catalogo pvc perfeco

Catlogo Tcnico, Tuberas de PVC

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TTaabbllaa ddee CCoonntteenniiddooss

INTRODUCCIN 7

PROPIEDADES DEL PVC 8

CARACTERSTICAS FSICAS 8 CARACTERSTICAS MECNICAS 8

CARACTERSTICAS DE LAS TUBERAS DE PVC 9

RESISTENCIA A LA CORROSIN 9 DURABILIDAD 9 RESISTENCIA MECNICA 9 CONDUCCIN 9 UNIONES SIMPLES 9 ECONOMA EN LA INSTALACIN Y OPERACIN 9

TUBERAS DE PVC PRESIN 10

ESPECIFICACIONES 10 DISEO DE LA TUBERA 10 IDENTIFICACIN 10 DIMENSIONES SEGN NCH 399 11

TUBERAS DE PVC COLECTOR 12

ESPECIFICACIONES 12 IDENTIFICACIN 12 DIMENSIONES SEGN NCH 2252 12

TUBERAS DE PVC SANITARIO 13


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TUBERAS DE PVC CONDUIT 14


TUBERAS DE PVC TELEFNICO 15


TUBERAS DE PVC INDUSTRIAL 16

ESPECIFICACIONES 16 IDENTIFICACIN 16 DIMENSIONES SEGN ASTM D1785 16

MANEJO DE LAS TUBERAS 17

CARGUO 17 TRANSPORTE 17 RECEPCIN 17 DESCARGA 18 MANIPULACIN 18 ALMACENAMIENTO 18

INSTALACIN 20

UNIONES Y MONTAJE DE LA TUBERA 20 UNIN CON ANILLO DE GOMA 20 UNIN CEMENTADA 22 CONSTRUCCIN EN ZANJAS 23 GENERALIDADES 23 FONDO DE LA ZANJA 24 ENCAMADO 24 RELLENO 24 FORMAS DE ZANJAS 25 TIPOS DE SUELO 25 COMPACTACIN 25 EQUIPO DE COMPACTACIN 25 CAMBIOS DE DIRECCIN PEQUEOS 27



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PRUEBA DE LA TUBERA INSTALADA 28 TUBERA TRANSPORTANDO FLUIDO A PRESIN 28 TUBERA PARA ALCANTARILLADO 29 AIRE EN LA TUBERA 29 CONSIDERACIONES DE DISEO 29 MACHONES DE ANCLAJE 29 DIMENSIONAMIENTO 29 LOCALIZACIN DE LOS ANCLAJES 30 OTROS TIPOS DE INSTALACIN 31 INSTALACIONES AREAS 31 INSTALACIONES EN CRUCE DE CARRETERAS Y VAS FRREAS 31

DISEO 32

DISEO HIDRULICO 32 CLCULO DE PERDIDA DE CARGA Y CAUDAL 32 FLUJO PRESURIZADO (PVC PRESIN) 32 FLUJO GRAVITACIONAL 35 GOLPE DE ARIETE (PVC PRESIN) 37 DISEO DE TUBERAS ENTERRADAS. 39 CRITERIOS DE DISEO 39 DEFLEXIN 39 PRESIN DE VACO 42 EFECTOS DE LA TEMPERATURA 43 DILATACIONES 43 RESISTENCIA QUMICA 44



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IInnttrroodduucccciinn

Las tuberas de PVC desde su aparicin a fines de la dcada de los 30 han representado un importante aporte como elementos para la conduccin. Esto ltimo producto de sus extraordinarias propiedades, que las convierten en la alternativa ms econmica dentro de redes de agua potable, instalaciones sanitarias, conduccin de fluidos corrosivos, sistemas de riego agrcola y de jardines, instalaciones elctricas y telefnicas, etc.

Perfeco fabrica tuberas tanto para uso hidrulico, elctrico o sanitario, siguiendo todas las normativas Chilenas vigentes, las cuales son certificadas por organismos certificadores de control de calidad independientes.

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PPrrooppiieeddaaddeess ddeell PPVVCC

Caractersticas Fsicas

Peso especfico 1,36 1,40 g/cm3 a 25C Absorcin de agua Menor que 4 mg/cm2

(NCh 769) Variacin longitudinal mxima

Meor que 5% (NCh 1649)

Coeficiente de dilatacin trmica

0,08 mm/(m C)

Inflamabilidad Auto extinguible Coeficiente de friccin N = 0,009 (Manning)

C= 150 (Hazen- William) Punto Vicat 76C Constante dielctrica 50/60 ciclos : 4

800 ciclos : 3,4 > 1 milln de ciclos : 3

Factor de disipacin 800 mil a 1 milln de ciclos: 0,02 0,04

Resistencia dielctrica 20 kV/mm Conductividad trmica 35 10-5 Cal cm/(cm2 s C) Resistividad 1016 cm Resistencia superf icial 1012 aproximado

Caractersticas Mecnicas

Tensin de diseo 100 kg/cm2 Resistencia a la traccin 450 a 550 kgf/cm2

Resistencia a la comprensin

610 kgf/cm2

Mdulo de elasticidad 30000 kgf/cm2 Resistencia al aplastamiento

Hasta 0,4 dimetros sin grietas o ruptura

Elongacin hasta ruptura 15% Resistencia al impacto 6 kgf/m



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CCaarraacctteerrssttiiccaass ddee llaass ttuubbeerraass ddee PPVVCC

La lnea de tuberas de PVC de Perfeco S.A. otorga grandes ventajas sobre otros materiales para tuberas en sistemas de impulsin, agua potable o riego.

Resistencia a la Corrosin

Las tuberas de PVC son inmunes a casi todos los tipos de corrosin interna o externa. El PVC, dado que es un material no conductor, no es afectado por la electrlisis. Adems es inmune al ataque de lcalis o cidos del suelo.

Durabilidad

Un factor de seguridad de 2,8 es aplicado en la capacidad a largo plazo frente a la presin. Es decir que asumiendo un apropiado diseo en su instalacin, Perfeco garantiza tuberas libres de fallas de servicios por dcadas.

Resistencia Mecnica

Fuerte y flexible, nuestra tubera se comporta excelente bajo cargas combinadas, superando largamente a otros tipos de tubera.

Conduccin

Con un coeficiente de Hazen - Williams de C=150, los tubos PVC Perfeco son hidrulicamente lisos, lo que reduce las perdidas de carga por friccin, e impide incrustaciones

Uniones Simples

Dos tipos de unin: uniones a cementar (dimetros hasta 200mm) y uniones Anger (desde 63mm).

La unin cementada permite uniones rpidas y sencillas de gran fiabilidad y economa.

La unin Anger esta diseada para ofrecer una estanqueidad bajo una amplio rango de temperatura o presin. Adems de proveer la ms fcil, simple y rpida instalacin disponible.

Economa en la Instalacin y Operacin

Su bajo peso elimina en la mayora de los casos costosos equipos en la instalacin.

Una vez que la zanja y el encamado esta preparado, el sistema de tuberas PVC Perfeco puede ser instalado con gran velocidad.

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TTuubbeerraass ddee PPVVCC PPrreessiinn

Especificaciones

Perfeco S.A. produce tuberas de PVC Presin en conformidad a la Norma Chilena NCh 399.

Color: celeste

Largo de tira: 6m

Diseo de la tubera

Las tuberas Perfeco Presin se clasifican por dimetro y por Clase. Esta ltima representa la presin de operacin en Kg/cm2 con la cual fueron diseadas las tuberas.

Para disear una tubera PVC, es decir obtener la Clase, se utiliza el Esfuerzo de Diseo considerado en la Norma Chilena. Este factor nace a partir de curvas de regresin ASTM-837-1969) que permiten estimar la vida til del PVC a travs del tiempo a una temperatura dada.

El valor de este factor considerando una temperatura de operacin de 20C por un

periodo de 57 aos es igual a 288 kg/ cm2. Sin embargo en consideracin de las condiciones propias de Chile se utiliza en el estudio de la norma un esfuerzo permisible de 100 kg/ cm2. Con este valor se pueden determinar los espesores para cada dimetro de tubera Perfeco Hidrulica.

C = 2 [ e / (D - e) ] 10

C : Clase Hidrulica (kg/cm2)

: Tensin de diseo (kg/cm2)

e : Espesor de pared mnimo (mm)

D : dimetro externo (mm)

Identificacin

Todas las tuberas Perfeco presin van claramente marcadas con el nombre Perfeco. Esta marca certifica que la tubera a sido aprobada satisfactoriamente en todos los ensayos que las normativas vigentes exigen.



