80
62,155
72,937
1,43
20,805
23,578
0,92
8,567
9,465
0,64
1,90
68,665
80,865
1,51
22,956
26,103
0,97
9,445
10,466
0,67
2,00
75,482
89,197
1,59
25,206
28,752
1,02
10,362
11,515
0,71
2,10
82,605
97,931
1,67
27,554
31,527
1,07
11,318
12,612
0,74
2,20
90,034
107,067
1,75
29,999
34,427
1,12
12,312
13,758
0,78
2,30
97,769
116,606
1,83
32,543
37,451
1,17
13,346
14,951
0,81
2,40
105,808
126,546
1,91
35,183
40,600
1,22
14,418
16,193
0,85
2,50
114,150
136,889
1,99
37,920
43,874
1,27
15,529
17,483
0,88
2,60
122,796
147,634
2,07
40,754
47,272
1,32
16,678
18,821
0,92
2,70
131,745
158,781
2,15
43,684
50,795
1,38
17,865
20,207
0,95
2,80
140,997
170,330
2,23
46,711
54,442
1,43
19,091
21,640
0,99
2,90
150,550
182,280
2,31
49,833
58,213
1,48
20,354
23,122
1,03
3,00
160,406
194,632
2,39
53,051
62,109
1,53
21,655
24,651
1,06
Valores directamente utilizables para agua a 10 ºC
* Se trata de metros de altura del fluido tal y como circula en la tubería por kilómetro corriente de la misma.
95
PÉRDIDAS DE CARGA (TABLAS)
DN 40
Q
DN 50
j (m/km) *
(l/s)
k = 0,03
mm
3,10
170,563
207,386
3,20
181,021
220,542
3,30
191,779
3,40
k = 0,10
mm
j (m/km) *
V (m/s)
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
2,47
56,365
66,128
2,55
59,774
70,272
234,099
2,63
63,279
202,838
248,058
2,71
3,50
214,198
262,418
3,60
225,858
3,70
237,817
j (m/km) *
V (m/s)
V (m/s)
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
1,58
22,994
26,229
1,10
1,63
24,370
27,854
1,13
74,541
1,68
25,785
29,527
1,17
66,879
78,933
1,73
27,236
31,247
1,20
2,79
70,754
83,450
1,78
28,725
33,016
1,24
277,180
2,86
74,363
88,091
1,83
30,252
34,832
1,27
292,343
2,94
78,248
92,855
1,88
31,815
36,696
1,31
3,80
82,227
97,744
1,94
33,416
38,607
1,34
3,90
4,00
4,20
86,300
90,468
99,088
102,757
107,894
118,540
1,99
2,04
2,14
35,054
36,730
40,191
40,566
42,573
46,730
1,38
1,41
1,49
4,40
108,084
129,682
2,24
43,801
51,077
1,56
4,60
117,456
141,321
2,34
47,557
55,614
1,63
4,80
127,203
153,454
2,44
51,461
60,342
1,70
5,00
137,326
166,084
2,55
55,512
65,260
1,77
5,20
147,823
179,209
2,65
59,709
70,369
1,84
5,40
158,694
192,830
2,75
64,052
75,667
1,91
5,60
169,939
206,947
2,85
68,541
81,156
1,98
5,80
181,557
221,559
2,95
73,176
86,835
2,05
6,00
77,957
92,704
2,12
6,20
82,883
98,763
2,19
6,40
87,954
105,011
2,26
6,60
93,170
111,450
2,33
6,80
98,531
118,079
2,41
7,00
104,037
124,898
2,48
7,20
109,687
131,907
2,55
7,40
115,482
139,105
2,62
7,60
121,421
146,494
2,69
7,80
127,505
154,072
2,76
8,00
133,732
161,840
2,83
8,20
140,104
169,798
2,90
8,40
146,619
177,946
2,97
Valores directamente utilizables para agua a 10°C
* Se trata de metros de altura del fluido tal y como circula en la tubería por kilómetro corriente de la misma.
