manual de campo de tuberia sub terranea

INSTALACIN SUBTERRNEAPrecaucin- Para prevenir daos a personas y a la propiedad,un manejo cuidadoso y buenas prcticas de construccin sedebern de observar todo el tiempo. El instalador deber deseguir todas los cdigos de seguridad locales, estatales yfederales y los requerimientos de seguridad especificados porel propietario y el ingeniero del proyecto.Las instalaciones subterrneas generalmente incluyenexcavaciones, bajar la tubera en la zanja, rellenar y compactaralrededor de la tubera, y despus finalmente el final a lacompactacin requerida El uso de la tubera, las condiciones deoperacin y su dimetro, el tipo de terreno, la calidad del relleno, laprofundidad de instalacin y el tipo de la unin afectaran lainstalacin de la lnea.El cuidado que el instalador tenga durante todo el proceso afectardramticamente el desempeo del sistema. Una instalacin de altacalidad de acuerdo con las recomendaciones y los planes deingeniera de la obra, pueden asegurar que el sistema sedesempee correctamente tal como fue diseado, en tanto que unainstalacin hecha pobremente puede originar que el sistema nofuncione segn lo planeado.La tubera de polietileno DriscoPlex, an para sistemas sinpresin o flujo por gravedad, cuando menos se debern seguir loslineamientos del ASTM D 2321, Prcticas Estndar para laInstalacin Subterrnea de Tubera Termoplstica para Drenajes yotras Aplicaciones de Flujo por Gravedad, y los sistemas a presin

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Boletin PP-901Pgina 90

Febrero 2003 Sustituye publicaciones anteriores 2003 Chevron Phillips Chemical Company LP

debern de ser instalados de acuerdo al ASTM D 2774, PrcticasEstndar para la Instalacin Subterrnea de Tubera Termoplsticade Presin.Los planos y especificaciones del sistema pueden incluirrequerimientos adicionales. El constructor deber de conocer stainformacin antes de instalar los productos de polietileno deDriscoPlex.

Terminologa del Material de Relleno de zanjasLos materiales de relleno que envolvern la tubera enterrada semencionan a continuacin. Ver Figura 27.Base.- Una base se necesita solamente cuando el fondo de lazanja no tiene un a base firme para trabajar, o cuando no hay unsoporte suficiente para la tubera a instalar. Si la base se requiere,un colchn es necesario sobre la base.Relleno Inicial.- Esta es la zona crtica del relleno, para la tubera,se requiere de un mnimo de 6 sobre la tubera. La capacidad dela tubera para resistir cargas y resistir la deflexin estadeterminada por la calidad del material del relleno y la calidad de lacolocacin. En est zona se encuentran el colchn, el apostillado ylas zonas primaria y secundaria.

Colchn.- Adicionalmente a la nivelacin del fondo de la zanjaal nivel requerido por el proyecto, el colchn elimina todas lasirregularidades y asegura el suficiente soporte necesario por latubera. El colchn es necesario cuando se requiere de base, perono siempre se necesita de base en la zanja para colocar uncolchn de material.

Acostillado.- El relleno debajo de la tubera soporta la tuberay distribuye la carga. La calidad del relleno en el apostillado y sucolocacin son los factores muy importantes en limitar lasdeformaciones por flexin de la tubera.

Relleno Primario Inicial.- Esta zona del relleno proporciona elsoporte necesario contra la deformacin lateral de la tubera. Seextiende desde de la parte baja de la tubera hasta el menos al75% del dimetro de esta, o al menos 6 sobre la corona de latubera si la tubera va a estar constantemente bajo el nivel delagua.

Relleno Secundario Inicial.- El material del relleno en estzona distribuye las cargas encima de la tubera, y asla la tuberade cualquier efecto adverso por la colocacin del relleno final.Donde el nivel fretico del suelo sube sobre la tubera, el rellenosecundario deber ser la continuacin del relleno primario.

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Relleno Final.- El relleno final no es una zona que rode latubera, pero debe de ser libre de piedras, escombro de laconstruccin, pedazos de madera y cualquier material cuyadimensin sea mayor a 8.

Figura 27 Terminologa del Relleno

ExcavacinEn terreno estable, el ancho mnimo de zanja, Bd, variar segn eldimetro de la tubera como ilustrado en la Figura 28 y la tabla 25.La zanja deber de ser suficientemente ancha para colocar ycompactar el relleno en el rea del acostillado, debajo de la lneade centro de tubera. Para minimizar las cargas de la tubera, elancho mximo de la zanja no deber de exceder el ancho mnimode esta por ms de 18 mas es espesor de cualquier proteccin,divisin, muro, etc. a menos de que sea aprobado por el ingenierode campo. Para zanjas que alojan mltiples tuberas, la distanciaentre estas deber de ser la misma que la de una tubera y lapared de la zanja. Ver tabla 25.