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Dimensiones segn NCh 399

Diametro exterior Clase 4 Clase 6 Clase 10 Clase 16nominal Espesor Peso Espesor Peso Espesor Peso Espesor Peso

min. min. min. min.

mm pulg. mm kg/tira 6m mm kg/tira 6m mm kg/tira 6m mm kg/tira 6m

20 1/2 1,5 0,8325 3/4 1,5 1,05 1,9 1,2832 1 1,8 1,59 2,4 2,0640 1 1/4 1,8 2,02 2,0 2,20 3,0 3,1650 1 1/2 1,8 2,54 2,4 3,32 3,7 4,8763 2 1,9 3,45 3,0 5,24 4,7 7,9075 2 1/2 1,8 3,94 2,2 4,80 3,6 7,49 5,6 11,1990 3 1,8 4,76 2,7 6,94 4,3 10,73 6,7 16,02

110 4 2,2 7,13 3,2 10,10 5,3 16,10 8,2 23,99125 4 1/2 2,5 9,11 3,7 13,12 6,0 20,57 9,3 30,88140 5 2,8 11,33 4,1 16,37 6,7 25,78 10,4 38,66160 6 3,2 14,88 4,7 21,26 7,7 33,83 11,9 50,47200 8 4,0 22,94 5,9 33,29 9,6 52,74 14,7 78,15250 10 4,9 35,31 7,3 51,74 12,0 82,41 18,6 123,78315 12 6,2 56,38 9,2 82,50 15,0 130,30 23,4 197,07355 14 7,0 71,82 10,4 105,21 17,0 166,77 26,3 250,33400 16 7,9 91,35 11,7 132,93 19,1 211,97 29,7 318,87

El area sombreada corresponde a tuberas con unin Anger

Aplicaciones Transporte de agua potableRiego Agrcola y de JardinesUrbanizacin

Sistemas de Unin Unin con campana a cementarUnin Anger (anillo de goma)

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TTuubbeerraass ddee PPVVCC CCoolleeccttoorr

Especificaciones

Perfeco S.A. produce tuberas de PVC Colector en conformidad a la Norma Chilenas NCh 2252.

Color: negro

Largo de tira: 6m

Identificacin

Las tuberas Perfeco Colector se clasifican por dimetro y por Clase.

Todas las tuberas Perfeco Colector van claramente marcadas con el nombre Perfeco. Esta marca certifica que la tubera a sido aprobada satisfactoriamente en todos los ensayos que las normativas vigentes exigen.


Diametro exterior Clase 1 Clase 2nominal Espesor Peso Espesor Peso

min. min.

mm pulg. mm kg/tira 6m mm kg/tira 6m

180 7 3,6 18,66 5,3 27,01200 8 4,0 22,93 5,9 33,25250 10 4,9 35,14 7,3 51,66315 12 6,2 56,35 9,2 82,20355 14 7,0 71,37 10,5 104,76400 16 7,9 90,88 11,7 132,79

Aplicaciones Desage o Conduccin de aguas servidasDesage o Conduccin de aguas lluvias

Sistemas de Unin Unin Anger (anillo de goma)



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TTuubbeerraass ddee PPVVCC SSaanniittaarriioo

Especificaciones

Perfeco S.A. produce tuberas de PVC Colector bajo requisito de la Norma Chilenas NCh 1635.

Color: gris (sanitario gris), blanco (sanitario blanco)

Largo de tira: 6m

Identificacin

Todas las tuberas Perfeco Sanitario van claramente marcadas con el nombre Perfeco. Esta marca certifica que la tubera a sido aprobada satisfactoriamente en todos los ensayos que las normativas vigentes exigen.


Diametro exterior Sanitario Gris Sanitario GrisLargo til 6m sin campana Largo til 6m + campana

nominal Espesor mnimo Peso Espesor mnimo Peso

mm mm kg/tira mm kg/tira

40 1,8 2,02 1,8 2,0250 1,8 2,53 1,8 2,5475 1,8 3,85 1,8 3,94

110 2,2 6,96 2,2 7,13160 3,2 14,88

Aplicaciones Alcantarillado domiciliario

Sistemas de Unin Juntas o cmentar Cabeza con anillo de goma

Residuos lquidos en plantas de uno o dos pisos

Instalaciones en gran altura o gran longitud

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TTuubbeerraass ddee PPVVCC CCoonndduuiitt

Especificaciones

Perfeco S.A. produce tuberas de PVC Colector bajo referencia a las Normas NCh 399 e IEC 614-1.

Color: naranja

Largo de tira: 3 o 6m

Identificacin

Las tuberas Perfeco Conduit se clasifican por dimetro y por Tipo. Este ltimo se relaciona dimensionalmente con las Clases de la tubera Presin.

Todas las tuberas Perfeco Conduit van claramente marcadas con el nombre Perfeco. Esta marca certifica que la tubera a sido aprobada satisfactoriamente en todos los ensayos que las normativas vigentes exigen.


Diametro exterior Tipo I Tipo II Tipo IIInominal Espesor Peso Espesor Peso Espesor Peso

min. min. min.

mm mm kg/tira 6m mm kg/tira 6m mm kg/tira 6m

16 1,2 0,5420 1,5 0,8325 1,5 1,0532 1,8 1,5940 1,8 2,02 2,0 2,2050 1,8 2,54 2,4 3,3263 1,9 3,45 3,0 5,2475 1,8 3,94 2,2 4,80 3,6 7,4990 1,8 4,76 2,7 6,94 4,3 10,73110 2,2 7,13 3,2 10,10 5,3 16,10140 2,8 11,33 4,1 16,37 6,7 25,78160 3,2 14,88 4,7 21,26 7,7 33,83

El area sombreada corresponde a tuberas con unin AngerLas tuberas de 16 y 20mm poseen dimensiones acorde a una tubera Presin Clase 16

Aplicaciones Conduccin de cableado electricoInstalaciones aereas (autoextinguible)Instalaciones en losas, vigas o pilaresEn situaciones donde se requiera gran resistencia mecnica al impacto




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TTuubbeerraass ddee PPVVCC TTeelleeffnniiccoo

Especificaciones

Perfeco S.A. produce tuberas de PVC Telefnico en conformidad a las Normas NCh 399 y NCTC M1 ed.3.

Color: azul petrleo (Telefnica), rojo (Manquehue Net), verde (Entel) otros colores sujetos a consulta.

Largo de tira: 6m

Identificacin

Las tuberas Perfeco Telefnico se clasifican por dimetro y por Tipo, al igual que las tuberas PVC Conduit.

Todas las tuberas Perfeco Telefnico van claramente marcadas con el nombre Perfeco. Esta marca certifica que la tubera a sido aprobada satisfactoriamente en todos los ensayos que las normativas vigentes exigen.


Diametro exterior Tipo I Tipo II Tipo IIInominal Espesor Peso Espesor Peso Espesor Peso

min. min. min.

mm mm kg/tira 6m mm kg/tira 6m mm kg/tira 6m

32 1,8 1,5963 1,9 3,45 3,0 5,2475 1,8 3,94 2,2 4,80 3,6 7,4990 1,8 4,76 2,7 6,94 4,3 10,73

110 2,2 7,13 3,2 10,10 5,3 16,10El area sombreada corresponde a tuberas con unin Anger

Aplicaciones Conduccin de cables para telecomunicaciones


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TTuubbeerraass ddee PPVVCC IInndduussttrriiaall

Especificaciones

Perfeco S.A. produce tuberas de PVC Industrial bajo requisito a la Norma ASTM D 1785.

Color: naranjo (Conduit) o celeste (Presin)

Largo de tira: 6m

Identificacin

Las tuberas Perfeco Industrial se clasifican por dimetro y por Schedule. Este ltimo relaciona el dimetro de la tubera con su espesor.

Todas las tuberas Perfeco Industrial van claramente marcadas con el nombre Perfeco. Esta marca certifica que la tubera a sido aprobada satisfactoriamente en todos los ensayos que las normativas vigentes exigen.

Dimensiones segn ASTM D1785

Dimetro exterior Schedule 40 Schedule 80Nominal Espesor Peso Espesor Peso

mn. mn.

pulg. mm mm kg/m mm kg/m

1/2 21,4 2,8 0,25 3,7 0,303/4 26,7 2,9 0,34 3,9 0,431 33,4 3,4 0,48 4,5 0,60

1 1/4 42,4 3,6 0,64 4,9 0,841 1/2 48,3 3,7 0,77 5,1 1,02

2 60,3 3,9 1,03 5,5 1,402 1/2 73,0 5,2 1,63 7,0 2,14

3 88,9 5,5 2,14 7,6 2,864 114,3 6,0 3,02 8,6 4,216 168,3 7,1 5,34 10,9 7,808 219,1 8,2 8,05 12,7 12,17

Aplicaciones Conduccin de fluidos (Schedule Presin)o cableado (Schedule Conduit) cuando se requiere unaelevada resistencia al impacto

Sistemas de Unin Juntas a cementar



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MMaanneejjoo ddee llaass ttuubbeerraass

Carguo

El carguo de los vehculos de transporte debe ser efectuado de manera que no se produzca deterioro de los tubos y accesorios.

Se debe evitar golpear los tubos.

Los tubos se apoyarn uniformemente en toda su longitud. Si esto no fuera posible, se colocarn apoyos de madera de al menos 75mm de ancho y ubicados a no ms de 1m de distancia entre ellos.

Si los tubos presentan un extremo enchufe se deben apilar de manera que ste quede rodeado de extremos espigas.