96
DN 60
PÉRDIDAS DE CARGA (TABLAS)
DN 65
Q
(l/s)
DN 80
j (m/km) *
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
3,00
3,20
3,40
3,60
3,80
4,00
4,20
k = 0,03
mm
4,706
5,813
7,026
8,343
9,765
11,289
12,915
14,642
16,470
18,399
20,427
22,554
24,781
27,106
k = 0,10
mm
5,117
6,358
7,727
9,223
10,847
12,597
14,473
16,476
18,605
20,860
23,240
25,746
28,377
31,134
4,40
4,60
4,80
5,00
5,20
5,40
5,60
5,80
6,00
6,20
6,40
6,60
6,80
7,00
7,20
7,40
7,60
7,80
8,00
29,529
32,050
34,669
37,385
40,198
43,109
46,116
49,220
52,421
55,718
59,111
62,600
66,185
69,866
73,642
77,515
81,483
85,546
89,704
34,016
37,023
40,155
43,413
46,795
50,303
53,935
57,692
61,575
65,582
69,714
73,971
78,352
82,859
87,490
92,246
97,126
102,131
107,261
DN 100
j (m/km) *
V (m/s)
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
0,48
0,54
0,60
0,66
0,72
0,78
0,84
0,90
0,96
1,02
1,08
1,15
1,21
1,27
4,121
4,709
5,333
5,992
6,686
7,415
8,180
8,978
9,812
4,480
5,138
5,838
6,582
7,369
8,198
9,069
9,984
10,940
1,33
1,39
1,45
1,51
1,57
1,63
1,69
1,75
1,81
1,87
1,93
1,99
2,05
2,11
2,17
2,23
2,29
2,35
2,41
10,679
11,581
12,517
13,487
14,491
15,528
16,599
17,704
18,842
20,013
21,218
22,456
23,727
25,032
26,369
27,739
29,143
30,579
32,048
11,940
12,981
14,065
15,191
16,359
17,570
18,823
20,118
21,455
22,834
24,256
25,719
27,225
28,772
30,362
31,994
33,668
35,383
37,141
j (m/km) *
V (m/s)
V (m/s)
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
0,52
0,56
0,60
0,64
0,68
0,72
0,76
0,80
0,84
3,039
3,318
3,289
3,600
0,51
0,53
0,88
0,92
0,95
0,99
1,03
1,07
1,11
1,15
1,19
1,23
1,27
1,31
1,35
1,39
1,43
1,47
1,51
1,55
1,59
3,609
3,911
4,223
4,547
4,882
5,228
5,585
5,952
6,331
6,720
7,120
7,531
7,953
8,385
8,828
9,282
9,746
10,221
10,706
3,923
4,261
4,611
4,975
5,352
5,743
6,146
6,563
6,993
7,436
7,893
8,362
8,845
9,341
9,850
10,372
10,907
11,456
12,017
0,56
0,59
0,61
0,64
0,66
0,69
0,71
0,74
0,76
0,79
0,81
0,84
0,87
0,89
0,92
0,94
0,97
0,99
1,02
Valores directamente utilizables para agua a 10 ºC
* Se trata de metros de altura del fluido tal y como circula en la tubería por kilómetro corriente de la misma.
97
PÉRDIDAS DE CARGA (TABLAS)
DN 65
Q
DN 80
j (m/km) *
(l/s)
k = 0,03
mm
8,20
93,958
j (m/km) *
k = 0,10
mm
V (m/s)
k = 0,03
mm
112,516
2,47
33,550
j (m/km) *
k = 0,10
mm
V (m/s)
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
V (m/s)
38,941
1,63
11,202
12,592
1,04
8,40
98;308
117,896
2,53
35,084
40,782
1,67
11,708
13,180
1,07
8,60
102,752
123,400
2,59
36,652
42,666
1,71
12,225
13,781
1,09
8,80
107,291
129,028
2,65
38,252
44,592
1,75
12,753
14,394
1,12
9,00
111,925
134,782
2,71
39,885
46,559
1,79
13,291
15,021
1,15
9,20
116,655
140,660
2,77
41,550
48,569
1,83
13,839
15,661
1,17
9,40
121,479
146,662
2,83
43,248
50,620
1,87
14,398
16,315
1,20
9,60
126,398
152,790
2,89
44,979
52,714
1,91
14,968
16,981
1,22
9,80
131,412
159,041
2,95
46,742
54,849
1,95
15,547
17,660
1,25
10,00
48,537
57,027
1,99
16,137
18,352
1,27
10,50
53,168
62,654
2,09
17,658
20,140
1,34
1,40
11,00
58,002
68,542
2,19
19,244
22,010
11,50
63,037
74,693
2,29
20,894
23,961
1,46
12,00
68,275
81,105
2,39
22,608
25,993
1,53
12,50
73,714
87,780
2,49
24,387
28,107
1,59
13,00
79,354
94,716
2,59
26,230
30,302
1,66
13,50
85,196
101,914
2,69
28,136
32,579
1,72
14,00
14,50
91,239
97,482
109,374
117,095
2,79
2,88
30,107
32,141
34,937
37,376
1,78
1,85
16,50
40,914
47,947
2,10
18,50
50,699
59,817
2,36
20,50
61,493
72,987
2,61
22,50
73,291
87,456
2,86
Valores directamente utilizables para agua a 10°C
* Se trata de metros de altura del fluido tal y como circula en la tubería por kilómetro corriente de la misma.