Relleno Inicial:

Relleno SecundarioInicial

Relleno PrimarioInicial

Apostillado

Colchn

Base

Base del Tubo

Lnea de Centro del Tubo

Corona del Tubo

Nivel de Piso

Relleno Final

Figura 28 Ancho de Zanja

Tabla 25 Ancho Mnimo del Pozo

Dependiendo de la estabilidad del terreno de la zanja y suprofundidad, los lados de la excavacin, por encima de la coronade la tubera, pueden requerirse que sean inclinadas oescalonados, como ilustrada en la figura 28. Cuando se esteexcavando en terreno inestable, el ancho de la zanja arriba de latubera deber de ser inclinado y/o ampliado. Se usarn cimbras omedios de contencin en las paredes de la excavacin, cuando lascondiciones del sito lo requieran, o los reglamentos de construccino agencias de seguridad as lo indiquen. Cuando se use cajas deproteccin, se deber excavar una zanja escalonada a unaprofundidad hasta la corona de la tubera y un 1/4 del dimetro dela tubera (debajo de la corona); la caja de contencin se instalaren la zona escalonada. Ver Figura 29. La excavacin del rea de latubera hasta la base de la zanja deber de ser hecha con laproteccin ya colocada.

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Con Pendiente Angulo de Reposo Escalonada

Bd Bd Bd

Dimetro Nominal, in Ancho Mnimo de Zanja,Bd, in

Separacin entre TuberasParalelas, in

< 3 12 43 - 16 D.E. de la Tubera + 12 6

18 - 34 D.E. de la Tubera + 18 9

36 - 63 D.E. de la Tubera +24 12

72 - 96 D.E. de la Tubera + 36 18

Figura 29 Instalacin de una Caja de Proteccin

Para las tuberas de sistemas a presin como lneas principales deagua, de gas o de drenaje presurizado, la pendiente del fondo de lazanja no es crtica. El fondo de la excavacin puede presentarondulaciones, pero debe proporcionar un buen soporte a la tuberaen toda su longitud y debe de estar libre de huecos, orillas filosas,topes y cosas por el estilo. Cualquier irregularidad deber de sernivelada o llenada con material compactado. Si el fondo esrazonablemente uniforme, el terreno es estable y libre de rocas, labase o el colchn pueden no ser necesarios.Para sistemas de drenaje por gravedad el fondo de la zanjadetermina la pendiente de la tubera, as dicho fondo debe de serconstruido segn la pendiente especificada para la tubera, esto selogra normalmente mediante la instalacin de una base y sucolchn o solamente con el colchn. Si el fondo de la excavacines razonablemente uniforme y el terreno es estable y libre derocas, la base y el colchn pueden no requerirse.La tubera deber de ser colocada en una base estable. Donde seencuentre agua presente en la zanja, o donde el fondo esinestable, el exceso de agua deber de ser removido antes decolocar la tubera. El agua fretica deber de ser desalojada a unnivel inferior a la base de la zanja. Durante el bombeo del aguacuide de no remover arena o tierra, y no daar el material de labase.Donde el fondo sea inestable como en terrenos lodosos y arenososcon poca consistencia, ser necesario estabilizarlo ya seaexcavando a un nivel donde el terreno sea estable, y colocandouna base y/o un colchn de materiales compactados Clase I y II.Tambin pude consultar a especialistas en mecnica de suelospara el uso de Geotextiles

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Bd

D

Caja de Proteccin de Zanjaen Zona Escalonada

Lados con Pendienteal Angulo de Reposodel Material

Termine el Colchn y elRelleno Inicial antes dedesplazar o levantar la Cajade Proteccin

D/4 Max

Cuando se necesite, el espesor mnimo de la base de la fundicines de 6. Cuando se requiera de la base y del colchn es espesorel mnimo del colchn ser de 4. Sin base, el espesor mnimo delcolchn ser de 6. Todos los materiales usados para el colchn, elacostillado, los rellenos primario y secundario debern decompactarse cuando menos al 90% de la densidad ProctorEstndar, o segn sea lo especificado para el proyecto. Unacompactacin mecnica, que puede ser tan simple como elcompactar con una pala el material Clase I, puede ser suficientepara alcanzar el 90% Proctor.Cuando la tubera es instalada en terreno rocoso o con piedrascortantes, la zanja deber de ser excavada al menos 6 por debajodel nivel inferior de la tubera, y recuperar ese nivel con una basecompactada. Remueva las rocas, piedras y escombro grande paraprevenir puntos de riesgo y proporcionar una base uniforme para latubera.

Colocando la Tubera en la zanjaLa tubera hasta 8 de dimetro y pesando mas o menos 6 lbs/piepuede ser colocada en la zanja a mano. Tubera de mayor peso odimetro requieren de equipo adecuado para levantar, mover ybajar la tubera en la zanja. La tubera no deber de ser tirada,empujada o rodada en la zanja. Se debern tomar todas lasmedidas de seguridad apropiadas cuando haya personas dentro ocerca del pozo. Algunos requerimientos del equipo para manejar ylevantar la tubera se mencionaron en los captulos anteriores.

Curvado de Tubera en Campo (En fro)Los rollos o tramos largos de tubera pueden doblar en fro en ellugar de la obra. El radio de curvatura es determinado por eldimetro y el RD (Radio Dimensional) de la tubera. Ver Tabla 26.Debido a que las conexiones y los adaptadores tipo brida sonrgidos comparados con la tubera, el radio mnimo de curvatura encampo es de 100 veces el dimetro de la tubera cuando estasconexiones estn presentes en la lnea.Los atraques u otras sujeciones temporales se debern de retirarantes de hacer el relleno final, y cualquier hueco se deber rellenarcon material compactado.Se puede necesitar de una fuerza considerable para doblar la

tubera en el campo, y esta puede regresar a su posicinoriginal de manera violenta si las sujeciones se resbalan o sesueltan mientras se realiza el doblado. Observe todas lasprecauciones de seguridad durante esta operacin.