Transporte

Los vehculos para transportar los tubos deben tener una plataforma limpia y lisa, no deben presentar partes sobresalientes ni piezas metlicos cortantes.

Los vehculos sern cerrados o debern tener pilares para asegurar la carga.

Cuando se transporten tubos de diferentes clases y dimetros, se ubicaran de manera que los de menor peso queden en la parte superior de la pila.

Los tubos no deben sobresalir de la carrocera del vehculo de transporte.

Recepcin

En el momento de la recepcin de tuberas, el contratista o el cliente deben tomar las siguientes precauciones. Cada carga de tubera debe ser inventariada e inspeccionada y cargada con el debido cuidado en la fabrica usando mtodos aceptables. Es responsabilidad del transportista entregar el material en buenas condiciones, y es responsabilidad del receptor asegurarse que no se presenten perdidas o daos en el producto.

El siguiente procedimiento es recomendado para aceptar una entrega:

Realice una inspeccin visual completa de la carga. Si la carga esta intacta, normalmente una inspeccin durante la descarga ser suficiente para asegurar que la tubera ha llegado en buenas condiciones.

Si la carga ha resultado cambiada, daada, o muestra seas de un trato rudo, inspeccione cuidadosamente cada pieza.

Corrobore la cantidad total de cada tem confrontndola con la gua de despacho.

Notifique al transportista inmediatamente y

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haga un reclamo de acuerdo a sus instrucciones.

No disponga de ningn material daado. El transportista le notificara del procedimiento a seguir.

Descarga

El medio por el cual la tubera es descargada en terreno es decisin y responsabilidad del receptor. Sin embargo recomendamos lo siguiente:

Los tubos y accesorios de unin no deben ser arrojados ni dejados caer y se debe evitar todo golpe de los tubos.

Los tubos se descargarn formando un apilamiento de la manera indicada en la figura.

Manipulacin

La manipulacin de los tubos debe ser cuidadosa. El tubo no debe ser arrastrado sobre el terreno, stos deben ser llevados de manera de sostenerlos completamente en el aire.

La tubera y accesorios de unin no deben ser arrojados ni dejados caer ni arrastrados por el suelo y evitar golpe de los tubos.

Los extremos deben ser protegidos y deben mantenerse libres de polvo y materiales extraas.

Almacenamiento

Siempre es necesario un lugar de almacenamiento lo ms prximo posible del lugar de trabajo.

El rea destinada a almacenar los tubos, debe estar nivelada, plana y lisa con el fin de evitar deformacin de los tubos.

Los tubos deben apilarse de manera que los extremos enchufe queden alternados en cada extremo del acopio

Se deben levantar soportes de madera sobre el terreno para estabilizar la pila. La altura de la pila no debe pasar de 1,0 m y los soportes se instalarn a distancia no mayor a 1,5 m.

Los tubos se deben proteger del sol (bajo toldo, por ejemplo). Bajo la cubierta se debe asegurar una adecuada circulacin de aire.

Los anillos de hermeticidad no deben exponerse a los rayos soplares y deben mantenerse alejados de aceites, grasas y calor excesivo, no deben colgarse y se debe evitar provocar tensiones mecnicas.

Se apilarn separadamente los tubos segn su uso, clase y dimetro.

Almacene los solventes con sus sellos ajustados, libres de excesos de calor.

Proteja el interior de la tubera de suciedad y materiales extraos.



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1,0

m

40C

20

IInnssttaallaacciinn

Uniones y montaje de la tubera

Unin con anillo de goma

Esta unin esta diseada para entregar un servicio libre de problemas durante toda la vida til de la tubera, pero los siguientes para asegurar su efectividad.

El anillo y la cavidad de la campana deben limpiarse y secarse cuidadosamente, insertando a continuacin el anillo con la parte ms gruesa hacia el interior del tubo.

Revise el anillo de goma, asegrese que este ubicado unifrmente en la ranura, palpndolo con sus dedos.

Limpie la espiga. Use un pao para limpiar.

Lubricante. Aplique lubricante desde el chafln de la espiga hasta aproximadamente la mitad de la lnea de parada. Una capa delgada de lubricante puede ser aplicada en la cara del anillo, pero sea cuidadoso en no aplicar lubricante detrs o debajo del anillo. PRECAUCIN: use solo los lubricantes recomendados por PERFECO el uso de otros lubricantes podra causar deterioro de la tubera o del anillo.



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Mantenga lubricada las reas limpias. Si suciedad o arena se adhiere a las reas lubricadas, limpie y aplique nuevamente lubricante.

Ensamble. Inserte la espiga dentro de la campana hasta que el anillo contacte uniformemente. Una apropiada alineacin es esencial para facilitar el ensamble. Aplique una presin estable con las manos o por medios mecnicos hasta que la espiga deslice a travs del anillo. Inserte la tubera hasta el fondo del enchufe del otro tubo.

Posteriormente, se debe retroceder el tubo en 10 mm.

Para algunas condiciones de trabajo y tamao de tubera, el uso de equipos pesados puede ser necesario para ensamblar la tubera. Cuando estos equipos son usados, cuidados extras deben ser tomados, dado que el instalador pierde el sentido del ensamble. Condiciones tales como una alineacin incorrecta, anillo ocultos por la

mayor fuerza generada por equipos.

Las siguientes precauciones deberan ser seguidas:

Posiciones la espiga cuidadosamente en la campana, asegurando una alineacin horizontal y vertical.

Prevenga daos en la campana a causa de contactos rudos con el equipo.

Cuide que la operacin de los equipos no mueva la tubera fuera de su alineacin.

Cuando el equipo ha empujado lo suficiente sobre la resistencia inicial de la espiga, use una barra o un bloque para finalizar de empujar la tubera. Este procedimiento no solo previene la sobre insercin, sino que tambin identifica si el anillo esta enrollado, justo al momento cuando es fcilmente corregible.

Si se encuentra una resistencia indebida en la insercin de la tubera o si la tubera no puede ser insertada hasta la marca de referencia, desensamble la unin y verifique la posicin del anillo.

Si el anillo a sido desalojado desde su ranura, inspeccione la tubera y el anillo para buscar daos, reemplace los tems daados, limpie los componentes, y repita los pasos de ensamble, asegurando la correcta alineacin.

Si el anillo esta todava en su posicin, verifique la ubicacin de la marca de referencia. Reubique la marca si no esta correctamente posicionada. En general, los fittings permiten una insercin menor que las campanas de las tuberas. Si la tubera todava no puede ser insertada correctamente llame a Perfeco para asistencia.

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Si la tubera debe ser cortada, marque la circunferencia completa de la tubera para asegurar un corte cuadrado.

Achaflane el final del corte usando una escofina, una lima o disco abrasivo. Retire el material sobresaliente por medio de un cuchillo. Marque una nueva lnea de referencia.

Unin cementada

Los principios bsicos de la unin cementada son:

Las superficies de unin deben estar limpias y secas.

Las superficies de unin deben estar suavizadas y semifluidas.

Debe aplicarse una cantidad de cemento suficiente para llenar el espacio entre los finales macho y hembra.

El ensamble deber ser hecho mientras las superficies estn todava hmedas y fluidas.

La resistencia de la tubera se desarrolla a medida que el cemento se seca. En la parte estrecha de la unin las superficies se fusionarn. En la parte suelta, el cemento unir ambas superficies.

Completada la unin esta no debe ser manipulada. Dependiendo de la temperatura ambiente se recomiendan los siguientes tiempos:

Rango de T Tiempo 15C a 40C 30 min. sin mover 5C a 15C 1 hr sin mover 0C a 5C 2 hr sin mover



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Construccin en zanjas

Generalidades

La zanja se excavar en un permetro prximo al trazado de la tubera, de acuerdo al proyecto y considerando dificultades en terreno como: arboles, postacin, canales, otros ductos (gas, electricidad, telfono, etc.).

El relleno final deber efectuarse tan pronto como sea posible despus de instalada y probada la tubera, considerando que ya fue cargada con un relleno parcial.

La zanja se excavar con la alineacin, cotas y pendientes especificadas, en los planos respectivos.

La profundidad de la zanja es funcin de las cargas estticas y dinmicas, del dimetro y de las condiciones particulares de la obra.

La profundidad debe permitir instalar el encamado, el tubo y el relleno por encima de la clave del tubo, y ser de al menos 1,3 m desde la clave del tubo hasta la rasante del terreno.

En el caso de la presencia de napas

superficiales, de zonas rurales, de zonas montaosas, el proyecto podr especificar una profundidad menor.

El ancho mnimo en el fondo y al nivel de la clave del tubo ser igual al dimetro exterior del tubo ms 300 mm a cada lado.

El material de la excavacin ser depositado a una distancia mnima de 450 mm del borde de la zanja. La proximidad y altura de dicho material no debe poner en peligro la estabilidad de la excavacin.

El fondo de la zanja se debe limpiar para eliminar piedras, races, afloramientos rocosos y cualquier otro obstculo.

La excavacin de la zanja debe cumplir con todas las leyes aplicables y regulaciones.