98
DN 100
PÉRDIDAS DE CARGA (TABLAS)
DN 125
Q
DN 150
j (m/km) *
DN 200
j (m/km) *
(l/s)
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
V (m/s)
7,00
2,832
3,070
0,57
7,50
3,209
3,490
0,61
8,00
3,607
3,936
0,65
8,50
4,027
4,408
0,69
9,00
4,469
4,906
0,73
j (m/km) *
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
V (m/s)
1,844
1,984
0,51
9,50
4,931
5,429
0,77
2,034
2,193
0,54
10,00
5,415
5,977
0,81
2,232
2,412
0,57
10,50
5,920
6,552
0,86
2,438
2,641
0,59
11,00
6,445
7,151
0,90
2,653
2,880
0,62
11,50
6,992
7,777
0,94
2,876
3,129
0,65
12,00
7,559
8,428
0,98
3,107
3,388
0,68
12,50
8,147
9,104
1,02
3,347
3,656
0,71
13,00
8,756
9,806
1,06
3,595
3,935
0,74
13,50
9,385
10,533
1,10
3,852
4,224
0,76
14,00
14,50
15,00
10,035
10,705
11,396
11,285
12,063
12,867
1,14
1,18
1,22
4,116
4,389
4,669
4,522
4,830
5,149
0,79
0,82
0,85
15,50
12,107
13,695
1,26
4,958
5,477
0,88
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
V (m/s)
16,00
12,838
14,549
1,30
5,255
5,814
0,91
1,297
1,389
0,51
16,50
13,590
15,429
1,34
5,560
6,162
0,93
1,371
1,471
0,53
17,00
14,362
16,333
1,39
5,873
6,519
0,96
1,448
1,555
0,54
17,50
15,154
17,263
1,43
6,194
6,887
0,99
1,526
1,641
0,56
18,00
15,966
18,219
1,47
6,523
7,264
1,02
1,606
1,729
0,57
18,50
16,799
19,199
1,51
6,861
7,651
1,05
1,688
1,820
0,59
19,00
17,651
20,205
1,55
7,206
8,047
1,08
1,772
1,913
0,60
19,50
18,524
21,237
1,59
7,559
8,454
1,10
1,858
2,008
0,62
20,00
20,50
19,416
20,329
22,293
23,375
1,63
1,67
7,920
8,289
8,870
9,296
1,13
1,16
1,945
2,035
2,105
2,204
0,64
0,65
Valores directamente utilizables para agua a 10 ºC
* Se trata de metros de altura del fluido tal y como circula en la tubería por kilómetro corriente de la misma.
99
PÉRDIDAS DE CARGA (TABLAS)
DN 125
Q
DN 150
j (m/km) *
j (m/km) *
k = 0,10
mm
V (m/s)
k = 0,03
mm
21,262
24,482
1,71
22,214
23,187
25,614
26,772
1,75
1,79
(l/s)
k = 0,03
mm
21,00
21,50
22,00
j (m/km) *
k = 0,10
mm
V (m/s)
k = 0,03
mm
k = 0,10
mm
V (m/s)
8,665
9,732
1,19
2,126
2,306
0,67
9,050
9,443
10,177
10,633
1,22
1,24
2,219
2,314
2,410
2,516
0,68
0,70
22,50
24,180
27,955
1,83
9,843
11,098
1,27
2,411
2,624
0,72
23,00
23,50
25,192
26,224
29,163
30,397
1,87
1,91
10,252
10,668
11,573
12,057
1,30
1,33
2,510
2,611
2,734
2,847
0,73
0,75
24,00
27,277
31,655
1,96
11,092
12,552
1,36
2,713
2,962
0,76
26,00
31,684
36,942
2,12
12,867
14,627
1,47
3,141
3,443
0,83
28,00
30,00
32,00
34,00
36,00
38,00
40,00
36,408
41,448
46,802
52,471
58,454
42,633
48,728
55,226
62,128
69,432
2,28
2,44
2,61
2,77
2,93
14,766
16,790
18,937
21,208
23,602
26,119
28,758
16,857
19,244
21,787
24,485
27,339
30,348
33,513
1,58
1,70
1,81
1,92
2,04
2,15
2,26
3,599
4,085
4,600
5,144
5,717
6,317
6,946
3,959
4,510
5,096
5,717
6,372
7,063
7,788
0,89
0,95
1,02
1,08
1,15
1,21
1,27
31,520
34,404
37,409
40,537
43,786
36,833
40,309
43,940
47,726
51,668
2,38
2,49
2,60
2,72
2,83
7,604
8,289
9,003
9,744
10,514
12,559
14,777
17,168
19,731
22,465
25,370
28,446
31,692
8,548
9,342
10,172
11,035
11,934
14,332
16,946
19,777
22,823
26,085
29,564
33,258
37,167
1,34
1,40
1,46
1,53
1,59
1,75
1,91
2,07
2,23
2,39
2,55
2,71
2,86
42,00
44,00
46,00
48,00
50,00
55,00
60,00
65,00
70,00
75,00
80,00
85,00
90,00
Valores directamente utilizables para agua a 10°C
* Se trata de metros de altura del fluido tal y como circula en la tubería por kilómetro corriente de la misma.
100
DN 200