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Figura 30 Radio de Curvatura

Tabla 26 Radio Mnimo de Curvatura (en Fro) (de Largo-Plazo)

Instalando Conexiones FabricadasPara evitar daos en el campo, para dimetros mayores (16IPS o mayores), no debern de unirse conexiones fabricadasque tengan cambios de direccin como codos, Tess, Yees ocruces a la tubera en mas de uno de sus extremos antes debajarla en la zanja. Las salidas restantes se conectarn usandobridas o con uniones mecnicas despus de colocarla en la zanja.Conectar dichas conexiones fabricas en todos sus extremos, ydespus intentar levantarla, moverla, o bajarla a la zanja puederesulta en una fractura de las piezas en el ensamble. Norecomendamos hacerlo de esta manera. Ver Figura 24.

D

R

RD de la Tubera Radio Mnimo de Curvatura en Fro9 20 veces el D.E. de la tubera

> 9 -13.5 25 veces el D.E. de la tubera> 13.5 - 21 27 veces el D.E. de la tubera

> 21 30 veces el D.E. de la tubera

Cuando existan conexiones o adapta-dores tipo brida en la curvatura

100 veces el D.E. de la tubera

Materiales de Relleno de Tubera.Los materiales de relleno preferidos para la tubera de Polietilenode Performance Pipe son materiales los de Clase I y II comograva controlada y arenas clasificadas que cumplan con los tiposGW, GP, SW o SP y clasificaciones duales que inicien con uno deestos smbolos, segn se establece en el ASTM D 2487. Estosmateriales debern de ser usados para el colchn, acostillado, ascomo para el relleno primario y secundario inicial. El tamaomximo de partcula deber de ser limitado a 1/2 para tuberas dehasta 4, 3/4 para tubera de 6 y 8, 1 para tubera de 10 a 16y 1-1/2 para tubera mas grande.

Compactado del RellenoLas reas de acostillado se debern de rellenar y asegurar, en lamedida de lo posible, que no existan huecos en esta zona. Para lamitad inferior de esta zona, el material se colocar uniformementeen capas no mayores a 4 de espesor, y compactadas con un pisnangulado como se la ilustrada en la Figura 31. Las capas podrnaumentarse de 6 y es posible el uso de pisones planos.

Figura 31 Pisn para Compactacin

Despus de concluir el acostillado, el relleno primario y secundariose deber de colocar en capas de 6 y compactarlos con pisonesplanos. Si se usa equipo de compactacin mecnico, tengacuidado de no daar la tubera.

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Mango

Barra de Acero

Angulo de 30

Atraques en Uniones de TuberaLos sistemas de tubera a presin de polietileno Driscoplexdebern de ser instalados con uniones que resista tanto la presininterna, as como las cargas longitudinales de jalado (restringidas),o con uniones parcialmente restringidas y sujetadores externos.Estos sistemas se consideran como completamente restringidos yno requieren de atraques.

Control de Esfuerzos de Corte y de CurvaturaLas tuberas Driscoplex que entran o salen un registro o unaestructura como una pared, Registro-Hombre debern de serprotegidas contra los esfuerzos de corte y de curvado que sepueden se desarrollan durante la instalacin y la compactacin.Una base compactada y un colchn compactado se debern deinstalar debajo de la tubera donde exista un registro o unaestructura como se muestra en la Figura 32. A la entrada o salidade la estructura, la tubera deber de ser envuelta en una banda dematerial elastomrico; despus el hueco anular que se tenga entrela tubera y la estructura se deber sellar ya sea mecnicamente,con cemento o resinas. El sellado evita la migracin de fluido atravs de la seccin anular.

Figura 32 Control de Esfuerzos de Corte y de Curvatura

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Base Compactada

Pared: Edificio, Registro-Hombre, Registro, etc.

2DMin

2DMin

Sello del Hueco

Proteccin

Banda de Elastmeroalrededor de la Tubera

Base Compactada

Colchn Compactado

Colchn Compactado

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Cuando la tubera se conecta mediante bridas a una pared comoun edificio o un registro, o un soporte estructural como el de lafigura 33, se recomienda protegerla contra las cargas de corte ycurvado. Una forma de hacerlo es usar soportes con mordazas,protegiendo la tubera con una banda de elastmero en dondeaprieta la mordaza.Donde la tubera o conexiones Driscoplex se unen con vlvulas,hidrantes y otras piezas pesadas, o a tuberas rgidas, serecomienda un soporte como el ilustrado en la Figura 35 que secolocar por debajo del equipo o la tubera rgida, y por lo menosel equivalente a 2 dimetros de largo en la tubera a conectar. Losmateriales del soporte debern de ser compactados al menos de laClase I y II, o cemento estabilizado Clase I, II y III, o concreto. Elmaterial de relleno alrededor de las tuberas, de conexiones,vlvulas y piezas deber de ser compactado.

Figura 33 Soporte para Conexin Brida en Pared

Pared

Envuelva la Tubera en una Banda deElastmero. Despus Apriete lasmordazas del Soporte Estructural

Soporte Estructural

2D

D

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Figura 34 Proteccin de Conexiones y Accesorios Bridados

Donde la tubera est conectada a accesorios rgidos comoconexiones para cambios de direccin fabricadas, conexionesbridadas o cualquier otra conexiones rgidas, la tubera deber deser protegida contra esfuerzos de corte, flexin y doblado. Lasbridas colocadas en el piso se pueden convertir en atraques en latierra, y debern de ser soportados en algn tipo de base. En lasfiguras 34 a 42 se ilustran algunos mtodos para proteger lasconexiones a los accesorios rgidos, descritos anteriormente. Endonde se sujete la tubera o conexiones de PE con abrazaderasmetlicas, se deber proteger usando bandas de materialelastomrico o de hule, para evitar daar la superficie del PE.