Material de excavacin semejante a escombros o restos de pavimento no son apropiados para el relleno de la zanja.

Donde el drenaje sea necesario, el agua debe ser removida hasta el momento que la tubera haya sido instalada y el relleno sea lo suficientemente pesado para prevenir la flotacin de la lnea de tubera.

En la figura se observa la terminologa usada en la descripcin de la zanja:

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Fondo de la zanja

El fondo de la zanja debe proveer un soporte uniforme y estable para la tubera.

La superficie del suelo en el fondo de la zanja debe estar libre de cualquiera irregularidades que puedan causar cargas puntuales sobre la tubera o la campana.

Cuando hay condicin de fondo de zanja inestable, una fundacin especial podra ser requerida. Una capa de material de encamado debe ser ubicada entre la fundicin y la tubera.

Donde rocas o piedras mayores de 3 cm son encontradas, un mnimo de 10 cm de encamado debe ser ubicado bajo la tubera.

Encamado

Los tubos no se deben poner directamente sobre el fondo de la zanja.

Los tubos se deben instalar sobre un encamado mnimo de 100 mm.

El encamado estar constituido por capa plana y lisa de arena limpia, compactada, libre de piedras u otros obstculos que puedan daar los tubos.

Los tubos deben asentarse en el encamado en toda su longitud, para lo cual este se construye de manera de adaptarse a las irregularidades del dimetro de la tubera, originados por cambios de seccin o colocacin de accesorios de unin.

La superficie del encamado debe seguir la pendiente especificada en el diseo.

Relleno

El material de relleno destinado a estar en contacto directo con el tubo estar constituido por capas de arena o suelos clase I y III (a y b) previamente harneados.

Se rellenarn los costados del tubo, desde el encamado hasta el eje central de este.

Se debe compactar este material, para obtener un grado de 90% Proctor Standard.

Posteriormente se debe agregar otra capa de material de relleno de manera que cubra el tubo hasta una altura de 150 mm sobre la clave.

Se debe continuar el relleno de la zanja con tierra de la excavacin previamente tamizada. Se utiliza un tamiz cuya mayor abertura ser 25 mm.

Este ltimo relleno es efectuado por capas sucesivas, de espesor mximo de 300 mm, que deben ser compactadas sucesivamente.

El nmero de capas depende de la profundidad de la zanja.

Relleno lateral

El relleno lateral provee el soporte de los costados de la tubera. Esta rea es la ms importante para controlar la deflexin de la tubera.

Cuando se ha utilizado material grueso en el encamado el mismo material debe ser usado en el relleno lateral.

Este relleno debe extenderse hasta lnea media de la tubera.

Relleno inicial

El relleno inicial esta ubicado para proteger a la tubera de impactos que puedan daarla durante el relleno final.

Debido a que el relleno inicial provee un pequeo soporte estructural adicional, una compactacin especial no es requerida.

Relleno final

Material: el material usado para el relleno final no necesita ser cuidadosamente seleccionado como el material de la zona de encamado, pero no debe tener rocas grandes, toscas de races, o escombros que puedan daar la tubera.



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Compactacin: en condiciones de campo abierto, la compactacin natural debera ser adecuada. Sin embargo en superficies mejoradas, una compactacin especial (como la especificada en el diseo de un Ingeniero) es necesaria.

Formas de zanjas

La zanja estrecha es el tipo ms conveniente para instalara tubera enterradas ya que las cargas potenciales se minimizan. La carga ancha implica debe soportar pesos mayores que en el caso de la zanja estrecha.

Si las paredes de la zanja son inestables, se debe instalar entibaciones, encofrados u otro medio para soportar las paredes.

Si el fondo de la zanja es inestable, este se deber estabilizar o se usarn otros mtodos de fundicin tales como envigados, uso de geotextiles, medios qumicos, agotamiento, etc.

Tipos de suelo

El amplio espectro de materiales de Clase I limitan su uso en reas donde el soporte lateral no sufra perdidas por migracin de material fino desde las paredes de la zanja y el fondo. Donde esta migracin es posible, el rango de los espacios debe ser reducido y la transicin diseada dentro de los limites de esos tamaos.

Materiales de Clase II deben ser bien clasificados para prevenir perdidas de soporte lateral como el descrito en el tem anterior.

Para materiales de Clase IV deben tomarse cuidados en el diseo y en el mtodo de compactacin debido a la dificultad de controlar el contenido de humedad en condiciones de campo.

Materiales de Clase V no son recomendados para encamado, relleno lateral, relleno inicial.

Encuentre informacin de los grados de compactacin en la tabla 4. para varios mtodos de compactacin y materiales encamado.

Para tuberas de PVC desde 160 mm o mayores, el lmite en el tamao de partculas de la zona de encamado es de 1 o menos. Para tuberas menores, el limite de tamao de partculas es de o menos.

Compactacin

Si la saturacin es utilizada para compactar, las siguientes recomendaciones deben ser seguidas:

Prevenir la flotacin de la lnea.

Ejerza cuidado para prevenir la erosin en los costados de la tubera y el fondo causado por chorros de agua.

Aplicar solo la suficiente agua para proveer la saturacin completa.

Permita desaguar cada capa y solidificar hasta que se soporte el peso de los trabajadores.

Equipo de compactacin

Evite tocar la tubera con el equipo de compactacin.

No use equipos de compactacin directamente en el terreno sobre la tubera hasta que el relleno inicial haya sido ubicado, para no daar o disturbar la tubera.

La tabla 4 sirve como una gua que aproxima los valores obtenidos a travs de numerosos mtodos de consolidacin en diferentes clases de suelos. La tabla es entendida para proveer una gua y no una recomendacin de uso. Los valores de diseo deben ser desarrollados por el Ingeniero para un suelo especfico a un con tenido de humedad especfica.

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Tabla 1. Clasificacin y descripcin del material de encamado.

Suelo Tipo de Suelo

Descripcin

Clase I Material granular manufacturado, angular de 6 a 40 mm de tamao, tal como chancado, gravila. Clase II GW Ripios y mezclas ripio-arena de buena granulometra, con poco o sin material fino. 50% o

ms,retenido en mala N 4. Ms del 95% retenido en mala N 200. Limpios. GP Ripios y mezclas ripio-arena de mala granulometra, con poco o sin material fino. 50% o ms

retenido en mala N 4. Ms del 95% retenido en mala N 200. Limpios. SW Arenas y arenas ripiosas de buena granulometra, con pocos o sin material fino. Ms del 50%

pasa mala N 4. Ms del 95% retenido en mala N 200. Limpios. SP Arenas y arenas ripiosas de mala granulometra, con pocos o sin material fino. Ms del 50%

pasa mala N 4. Ms del 95% retenido en mala N 200. Limpios. Clase III GM Ripios limosos, mezclas ripio-arena, limo. 50% o ms retenido en mala N 4. Ms del 50%

retenido en mala N 200. GC Ripios arcilosos, mezclas ripio, arena, arcila. 50% o ms retenido en mala N 4. Ms del 50%

retenido en mala N 200. SM Arenas limosas, mezclas arena-limo. Ms del 50% pasa mala N 4. Ms del 50% retenido en

mala N 200. SC Arenas arcilosas, mezclas arena-arcila. Ms del 50% pasa mala N 4. Ms del 50% retenido en

mala N 200. Clase IV ML Limos inorgnicos, arenas muy finas, polvo de roca, arenas finas limosas o arcilosas. Lmite

lquido 50% o menos. 50% o ms pasa mala N 200. CL Arcilas inorgnicas de plasticidad baja a media, arcilas ripiosas, arcilas arenosas, arcilas

limosas, arcilas magras. Lmite lquido 50% o menos. 50% o ms pasa mala N 200. MH Limos inorgnicos, arenas finas o limos micceos o diatomceos, limos elsticos Lmite lquido

mayor de 50%. Pasa mala N 200 o ms. CH Arcilas inorgnicas de alta plasticidad, arcilas grasas. Lmite lquido mayor de 50%. 50% o ms

pasa mala N 200. Clase V OL Limos orgnicos y arcilas limosas orgnicas de baja plasticidad. Lmite lquido 50% o menos.

50% o ms pasa mala N 200. OH Arcilas orgnicas de plasticidad media a alta. Lmite lquido mayor de 50%. 50% o ms pasa

mala N 200. PT Turba y otros suelos altamente orgnicos.

* Los suelos descritos estn definidos en la norma ASTM D 2487, excepto los materiales descritos para la Clase I, los cuales estn definidos en norma ASTM D 2321. ** De acuerdo con la norma ASTM D 2487, menos de un 5% pasa por mala No 200. *** De acuerdo con la norma ASTM D 2487, suelo entre un 5% a 12% pasan por mala No200 cayendo en un limite que es ms caracterstico de la Clase II que la Clase III



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Tabla 2. Gua para estimar el rango de grados de compactacin versus la clase de encamado y mtodo de colocacin expresado como porcentaje del Standard de Densidad Proctor.