2D

D

Mordaza

Soporte conEstrias para Tubo

Holgura

Figura 35 Relleno de Soporte de Piezas Bridadas

Relleno FinalEn general, el relleno final puede ser material producto de laexcavacin, mientras este libre de piedras, escombro deconstruccin y cualquier material mayor a 8 en su dimensinmayor.Donde la excavacin va a estar sujeta a cargas vivas como encruces de carretera o vas de ferrocarril (H-20 o E-80), bases decimentaciones, desplantes de estructuras, estacionamientos oreas de almacenamiento, el relleno ser grava angular Clase I oII, compactada al menos al 95% Estndar de Densidad Proctor o loque se especifique en el proyecto.

Efecto de PoissonCuando una tubera que no es de polietileno y sus componentes seinstalan a la misma presin con una de tubera de PE, o cuando latubera de PE se une a una tubera con conexin espiga campanasin una sujeciones como PVC o hierro dctil, las juntas se debernde proteger para evitar la separacin, originada por las fuerzas dejalado que produce la presin interna del sistema.Cuando se aplica presin interna a tuberas fabricadas demateriales dctiles, el dimetro se expande ligeramente y lalongitud disminuye de acuerdo al radio de Poisson del material.

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2DMin

2DMin

D

6 Min

Relleno de SoporteVlvula oTerminacin Bridada

Huecos para Alojar Bridas yAcceso a Tornillera

Suelo Nativo sinAlterar o Base deMaterial Compactada

Con tramos de tubera unidos por espiga - campana sin sujecinadicional, el efecto de Poisson se limita a la longitud de cada tramode manera individual, pero con tubera con uniones monolticas(restringidas), como las fusiones de la tubera de PE, el efecto esacumulativo sobre la totalidad de la longitud de los tramos termofusionados. Cuando la tubera de polietileno termo fusionada esconectada a una unin mecnica espiga - campana sin sujecionesde PVC, hierro dctil o Asbesto Cemento, el efecto de Poisson dereducir la longitud de la tubera de PE, puede causar la fractura ola separacin de unin donde se realiza la transicin de la tuberade PE a otra tubera de los materiales referidos. Para prevenir esteefecto de jaln en el rea de transicin, ser necesario usar algntipo de proteccin instalando sujeciones externas en las campanasy en la espiga, o instalando un anclaje en la lnea de PE, o biencon una combinacin de ambas tcnicas.Los atraques convencionales usados en los cambios de direccinno son efectivos contra el efecto Poisson, ya que estos sondiseados para resistir las fuerzas de empuje generadas por lapresin interna que tratan de separa la unin mecnica, mientrasque en el efecto de Poisson, se aplica una fuerza de jaladoexterna, adicional a la de la presin interna, es decir una fuerzaadicional que no se considera al disear los atraques. Elserpentear la tubera en la zanja, tampoco es un mtodo efectivopara prevenir el efecto de Poisson.

El Efecto de PoissonCuando un esfuerzo de tensin se aplica al un material, este seelonga en la direccin del esfuerzo aplicado, y tiende a reducirseen ngulos rectos a la direccin del esfuerzo. Est relacin sellama el Efecto Poisson, que es la respuesta natural a esta carga yocurre con todos los materiales, pero es mas perceptible en losmateriales dctiles. Por ejemplo, cuando una barra de metal essometida a una prueba de tensin, se alarga y angosta en loslados. Mientras una liga de hule se estira y se angosta. Cuandolas tuberas de polietileno, de PVC y de metal estn presurizadas,el dimetro se expender ligeramente y por el efecto Poisson latubera se reducir en longitud. Una seccin de tubera con uniones completamente restringidas(termo fusionadas), como sucede con las de polietileno, transmitirel efecto Poisson, reduciendo la longitud a travs de las termofusiones. Las uniones restringidas incluyen fusiones, conexionesbridadas, adaptadores MJ y otras conexiones mecnicas consujetadores. Si se conecta una conexin espiga campana o unaunin mecnica sin sujeciones adecuadas a la tubera de PE, elefecto acumulativo de Poisson puede causar que estas uniones oconexiones se separen.

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Por eso, las uniones y conexiones mecnicas sin sujeciones queestn conectadas con tuberas de polietileno se deben protegercontra las fuerzas que tratan de separa la junta..

Tcnicas para Sujetar Conexiones

ADAPTADORES TIPO BRIDA Y JUNTAS MECNICASAdaptadores tipo brida se usan para conectar la tuberaDriscoplex HDPE a bridas o uniones mec*nicas. Los adaptadorestipo brida Driscoplex y los adaptadores MJ tienen la mismaresistencia a la presin que la tubera y se consideran comouniones restringidas al fusionarse a la tubera de PE, despus seconecta a la brida o conexin mecnica deseada. Vea la literatura ynotas tcnicas de Performance Pipe para informacin sobre lainstalacin de estas conexiones.

CONEXIN DE TUBERA DE PE POR INSERCINCuando una tubera de PE se inserta en una tubera de PVC o enuna campana de hierro dctil o una campana de alguna uninmecnica, se requiere de un inserto rigidizador interno en la tuberade PE y de una pieza de sujecin por compresin externa sobreesta. Los rigidizadores internos deben de extenderse dentro de latubera de PE lo suficiente asegurar un efecto de compresin en lazona del empaque y de la pieza externa de sujecin, que es laparte que previene la separacin de la junta.Un rigidizador interno y una sujecin mecnica externa senecesitan cuando el extremo de una tubera presurizada de PE seconectada a:

Uniones de espiga - campana (de empujar) en PVC y piezas dehierro dctil como, vlvulas, hidrantes y tubera;

Coples envolventes atornillados Uniones mec*nicas para tubera, uniones bridadas, v*lvulas e

hidrantes (cuando un adaptador Driscoplex(r) MJ no es usado).

Para uniones fusionadas con adaptadores tipo brida o adaptadoresMJ Driscoplex, no se necesitan rigidizadores internos nosujeciones externas.

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Tcnicas para Evitar la Separacin de Uniones.La regin de transicin donde una lingada larga de PE seconecta con una tubera que tiene uniones mecnicas simples(PVC, Hierro Dctil, etc) el efecto de Poisson puedeextenderse a varios tramos de la tubera que no es de PE, yaque dicho efecto puede transmitirse de un tubo a otro. Unmtodo de evitar el efecto de jalado tpico, incluye atracarvarias secciones de tubo con unin mecnica simple cercanasal punto de transicin, o sujetando la unin de transicin einstalando atraques a varias secciones de tubo unidomecnicamente y cercanos a la transicin de materiales. LasFiguras 36 y 37 ilustran las tcnicas antes referidas.

Figura 36 Mtodo para Evitar la Separacin de Uniones.

Figura 37 Mtodo para Evitar la Separacin de Uniones.

Parte alta del Terreno

Parte alta del Terreno

Sujeciones ExternasJunta Mecnicacon Sujetador

Abrazadera para la Pared de PEJuntas Mecnicas

Unin de Insercin (Por Ejem.Conexiones Espiga - Campana)

Unin de Insercin (Por Ejem.Conexiones Espiga - Campana)

Atraque de Concreto

Adaptador MJ

Adaptador MJ

Tubo de PE

Tubo de PE

Fuerza de JaladoEl efecto Poisson se presentar siempre que se tenga presurizadauna tubera. Debido a que la presin interna es mayor durante laspruebas y en los golpes de ariete, el efecto de Poisson sermayor durante estos eventos comparados a la operacin normal dela tubera a una presin mas o menos constante.Precaucin- Antes de hacer pruebas de hermeticidad, todas lasuniones mecnicas debern de ser instaladas y aseguradas consus elementos de sujecin recomendados, segn las instruccionesdel fabricante, y los atraques de concreto en la lnea y cualquierotro dado(si son usados) debern de estar fraguados y con elrelleno necesario. Ver Notas Tcnicas PP-802-TN Pruebas deHermeticidad.El ingeniero de diseo del proyecto, deber de determinar lasfuerzas de jalado producidas por el efecto Poisson y lascondiciones de uso de la aplicacin particular de lainstalacin; con esto podr definir los mtodos apropiadospara proteger las uniones mecnicas simples, en tramos detubera que tengan riesgo de separase debido a las fuerzas delefecto de Poisson.Para un dimetro de tubera de PE y un RD determinado, la fuerzade jalado del efecto de Poisson puede ser calculadamultiplicando el rea de la seccin anular de la tubera de PE porel resultado de multiplicar el esfuerzo en la circunferenciaproducido por la presin interna y al radio de Poissoncorrespondiente.

F = S m p DM2 [(1/RD)-(1/RD2)]Donde:

F = fuerza de jalado, lbsS = esfuerzo en la circunferencia, lb/in2

S = P (DR-1) / 2

P = presin interna, lb/in2

RD = radio dimensionalm = Radio de Poisson (para PE, 0.45 para esfuerzos a largo

plazo, 0.35 para esfuerzos de corta duracin)p = Pi aproximadamente 3.142DM = dimetro promedio de la tubera, in

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La tabla 27 reporta las fuerzas de jalado aproximadas, generadaspor el efecto de Poisson para algunos dimetros de tubera PEdurante la operacin del sistema a la presin interna nominal,durante la prueba de hermeticidad al 150% de la presin nominaldel sistema y durante un golpe de ariete severo mientras la lneaopera a presin constante y el golpe de ariete produce unincremento de la presin de un 200%.

Tabla 27 Fuerzas de Jalado Aproximadas del Efecto de Poisson

Tcnicas Especiales para Instalaciones Subterrneas.Por su flexibilidad y la alta confiabilidad de las uniones fusionadas,cuando se hacen correctamente, se pueden emplear tcnicas deinstalacin especial para la tubera Driscoplex. Ests tcnicasincluyen el uso de una retroexcavadora con arado, colocacin ojalado de la tubera en cepas angostas, perforacin horizontal ydireccional. Estas tcnicas minimizan la excavacin haciendocortes angostos o perforaciones menores para instalar la tubera, yluego jalando o colocando la tubera en la zanja o barreno. Estastcnicas requieren de terrenos estables y libres de piedrasgrandes, y exceptuando la perforacin direccional, usualmenteestn limitadas a profundidades pequeas.