Clase de encamado I II III IV Descripcin del material Materiales

manufacturados granulares

Suelos de arena y grava

Suelos de grano mixto

Suelos de grano fino

Contenido optimo de humedad Limite de rango en % de peso seco

- 9 - 12 9 -18 6 - 30

Consolidacin de suelo % de Proctor ( o relativo) Rango de densidad Poder de compactacin con pisn 95 100 95 100 95 100 90 100

Densidad con vibrador porttil 80 95 80 95 80 95 75 90 Consolidacin por saturacin 80 95 80 95 - -

Puesto a mano 60 80 - - - Pisoneado a mano - 60 80 60 80 60 75

Deposito 60 - 80 60 - 80 60 - 80 60 75

Cambios de direccin pequeos

Los tubos de PVC Perfeco permiten efectuar curvaturas sobre la direccin de la lnea, sin embargo estas no deben ser superiores a 3, y efectuadas siempre sobre la tubera y no sobre las uniones.

Tabla 3. ngulos y altura de las curvaturas recomendadas segn longitud del tramo.

L6 12 24 36 48 60

Diametromm

h h h h h h 40 40 7,6 145 13,6 560 23,6 1380 37,5 2810 49,5 5642 62,050 31 5,9 120 11,3 460 21,0 1060 30,5 2086 41,0 3575 50,063 24 4,5 95 9,0 380 17,6 860 25,5 1520 32,4 2380 38,575 18 3,5 75 6,9 290 13,2 660 20,2 1174 26,1 1385 31,590 15 2,9 63 5,7 245 10,9 545 16,9 970 22,0 1515 26,9

110 14 2,6 55 5,2 220 10,3 490 15,3 870 20,0 1360 24,5125 12 2,2 47 4,4 185 8,8 415 13,0 735 17,1 1150 21,0140 10 1,9 40 3,8 155 7,4 350 11,0 670 15,6 1010 18,6160 9 1,3 38 3,6 150 7,2 340 10,6 600 14,2 940 17,4200 7 1,3 27 2,6 107 5,2 240 7,7 427 10,3 667 12,8250 5 1,0 21 2,0 86 4,1 192 6,1 341 8,1 535 10,1315 4 0,9 19 1,8 76 3,6 171 5,4 305 7,2 476 9,0355 3,5 0,7 16 1,4 65 3,1 146 4,6 260 6,1 405 7,7400 2,6 0,5 10 1,0 52 2,5 120 3,9 209 5,0 334 6,4

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Prueba de la tubera instalada

Tubera transportando fluido a presin

Presin hidrosttica

Equipo Tambor de 20 L de capacidad con boquilla de salida y llave de paso.

Manguera de dimetro no menor a 12 mm para conectar la boquilla de salida del tambor a la tubera de prueba.

Dos tapones de dimetros adecuados al de la tubera de prueba. La forma y disposicin puede ser la descrita en la Norma NCh-1362

Procedimiento El ensayo debe realizarse por tramos inferiores a 500 m de longitud.

La presin de ensayo ser 1,5 veces la presin mxima de trabajo de la tubera, en el punto ms bajo del tramo.

Antes de comenzar el ensayo deben estar instalados todos los accesorios en su posicin definitiva y la tubera estar convenientemente anclada en todos los cambios de direccin. La zanja debe ser parcialmente rellenada por pequeos tramos con el fin de evitar movimientos de la tubera, dejando al descubierto las uniones.

Los extremos del tramo en ensayo se deben cerrar convenientemente con los tapones antes de iniciar el ensayo.

Se debe llenar lentamente con agua, desde el punto ms bajo del tramo en ensayo. Antes de efectuar la prueba se debe eliminar completamente el aire contenido en las tuberas.

El aumento de presin no debe superar 1 kgf/cm2 por minuto.

Se mantendr la presin de ensayo durante 30 minutos.

Resultado Se mide la cantidad o filtracin (Q) que se debe proporcionar al sistema para mantener una presin igual a PE 0,35 (kgf/ cm2)

El sistema de tuberas es aceptable si:

Q < ( n D PE ) / 13100

En que:

Q = cantidad de agua (L/h)

n = nmero de uniones en el tramo a ensayar

D = dimetro nominal de la tubera (mm)

PE = presin de ensayo (kgf/ cm2)

Estanqueidad

Equipo Se utilizan los descritos para el ensayo de presin hidrosttica.

Procedimiento La presin de ensayo (PE) ser igual a la presin nominal (Clase) de los tubos.

Se mantendr la presin de ensayo durante 30 minutos.

Resultados Se mide la filtracin (Q) y el criterio de aceptabilidad es el descrito en el ensayo de presin hidrosttica.



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Tubera para alcantarillado

Estanqueidad Se aplica una presin de 4 m.c.a. durante 30 minutos.

No se debe observar perdidas ni filtracin.

Aire en la tubera

Uno de los principales problemas a la hora de disear redes de tuberas es el aire acumulado al interior de ellas. Este aire puede producir sobre presiones nocivas en el sistema.

Estas alzas de presin se presentan bsicamente de dos maneras:

Compresin de aire producto de la presin de agua: dado que el agua es virtualmente incompresible, cualquier aumento de la presin en el sistema comprimir fuertemente al aire entrampado, provocando un brusco ascenso en la presin.

Desplazamiento de aire violentamente: cuando por diferencias de presin el aire entrampado se desplaza bruscamente, este provoca un vaco tras l, el cual es llenado rpidamente por agua. Esta agua al ocupar ese espacio choca violentamente con la columna de agua esttica, ocasionando una gran sobrepresin.

Consideraciones de diseo

Con el fin de evitar los daos provocados por el aire entrampado se recomiendan las siguientes consideraciones:

En los puntos altos del tendido evitar presiones menores a 0,6 a 0,9 kgf/cm2.

Evitar:

Tramos horizontales largos

Pendientes menores a 4%o en bajada

Pendientes menores a 2%o en subida

Disear con velocidades de flujo entre 0,8 m/s y 1,6 m/s

Colocacin de ventosas o vlvulas de aire.

Machones de anclaje

Dimensionamiento

El flujo en una tubera sometida a presin tiende, por inercia, a seguir en lnea recta, provocando presiones en aquellos puntos donde se producen cambios de direccin (vlvulas, codos, tees, tapones, etc.).

Estas presiones tienden a desacoplar las tuberas, por lo que deben instalarse machones que logren soportar por su propio peso estos empujes.

Para dimensionar los machones de anclaje se debe considerar la presin interna, dimetro del tubo y la capacidad de soporte del terreno natural.

La presin a considerar debe ser 150% la presin mxima de trabajo.

La fuerza de empuje puede estimarse con la siguiente formula:

P = [( D2 ) / 4 ] Pint sen ( /2 ) Donde:

P = empuje en kgf

D = dimetro exterior del tubo, en cm

Pint = presin interior en el tubo (kg/cm2)

= ngulo del accesorio correspondiente

Para el empuje de codos y curvas la frmula se evala con el ngulo correspondiente de la pieza especial.

Para el caso de tapones, bridas y tees, se supone un ngulo 180.

Dimensin del machn de anclaje

A = P /

30

donde:

A = rea de contacto del bloque de anclaje con el suelo (cm2 )

P = empuje en kgf

= resistencia admisible del terreno en kg/cm2

El volumen del machn de hormign corresponde al rea A recin evaluada, por la altura necesaria para anclar la pieza especial correspondiente.

Localizacin de los anclajes

La ubicacin de los anclajes depende de la direccin del flujo y del tipo de accesorio.



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Otros tipos de instalacin

Instalaciones areas

Las tuberas instaladas en tendidos areos necesitan un soporte suficiente para poder asegurar su correcto funcionamiento. Para esto se recomienda instalar abrazaderas que ofrezcan este soporte cada 20 dimetros de la tubera.

Las abrazaderas deben colocarse con cierta holgura, y adems llevar una cinta de proteccin. Esto ltimo es para evitar daos por el roce provocado por las contracciones elongaciones.

Sin embargo despus de cada campana se deben colocar abrazaderas que presionen con firmeza la tubera, para as aprovechar la campana como junta de dilatacin.

Los rayos U.V. a los cuales queda expuesta la tubera, provocan la perdida de propiedades mecnicas en el PVC, disminuyendo a travs del tiempo la resistencia al impacto.

Una forma de proteger la tubera de ese tipo de radiacin es pintar la tubera con pintura vinlica.

Instalaciones en cruce de carreteras y vas frreas

En los dos casos se recomienda una profundidad mnima de 1,2 m. Si no es posible, se debe proteger la tubera pasndolo a travs de una tubera de acero o con un machn de hormign que la cubra en todo el cruce.

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DDiisseeoo

Diseo hidrulico

Clculo de perdida de carga y caudal

Las tuberas de PVC poseen una superficie interior prcticamente lisa la cual ofrece una mnima resistencia al flujo. Sin embargo para determinar las perdidas de carga, el caudal la velocidad de flujo en las tuberas PVC, se utilizan normalmente las frmulas de Prandl - Colebrook, Hazen - Williams (flujos presurizados) o Manning (flujo gravitacional).