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Tamao dela Tubera

Medida DIPS(RD 11)

Fuerza de Jalado Aproximada, lbs (a)

Operando aPresin Nominal (b)

Durante Pruebasde Presin a 150%

de la PresinNominal (c)

Operando a la PresinNominal mas la MximaPermitida para Golpes de

Ariete Ocasionales (d)

4 1,892 2,208 3,3646 4,102 4,786 7,293

8 6,953 8,112 12,361

10 10,801 12,602 19,202

12 15,195 17,727 27,013

16 23,928 27,916 45,539

(a) Valores para el agua a 73(b) Presin para RD 11, Clase 160 =160 psi, Fuerza de jalado determinada alargo plazo con un radio de Poisson de 0.45(c) Fuerza de jalado determinada a corto plazo con un radio de Poisson de 0.35(d) Presin total de la tubera durante el golpe de ariete = 160 psi de presinconstante + 160 psi del golpe de ariete = 320 psi. Valores determinadoscombinando las fuerza de jalado por la presin constante (radio de Poisson alargo plazo 0.45) mas la fuerza de jalado para el golpe de ariete(radio de Poissona corto plazo 0.35)

Otras fuerzas longitudinales como la expansin y contraccin trmica, inercia delfluido, o generadas por la instalacin no son consideradas en los valores de latabla. Ver el Manual de Ingeniera de Performance Pipe para informacin sobrecargas adicionales.

USANDO UN ARADO PARA COLOCAR EL TUBOEl arado y plantado de tubera, consiste en cortar una zanjaangosta y simultneamente colocar la tubera en el zanja a travsde una zapata o tubo alimentador que se coloca en la parte traseradel equipo que va abriendo la zanja. Las cepas para la tubera de1-1/2 IPS y menores son frecuentemente hechas con aradosvibratorios. Para tamaos mayores se usan cortadores de rueda oexcavadoras de cadena con cortadores semicirculares. El ancho dela cepa deber de ser ligeramente mayor que el dimetro externode la tuberaLa zapata o tubo alimentador deber de colocar la tubera en elpiso del corte. El radio de curvatura de corto plazo que se usa en lazapata puede ser mas cerrado que el radio de curvatura en fro alargo plazo (Tabla 26), pero no debe de ser tan cerrado que latubera se colapse. La Tabla 28 presenta los radios mnimos decurvatura para aplicaciones como el arado y plantado. El recorridode la tubera en la zapata o tubo alimentador deber de ser librede friccin, tanto como se posible.

Tabla 28 Radio de Curvatura Mnimo a Corto Plazo

La tubera se alimenta sobre el equipo de excavacin hacia lazapata o alimentador de carretes con el tubo enrollados o tramosrectos que han sido previamente fusionados en un lingada larga.Tubera de hasta 12 que han sido instaladas usando este mtodo.

JALADOEn este mtodo se hace la zanja y despus se jala la tuberafusionada por uno de sus extremos para colocarla. El jalado sepuede hacer atando el extremo de la tubera, en la de unaexcavadora, si es de disco o cadena, la operacin de jalado puedehacerse de forma simultnea con la excavacin o bien como unaoperacin posterior. En cualquier caso, el jalado requiere de unazanja relativamente recta y la fuerza de jalado que se aplica a latubera no debe de exceder la Fuerza de Tensin Permitida, FTP,(fuerza de jalado que no origine daos) para la tubera. Por esto,

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Radio Dimensional de la Tubera Radio de Curvatura Mnimo a Corto Plazo

9 10 veces el D.E. de la tubera

> 9 - 13.5 13 veces el D.E. de la tubera

> 13.5 - 21 17 veces el D.E. de la tubera

> 21 20 veces el D.E. de la tubera

este mtodo est limitado a tramos cortos.La Fuerza de Tensin Permitida, FTP, (fuerza de jalado que noorigine daos) puede ser determinada por:

FTP = p D2 fY fT TY ((1/RD) - (1/RD2))Donde:

FTP = carga de tensin permitidaD = dimetro externo de la tubera, in

fY = factor de diseo(seguridad) de tensin a ceder, Tabla 29fT = tiempo debajo del factor de diseo(seguridad) de tensin,

Tabla 29TY = fuerza de tensin al cede, lb/in2 (Tabla 30)

RD = radio dimensional de la tubera.

Cuando la tubera de polietileno est sujeta a una fuerza de jaladopor un corto plazo, la tubera se estirar un poco antes de llegar alpunto de cede. Pero si el esfuerzo se limita al 40% de la fuerza decede, la tubera usualmente se recuperara sin dao a su longitudoriginal en un da o menos despus de que el esfuerzo se hayaeliminado.

Tabla 29 Factores de Diseos Recomendados para la FTP

La fuerza de ceder de la tubera puede ser estimada usando losvalores de la Tabla 30. A diferencia de materiales ms frgiles, latubera de polietileno se puede elongar mas de 400% entre el valorde ceder a tensin y el punto de rompimiento. Sobre todo porquelos valores para cede y de rompimiento son mas o menos losmismos, as que en una prueba, en los indicadores de tensin nomostraran que la tubera ha cedido ya que esta se elongar hastael punto de rompimiento sin cambiar la fuerza aplicada. La nicaindicacin ser que la muestra sujeta a tensin se continuarmoviendo.