Flujo presurizado (PVC Presin)

Las formulas ms ocupadas para estimar las perdidas de carga en estas condiciones son las de Hazen-William y Prandl Colebrook.

Utilizando habitualmente el resultado que nos arroje las mayores perdidas de carga.

Formula de Hazen William

Q = 0,2785 C D2,63 H0,54

donde

Q = Caudal (m3/s)

D = Dimetro interior tubera (m)

H = Prdida de carga unitaria (m/m)

C = factor de resistencia al flujo de agua fra, representa la rugosidad al interior de la tubera. Para PVC un valor generalmente usado para .C. es 150.

Si se desea obtener la prdida de carga, sta se deduce de la frmula anterior :

H = 10,668 C-1,85 Q1,85 D-4,87

Perdidas singulares

Las perdidas de carga estn normalmente compuestas por dos componentes, uno es el debido a la friccin del flujo con las paredes de la tubera (descrito en las formulas anteriores), y el otro, el provocado por cambios de elevacin y cambios de direccin, tales como los causados por codos, tee o vlvulas.

Estas ltimas prdidas de carga, que se producen por el escurrimiento a travs de singularidades, se pueden convertir en una longitud equivalente de tubera. Sumndose al largo real en las ecuaciones de Hazen William y Prandl Colebrok, con objeto de efectuar un clculo simplificado de las prdidas totales

.



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Grfico 1. Prdidas de carga en singularidades expresadas en una longitud equivalente (D= dimetro de la tubera)

34

Grfico 2. baco de perdidas de carga para tuberas PVC Clase 10, Clase 6 y Clase 4.



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Flujo gravitacional

La perdida de carga que se produce en las tuberas que transportan fluidos por escurrimiento gravitacional o sin presin, como es el caso de sistemas de alcantarillado, es distinta a la obtenida a partir de las formulas anteriores.

Las bases de clculo obedecen en lo principal a lo indicado en la Norma NCh. 1106-74. Alcantarillado Clculo de Redes. Bases de Clculo.

Caudales

Mximo: Gasto calculado para el final del plazo de previsin, para el perodo ms desfavorable del da mximo.

Mnimo: Slo para aguas servidas. Corresponde al 60% del gasto medio anual de aguas servidas al final del plazo de previsin.

Capacidad de la caera

El dimetro D de los colectores debe calcularse de modo que la altura h del agua dentro de la tubera quede entre los lmites que se indican:

Para el caudal mximo : h 0,3 D

Velocidades

Las velocidades del agua en las tuberas quedarn dentro de los lmites:

Mxima: 3 m/s (tuberas corrientes)

Mnima para boca llena:

aguas servidas : 0,60 m/s

aguas lluvias : 0,90 m/s

aguas combinadas : 1,50 m/s

Pendientes mnimas

Las pendientes mnimas a considerar, sern las que se determinen para caudales reales que produzcan autolavado. Una caera tiene autolavado si posee velocidades capaces de transportar las materias slidas en suspensin, en consecuencia, los criterios de pendientes mnimas estarn determinados por:

Velocidad mnima a seccin llena: 0,6 m/s

h/d para Q mn: 0,30

Caudales de diseo

En el diseo de alcantarillado se emplea el Caudal Mximo Horario y el Caudal Mnimo Diario. El primero se utiliza para el dimensionamiento de la tubera y el segundo para verificar el autolavado.

Caudal mximo horario: Para caeras que evacan aguas servidas de hasta 20 casas se obtiene de la Tabla de la Sociedad de Ingenieros Civiles de Boston (B.S.C.E.), que se obtuvo de un estudio eventual de descargas simultneas de varias casas, los valores son los siguientes:

No de casas

1 2 3 4 5 10 20

Gasto (L/s)

0,441 0,764 1,075 1,330 1,584 2,403 3,595

Para caeras que evacuan aguas servidas de ms de mil habitantes el caudal se calcula multiplicando el caudal medio diario por el coeficiente M determinado por Harmon.

M=1 + 14/(4+P) donde: P= Poblacin en miles de habitantes

Para caeras que evacuan entre 20 casas y 1.000 habitantes, se interpola linealmente entre ambos valores.

Caudal mnimo diario: Se obtiene como el 60% del Caudal Medio Diario.

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El Caudal Medio Diario (QMD, L/s) corresponde al consumo Medio Diario de Agua Potable descontando el porcentaje de agua que no va al alcantarillado, y est dado por:

QMD = (N hab * DOTACION * R *C) / 86400 donde:

N hab.= Poblacin a servir. incluyendo la estimada al trmino del perodo de previsin.

Dotacin= Caudal de agua potable por habitante.

R= Indice de Recuperacin, corresponde al volumen de agua consumida que va al alcantarillado. Vara entre 0,7 y 0,9.

C= Factor de capacidad. Su aplicacin se basa en el hecho de que la estimacin de la poblacin futura de un pequeo sector o barrio es menos certera que la estimacin de la poblacin de una ciudad.

Su valor vara entre 1,0 y 2,0. (1,5 es lo normal).

Dimetros mnimos

El dimetro mnimo de colector es de 175 mm el que debe aumentarse a 200 mm en el tercer tramo o despus de 200 m de colector.

Clculo de la tubera

Los clculos de las tuberas se realizan tramo a tramo, lo que supone un rgimen permanente y uniforme, las variables hidrulicas se determinan en base a la frmula de Manning, derivada de la frmula de Chezy.

Frmula Manning Q = A R2/3 (i0,5 /n)

donde:

Q= caudal (m3/s)

A= superficie de escurrimiento (m2)

R = radio hidrulico (R= A/P)

P = permetro mojado

I = pendiente del terreno (m/m)

n = Coeficiente de rugosidad de la tubera (0,009 para el PVC)

Grfico 3. Relacin de elementos hidrulicos



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Golpe de ariete (PVC Presin)

Las tuberas pueden estar sujetas en pequeos intervalos de tiempo a incrementos de carga sobre el nominal debido al golpe de ariete. Este repentino incremento en la presin ocurre en el flujo de la tubera cuando su equilibrio es disturbado por un rpido cambio en las condiciones del flujo.

Ejemplo de estas condiciones son, la partida y parada de bombas, apertura o cierre de vlvulas, fallas en las tuberas, etc.

En estas circunstancias el caudal ya no ser el mismo en todos los puntos de la tubera, puesto que se producen variaciones de la seccin de la misma, as como contracciones y dilataciones del lquido, que dependen de los mdulos de elasticidad de ambos. En estas condiciones se dice que el lquido circula con rgimen variable.

Cuando se establece un rgimen variable dentro de una tubera aparecen unas variaciones de presin y caudal que se propagan a travs de toda la masa lquida como un movimiento ondulatorio. La velocidad de propagacin de la onda se denomina celeridad y su valor es, segn la formula de Allievi:

= ( g / [ ( (1/El)+(1/Et) (D/e) ) ] ) 1/2 siendo:

= Velocidad de propagacin o celeridad, en m/seg.

g = aceleracin de la gravedad, en m/s2

El = mdulo de elasticidad del lquido (para el agua, E1= 2,1 x 108 kg/m2)

DN= dimetro externo de la tubera, en mm.

e = espesor de la pared de la tubera, en mm.

Et = mdulo de elasticidad del material de la tubera, en Kg/m2. Para PVC Et = 3,0 x 108 kg/cm2

= Peso especfico del liquido (para el agua, =1000 kg/m3)

El valor del golpe de ariete depende del tiempo de cierre correspondiente al acontecimiento que ha provocado la onda de presin.

Se distingue entre maniobras lentas y rpidas. Para ello se compara el tiempo de cierre o maniobra con el tiempo que la onda de presin necesita para recorrer la longitud de la tubera en su recorrido de ida y vuelta.

Tiempo Crtico = 2L /

Dependiendo de si el tiempo de cierre es mayor o menor que el tiempo crtico de la tubera el golpe de ariete provocado se calcula con expresiones obtenidas por diferentes autores:

Maniobra lenta

Tcierre > 2L / Formula de Michaud

Maniobra rpida

Tcierre < 2L / Formula de Allievi

Formula de Michaud

El golpe de ariete provocado en una maniobra lenta resulta directamente proporcional a la longitud de la conduccin e inversamente proporcional al tiempo de maniobra

H = 2 L V / g T en la que:

H = incremento de presin o de altura, o golpe de ariete (m.c.a)

L = longitud de la tubera (m)

V = velocidad de circulacin del agua antes del cierre (m/s)

g = aceleracin de la gravedad (m/s2)

T = tiempo de apertura o cierre de la vlvula (s)

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Frmula de Allievi

Allievi demostr que en maniobras bruscas, es decir, cuando el tiempo de maniobra es menor que el tiempo necesario para que la onda de la presin recorra la tubera,

Tcierre < 2L /

el valor del incremento de presin es independiente de la longitud, pero proporcional a la celeridad y toma el siguiente valor:

H = V / g

Gracias a los valores de celeridad bajos de las tuberas de PVC, las sobre presiones que pueden producirse son muy inferiores a las que se presentan empleando materiales tradicionales y por tanto, el coste de las medidas necesarias para atenuar el golpe es menor.

Tiempo de cierre de bombeos

En las conducciones impulsadas por grupo de bombeo, el tiempo es el transcurrido entre la interrupcin de funcionamiento del grupo y el cese de la velocidad de circulacin del agua, la cual desciende progresivamente. Este tiempo viene determinado por la formula de E. Mendiluce:

T = C + (M L V ) / ( g Hman) en la que:

C = coeficiente, funcin de la relacin Hman/L

M = coeficiente, funcin de L

V = velocidad de circulacin del agua, en m/s

G = aceleracin de la gravedad, en m/s2

Hman = altura manomtrica, en m.c.a.

Tabla 7. Coeficiente C.

Hman/L(%) 20 25 30 35 40

C 1 0,8 0,5 0,4 0

Tabla 7. Coeficiente M.

L 250 500 1000 1500 2000

M 2 1,75 1,5 1,25 1,15

Longitudes crticas de tubera

Otra forma de expresar las condiciones de la tubera sera:

Para L < T / 2 (impulsin corta), frmula de Michaud:

H = 2 L V / g T

Para L > T / 2 (impulsin larga), formula de Allievi:

H = V / g

En toda impulsin, an cuando se cumpla L > T / 2 y deba aplicarse por tanto la frmula de Allievi, si se sigue la conduccin en el sentido circulatorio del agua, siempre existir un punto intermedio que cumplir L1 = T / 2 y a partir de ste, se tendr L1 < T / 2, debiendo aplicar en esta zona, la frmula de Michaud y, por tanto, menor riesgo de golpe de ariete.

La presin mxima alcanzada por la impulsin ser igual a la suma de la presin esttica o altura geomtrica, con la sobre presin mxima +H.

Hmx. = Hg + H

La presin mnima ser la diferencia entre la presin esttica o altura geomtrica y la sobre presin mnima -H.

Hmn. = Hg - H



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Diseo de tuberas enterradas.

En todos los casos, la tubera se considera vaca sin resistencia a la deflexin contribuida por presin interna.

Los conductos flexibles se comportan completamente diferente a las cargas de suelo o presiones externas que los tubos rgidos. La natural resistencia de las tuberas flexibles contribuye solo a una pequea porcin de la total resistencia a la deflexin; la mayor parte de la resistencia la otorga el suelo. Cuando la tubera enterrada deflecta ligeramente en el eje vertical, se produce una reaccin hacia las paredes de la tubera debido a la resistencia del suelo que la rodea. De esta manera la tubera es soportada de mejor forma mientras mayor sea la estabilidad del sistema suelo tubera.

Criterios de diseo

Cuando seleccionamos la clase de la tubera, nuestro criterio de seleccin se basa nicamente en la resistencia hidrulica. En cambio en condiciones de entierro, debemos considerar tres criterios separadamente: la deflexin vertical, colapso de la pared y compresin de la pared o quiebre. El monto de la deflexin cuando se trabaja bajo condiciones de trabajo especificas puede ser estimado usando la formula de deflexin de Iowa. La deflexin vertical estimada se ocupa como el porcentaje del dimetro medio de la tubera comparado con limites de seguridad descritos en la tabla. En orden a verificar lo adecuado del sistema suelo tubera, se contrasta el colapso de la pared con el limite de peso de colapso (qa) determinado usando la ecuacin presentada y comparada a las aplicaciones de peso anticipadas.

Deflexin

Un tubo enterrado sufre bsicamente el

efecto de dos tipos de carga: la carga debido al peso de la tierra y el debido a trfico.

x = [K (De Wm + Wv)] / [(E I / r3) + 0,061 Eb ] donde:

x = deflexin vertical estimada en cm.

K = Constante de encamado, para PVC se considera 0,1.

De = factor de deformacin del terreno (recomendado 1,5; otros valores en la tabla 10)

Wm = peso vertical de suelo (cargas muertas) sobre la tubera por unidad de longitud, en kgf/cm.

Wv = peso vivo sobre la tubera por unidad de longitud, en kgf/cm.

E = modulo aparente de elasticidad del material de la tubera en kgf/cm2. El modulo 30000 kgf/cm2 puede ser usado en la mayora de los casos.

I = el momento de inercia de la pared de la tubera en cm4/cm. I = espesor de pared / 12

r3 = radio medio de la tubera (cm)

Eb = modulo de reaccin del suelo, en kgf/cm2. El valor para Eb se extrae de la tabla 11.

Cargas muertas

La carga del suelo Wm (kgf/cm3) puede ser expresada como:

Wm = HD donde

= densidad del suelo (kgf/cm3)

H = profundidad de la zanja (cm).

D = dimetro exterior del tubo (cm).

Cuando el nivel fretico excede el nivel de la tubera, la carga del suelo decrecer de acuerdo a la teora de Arqumedes. Este efecto es considerado para usar la densidad

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del suelo en agua, usualmente 1,1 x 10-3 kg/cm3. La presin del agua que acta sobre la tubera ser entonces

Wa = 10 D Ha donde

Ha (cm) es la altura del nivel fretico sobre el centro de la lnea de la tubera.

Carga viva

La influencia de la carga debida al trfico es estimada por la siguiente formula:

Wv = ( Cs Pc F ) / L donde

Cs = coeficiente de carga en funcin del dimetro de la tubera y de la profundidad de la zanja (grfico 4).

Pc = carga concentrada en kg. Se asume constante e igual a 4.550 kg.

F = factor de impacto.

L = longitud efectiva del tubo en el cual ocurre la carga (m). Se recomienda 0,9 m.

Tabla 4. Factor de impacto F.

Tipo de trfico Valor de F Carretera 1,5 Ferrocarril 1,75 Aeropuerto 2,00

Grfico 4. Coeficiente de carga Cs

Tabla 5. Valores del factor de deformacin del terreno (De).

Tipos de suelo existente

Materiales de encamado Tipo II Tipo III Tipo IVb Tipo IV a y Tipo V

Suelos Cementados

Suelos grano grueso Tipo II 1,0 1,5 1,8 2,0 N/R Tipo III 1,5 1,6 1,8 N/R N/R

Tipo IVb 2,0 2,5 3,0 N/R N/R Tipo IVa

Suelos cohesivos

Tipo V N/R N/R N/R N/R N/R



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Tabla 6. Valores para Eb para la formula de IOWA (Bureau of reclamation)

Tipo de suelo

ASTM 2321

Suelo segn Unif ied Classification System (1)

Suelto Sin compactacin < 85% Proctor < 40% den. rel.

Moderada 8590% Proctor 40-70% den. rel

Alta >95% Proctor >70% den. rel.

V (2) Suelos finos Limite lquido>50

Suelos con media a alta plasticidad

CH, MH, CH, MH

No existe informacin. Consulte un mecnico de suelos o use E = 0

IVa Suelos finos Lmite lquido

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Deformacin de pared

El limite de deformacin de la pared por peso, antes de colapsar o pandearse por inestabilidad elstica como resultado de las cargas y deformaciones, es estimado como sigue:

Qa = 5,65 / N ( Rw B E Eb I / Dm3 )0,5

donde:

Qa= limite de peso para el colapso de la tubera, en kg/cm2

N = factor de seguridad (generalmente igual a 2)

Rw= factor de flotabilidad, calculado como sigue: Rw= (1 - 0,33 (hw/h) para hw2)

Ds = dimetro medio, en mm.

E = Modulo de elasticidad del PVC. (kg/cm2)

= coeficiente de Poisson. Para PVC = 0,38.



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Efectos de la temperatura

Dilataciones

Las tuberas de PVC, al ser un termoplstico sufren dilataciones al incrementarse la temperatura. Esta dilatacin puede expresarse de acuerdo a la siguiente formula:

L = K (T) L donde :

L = Dilatacin en mm

K = Coeficiente de dilatacin: 0,08 m/(mC)

T = T2 - T1, donde T2 es la temperatura mxima, y T1 la temperatura mnima (C)

L = Longitud de la tubera en metros (m)

Presin de trabajo (PVC Presin)

La clase hidrulica de las tuberas PVC Perfeco esta determinada a una temperatura de 20C. En la medida que la temperatura del fluido a transportar aumenta, la resistencia a la presin interna disminuye.

En el siguiente grfico se puede observar la relacin entre resistencia la presin versus la temperatura del fluido.

Grfico 5. Presin de trabajo v/s temperatura

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Resistencia Qumica

La resistencia qumica sealada a continuacin esta basada en ensayos de laboratorio efectuados por los fabricantes de la resina de PVC.