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Factor Parmetro Valor Recomendado

fY Factor de Diseo Tensin al Cede 0.40

fT Factor de Diseo para el Tiempobajo Tensin

1.0 hasta1 h

0.95hasta12h

0.91 hasta24 h

Los factores diseos y de seguridad son a el inverso uno del otro. Multiplicarpor 0.40 el factor de diseo es lo mismo que dividir por 2.5 el factor de seguridad.

Tabla 30 Valores Aproximados del Esfuerzo de Tensin al Cede

Cuando se jala una tubera de polietileno, especialmente dimetrospequeos, la fuerza de jalado deber de ser monitoreada ymantenida debajo de los valores FTP para el dimetro de latubera, y ambos el extremo que se jala y el que se arrastradebern de ser monitoreados para verificar un movimiento continuoy suave. Cuando el equipo de jalado pueda exceder le valorFTP de la tubera, instale un elemento dbil en el extremo quese jala de la tubera de polietileno. Este dispositivo deber de serpuesto para bajar el nivel de FTP. Una tramo de tubera de PE delmismo dimetro con menor espesor de pared o de menor dimetro,que nos de el FTP se pueden usar como fusibles.

Dado que la fuerza de jalado provocar que la tubera se elonge, elextremo que se est jalando se deber colocar entre un 3% a 5%,de la longitud total de la lingada, mas all del punto objetivo determinacin, y el extremo que se arrastra deber de ser dejado conuna longitud igual que la anterior. Las conexiones finales debernde ser hechas al da siguiente del jalado, para permitir que latubera se recupere del esfuerzo aplicado, y que se contraiga a sulongitud definitiva. La longitud extra en ambos extremos, aseguraque la tubera no quedar corta para cubrir la distancia realmarcada en el proyecto.

Tabla 31 Valores Aproximados de FTP A

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Material Esfuerzo Aproximado de Tensin al Cede, TY, a la Temperatura deltubo

73 F (23C) 100 F (38C) 120 F (49C) 140 F (60C)

HDPE 3200 lb/in2

(22.1 MPa)2910 lb/in2

(17.4 MPa)2365 lb/in2

(13.7 MPa)2015 lb/in2

(14.3 MPa)

Factor deTemperatura

1.00 0.91 0.74 0.63

Dimetro IPS FTP A, lb

SDR 17 SDR 13.5 SDR 11 SDR 9

1/2 235 280

1/4 378 4511 575 687

1 - 1/4 916 1,095

1 - 1/2 1,200 1,434

2 1,875 2,241

3 2,728 3,380 4,072 4,867

4 4,510 5,587 6,732 8,045

6 9,774 12,109 14,591 17,437

PERFORACIN HORIZONTALLa perforacin horizontal o perforacin de caminos se usa parainstalar tuberas o canalizaciones debajo de caminos o estructuras,donde abrir una cepa es difcil o poco prctico. Con este mtodo seperfora un barreno y posteriormente se instala la tubera de PE.Normalmente es necesario excavar cajas para la entrada y lasalida. Los barrenos se abren normalmente con un husillo rotatorioque opera dentro de un envolvente metlico. El husillo sobresaleun poco en el frente del envolvente, y ambas partes vanavanzando simultneamente hacia la caja de salida. Normalmenteel envolvente se queda en el barreno como una camisa o bien seinserta un tubo metlico, que va desplazando al envolvente delperforador.Cuando se instala en una camisa, la tubera de polietileno condimetro exterior controlado, no requiere de piezas separadoras(centradores) para aislamiento elctrico con la camisa metlica. Elpolietileno no es conductor y no afectar la proteccin catdica dela camisa. Si instalamos la tubera de PE serpenteada dentro dela camisa, se facilitar que esta, se acomode a los cambios delongitud que podrn presentarse por cambios de temperatura. Si seusan centradores, estos facilitarn que las cargas de empuje,producidas por la expansin trmica, trabajen sobre los extremosdel encamisado, lo que puede debilitar o romper los sellos de losextremos de la camisa y la tubera de PE.

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Dimetro IPS FTP A, lb

SDR 17 SDR 13.5 SDR 11 SDR 9

8 16,566 20,523 24,730 29,55310 25,735 31,882 38,416 45,91012 36,202 44,849 54,041 64,58214 43,648 54,073 65,156 77,86616 57,010 70,627 85,102 101,70218 72,153 89,387 107,707 128,71720 89,077 110,354 132,972 158,91022 107,784 133,528 160,896 192,28124 128,271 158,910 191,480 225,530

A Los valores de la FTP en la tabla son a 73 F y para una hora o menos de laduracin del jalado, usando un valor de 3200 psi. Para el Esfuerzo de Tensin alCede. Dependiendo de la aplicacin, ajuste el valor FTP a la temperatura yduracin del jalado o ambas. Para temperaturas elevadas, multiplique el valorFTP por el factor de la temperatura de la Tabla 30; para una de duracin dejalado de 1 y 12 horas, multiplique el valor FTP por 0.95; y para una duracin deentre 12 y 24 horas, multiplique el valor FTP por 0.91.

A Menos que la presin externa del nivel fretico pueda colapsar latubera de PE (Ver Tabla 14), no es necesario rellenar con grout elespacio anular. La tubera PE debe de protegerse contra esfuerzosde corte y curvado en la entrada y salida de la camisa. Cuando se jala la tubera de PE dentro de la camisa, no se deberde exceder la ATL correspondiente.