R = resistente ; A = aceptable pero con pruebas adicionales; NR = no recomendado; X = sin datos

Descripcin 23C 60C Descripcin 23C 60C Descripcin 23C 60C

Aceite de Algodn R R Amoniaco (Gas) R R Gas Natural R R

Aceite de Castor R R Amoniaco Cloruro de Amonio R A Gasolina A A

Aceite de Coco R R Anhdrido Actico NR NR Gelatina R R

Aceite de Linaza R R Anilina NR NR Ginebra A A

Aceite de Lubricantes R R Antraquinona R X Glicerina-Glicerol R R

Aceite de motores R R Azufre R R Glicol R R

Aceite Diesel R R Benceno NR NR Glucosa R R

Aceite MIneral R R Benzoato de Sodio R R Goma R R

Aceite Tal R R Bicarbonato de Potasio R R Heptano R R

Aceite Vegetal R R Bicarbonato de Sodio R R Hexano R X

Aceite y Grasas R R Bicromato de Potasio R R Hexanol (Tercierio) R R

Acetaldehdo NR NR Bifluoruro de Amonio R R Hidrgeno R R

Acetato de Amilo NR NR Bisulfato de Sodio R R Hidroquinona R R

Acetato de Butilo NR NR Bisulfito de Calcio R R Hidrxido de Aluminio R R

Acetato de Etilo NR NR Bisulfito de Sodio R R Hidrxido de Amonio R R

Acetato de Plomo R R Blanqueador (12,5% C12) R R Hidrxido de Bario R R

Acetato de Sodio R R Borato de Potasio R R Hidrxido de Calcio R R

Acetato de Vinilo NR NR Brax R R Hidrxido de Magnesio R R

Acetileno NR X Bromato de Potasio R R Hidrxido de Potasio R R

Acetona NR NR Bromo (lquido) NR NR Hidrxido de Sodio 15-30% R R

cido Actico 10% R R Bromuro de Etileno NR NR Hidrxido de Sodio 50-70% R R

cido Actico 20% R R Bromuro de Potasio R R Hipoclorito de Calcia R R

cido Actico 50% R R Bromuro de Sodio R R Jabones R R

cido Actico 80% R R Butadino R R Kerosn R R

cido Adpico R R Butano R R Leche R R

cido Antraquinon sulfnico R R Butanodiol R NR Licor Blanco R R

cido Arilsulfnico R NR Butanol Primario o Secundario R R Licor de Remolacha R R

cido Arsnico R R ButilFenol R NR Licor Negro R R

cido Bencensulfnico 10% R R ButilFtalato X X Licores Verdes R R

cido Benzoico R R Butileno R X Manteca (Aceite) R R

cido Brico R R Carbonato de Amonio R R Mercurio R R

cido Bromhdrico 20% R R Carbonato de Bario R R Metafosfato de Amonio R R



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cido Brmico R R Carbonato de Calcio R R Metano R R

cido Butrico NR X Carbonato de Magnesio R R Metil-etil-cetona R R

cido Carbnico R R Carbonato de Potasio R R Monxido de Carbono R R

cido Cianhdrico R R Carbonato de Sodio R R Nafta R R

cido Ctrico R R Celulosa R NR Naftalina NR NR

cido Cloractico 10% R R Cerveza R R Nicotina R R

cido Clorhdrico 35% R R Cianuro de Cobre R R Nitrato de Aluminio R R

cido Clorhdrico 38% R R Cianuro de Mercurio R R Nitrato de Amonio R R

cido Clorhdrico 50% R R Cianuro de Plata R R Nitrato de Calcio R R

cido Clorosulfnico 100% R NR Cianuro de Potasio R R Nitrato de Cobre R R

cido Creclico 50% R X Ciclohexano NR NR Nitrato de Magnesio R R

cido Crmico 10% R R Ciclohexanol NR NR Nitrato de Nquel R R

cido Crmico 10% NR NR Clorato de Calcio R R Nitrato de Potasio R R

cido Crmico 30% R R Clorato de Sodio R R Nitrato de Sodio R R

cido Crmico 40% R R Cloro (Hmedo) A X Nitrato de Zinc R R

cido Digliclico R R Cloro (Lquido) NR NR Nitrato Frrico R R

cido Esterico R R Cloro (Seco) R R Nitrato Mercurioso R R

cido Fluorhdrico 10% R X Clorobenceno NR NR Nitrito de Sodio R R

cido Fluorhdrico 50% R NR Cloroformo NR NR Nitrobenceno NR NR

cido Frmico R NR Cloruro de Alilo NR NR Ocenol R R

cido Fosfrico 10% R R Cloruro de Aluminio R R Oleum NR NR

cido Fosfrico 25-50% R R Cloruro de Amonio R R Orina R R

cido Fosfrico 50-85% R R Cloruro de Bario R R Osicloruro de Aluminio R R

cido Glico R R Cloruro de Calcio R R Oxido de Etileno NR NR

cido Gliclico R R Cloruro de Cobre R R Oxido Nitroso R R

cido Hipocloroso R X Cloruro de Etilo NR NR Oxgeno R R

cido Lctico 25% R R Cloruro de Fenihidrazina A NR Pentxido de Fsforo R X

cido Lctico 80% R R Cloruro de Magnesio R R Perborato de Potasio R R

cido Lurico R R Cloruro de Metileno NR NR Perclorato de Potasio R R

cido Linoleico R R Cloruro de Metilo NR NR Permanganato de Potasio 10% R R

cido Maleico R R Cloruro de Nquel R R Perxido de Hidrgeno 505 R R

cido Mlico R R Cloruro de Potasio R R Persulfato de Amonio R R

cido Metilsulfnico R R Cloruro de Sodio R R Persulfato de Potasio R R

cido Muritico R X Cloruro de Tionilo NR NR Petrleo Crudo R R cido Nicotnico R R Cloruro de Zinc R R Potasa Custica R R

cido Ntrico 10% R R Cloruro Estnnico R R Propano R X cido Ntrico 100% NR X Cloruro Estannoso R R Soda Custica R R cido Ntrico 30% X X Cloruro Ferroso R R Soluciones Electrolticas R R cido Ntrico 40% X NR Cloruro Lurico R R Soluciones Fotogrficas R R

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cido Ntrico 50% X NR Cloruro Mercrico R R Sub.Carbonato de Bismuto R R

cido Ntrico 70% NR NR Combustible Jet R R Sulfato de Aluminio R R

cido Oleico R R Concentrado de Cola R X Sulfato de Amonio R R

cido Oxlico R R Cresol NR NR Sulfato de Bario R R

cido Oxlico 50% R R Crotonal de hdo NR NR Sulfato de Calcio R R

cido Palmtico X X Detergentes R R Sulfato de Cobre R R

cido Palmtico 10% R R Dextrina R R Sulfato de Hidroxilamina R R

cido Palmtico 70% R NR Dextrosa R R Sulfato de Magnesio R R

cido Paractico 40% R NR Dicloruro de Etileno NR NR Sulfato de Metilo R A

cido Perclrico 10% R R Dicromato de Potasio R R Sulfato de Nquel R R

cido Perclrico 70% NR NR Dicromato de Sodio A A Sulfato de Potasio R R

cido Pcrico NR NR DimetiAmina (Acuoso) NR NR Sulfato de Sodio R R

cido Selnico (acuoso) R X Dixido de Azufre (Hmedo) NR NR Sulfato de Zinc R R

cido Silcico R R Dixido de Azufre (Seco) NR NR Sulfato Frrico R R

cido Sulforoso A A Dixido de Carbono R R Sulfito de Sodio R R

cido Sulfrico 10% R R Disulfuro de Carbono NR X Sulfuro de Bario R R

cido Sulfrico 50% R R Etanol X X Sulfro de Hidrgeno R R

cido Sulfrico 70% R R terEtlico NR NR Sulfuro de Sodio R R

cido Sulfrico 93% R NR Etilsen Glicol R R Tanning R R

cido Sulfrico 94% NR NR Fenol A X Tetra Cloruro de Carbono R NR

cido Tnico R R Ferricianuro de Potasio R R Tetra Cloruro de Titanio A NR

cido Tartrico R R Ferricianuro de Sodio R R Tetra Etilo de Plomo A A

cidos Grasos R R Ferrocianuro de Potasio R R Tiocianato de Amonio R R

Acrilato de Etilo NR NR Ferrocianuro de Sodio R R Tiosulfato de Sodio R R

Agua de Mar R R Flor (GasHmedo) A X Tolueno NR NR

Agua Potable R R Fluoruro de Aluminio R R Trementina R X Agua Regia NR NR Fluoruro de Amonio 25% R R Tributil Fosfato NR NR

Aire NR NR Fluoruro de Cobre R R Tricloruro de Fosfato NR NR Alcohol Allico 96% R A Fluoruro de Potasio R R Trieanolamina R X

Alcohol Amlico R R Fluoruro de Sodio R R Trietanol Propano A X Alcohol Butlico R R Formaldehdo 50% R R Trioxio de Azufre R R Alcohol Etlico R R Fosfato Trisdico R R Urea R R

Alcohol Metlico R R Fosgeno (gas) R X Vinagre R R

Alcohol Proparglico R R Fosgeno (Lquido) NR NR Vinos R R

Alcohol Proplico R R Fren 11-12 R X Whisky R R Almidn (jarabe) R X Fren 22 NR X Xileno NR NR

Alumbre R R Fructuosa R R Yodo NR NR Amoniaco-Agua 10% R R Frutas (jugos-pulpas) R R Amoniaco-Agua 25% X X Furfural NR NR

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