PERFORACIN DIRECCIONALLa perforacin dirigida, hace uso de equipos que permiten dirigir labarrena perforadora en el terreno a lo largo de una rutapreviamente trazada y que permite rodear o evitar posiblesobst*culos que se pueden presentar en el camino, como puedenser ros, lagos, o zonas de alta concentracin de servicios. Comoen la perforacin horizontal, la perforacin direccional pude usarsepara instalar encamisados o bien instalar directamente seccioneslargas de tubera Driscoplex.

Al irse perforando el barreno, una barrena metlica va haciendo elcorte del terreno, unida a una seccin de barras de acero huecas.Por el interior de las barras se inyectan lodos de perforacin queayudan a enfriar el cortador, sacar la tierra excavada y lubricar elcorte. En la parte final de la perforacin, la seccin de barras deacero y el cortador se orientan en un cierto ngulo hacia lasuperficie. En la caja de salida se retira la cabeza de corte y en sulugar se coloca una rima o ensanchador. En la misma rima sepuede acoplar la tubera que va a ser insertada al momento de irampliando el barreno piloto, que se taladro previamente. Cuandolas fuerzas de jalado pueden exceden la FTP para la tubera PE,se puede colocar un fusible, entre la rima y la tubera, con otratubera o material que evite que se sobrepase la tensinespecificada para el dimetro de tubera que se va a colocar.Mientras se va jalando de regreso las barras de perforacin, la rimava ensanchando el barreno y se va insertando el tubo de PE. Paraprevenir dao al tubo PE durante el retro ensanchado, elmovimiento de la tubera y la fuerza de jalado se debern demonitorear y asegurarse de que los valores no excedan la ATL dela tubera. Informacin sobre la perforacin direccional seencuentra disponible en el ASTM F 1962 y Las Notas Tcnicas dePerformance Pipe PP 800-TN.

EncamisadoEl encamisado o insercin para rehabilitacin, es una camisa de

tubera Driscoplex de menor dimetro que el dimetro interior dela tubera a rehabilitar. En la Tabla 9 se pude ver los flujos

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comparativos para tuberas de cermica y de concreto rehabilitadaspor el encamisado de la tubera de Driscoplex.Las instalaciones con encamisados puede estar sujetas a cambioslongitudinales por temperatura. Los encamisados de pared delgadaen drenajes, se pueden colapsar si la carga hidrosttica externa esalta, debida a altos niveles freticos o por inundaciones. Laresistencia al colapso por cargas hidrostticas externas, se puededeterminadas para un determinado espesor de pared delencamisado. Ver Tabla 14.La figura 38 ilustra un encamisado para drenaje sanitario. Anteshacer el encamisado, el drenaje deber de limpiarse, eliminar todaslas races y escombro del interior. Inspeccin por video tambin sepuede usar para localizar las conexiones de servicio,desalineamientos y deterioro estructural. En general, lasconexiones de servicio; el registro de jalado, reas muydeterioradas, desalineamientos significativos y curvas mayores a11-1/4 requerirn de excavacin. Los pozos de visita se usannormalmente como cajas de jalado. Para mas informacin vea elASTM F 585 Prcticas Estndar para la Insercin de Tubera dePolietileno Flexible en Drenajes Existentes y el Manual deIngeniera de Performance Pipe.El encamisados con tubera Driscoplex, puede usarse para latubera con o sin presin y puede ser instalada por empuje o jaladoo una combinacin de ambas. Para el mtodo de jalado, el espacioanular entre el dimetro interior de la tubera a reparar y la nuevatubera que se va insertar deber de ser de mnimo el 10% o masdel dimetro interior de la tubera original. Para hacer unencamisado por empuje el espacio anular deber de ser entre un10 y un 30%. La fuerza de tensin que se aplique con el mtodo dejalado no debe de exceder la FTP para la tubera.Los encamisados con tubera Driscoplex tambin puede serempujado usando una malla de tela alrededor del encamisado,enganchado al bote de una retroexcavadora como se ilustra en laFigura 40.Despus de la instalacin del encamisado, las conexiones deservicio son reconectadas. Normalmente se requiere deexcavaciones localizadas para este fin. Cualquier tipo de silleta dederivacin, que sea adecuada para el servicio, puede ser usada.Para una toma de derivacin mecnica, como una silleta conbandas o un Inserta-Tee (Figura 41), la corona de la tuberaoriginal debe ser removida, para tener acceso a la lnea nueva. Lacaja excavada y el tramo de tubo viejo removido, debern de ser losuficientemente amplios para el que el personal y el equipomaniobren cmodamente.

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Figura 39 Cabezas de Jalado para Encamisado.(Estas cabezas de Jalado no son adecuadas para PerforacinDireccional)

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Cabeza de Jalado Fabricada de Acero

Cabeza de Jalado Tipo Reduccin o Tapn de PE

AtornilladoArgolla Giratoria (loca)

Argolla Giratoria (loca) Fusionar al Encamisado

Ancho Igual- Dedos y Cuas

Fusionar al Encamisado

Marcar y Retirar Cuas

Perfore Barrenos en los Dedos; Pase uncable de de cuerda a travs de cada Dedoy Amarre al Anillo de Jalado.

Anillo de Jalado

1 1/2 DMin.

D

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Figura 40 Tcnica de Encamisado, Usando el Bote de unaRetroexcavadora

Figura 41 Inserta-Tee

Una vez que la conexin de servicio se termina, el espacio anularentre las dos tuberas deber de ser sellado para prevenir lamigracin del relleno y la caja deber de ser rellenada. El espacioanular puede ser sellado usando un sello mecnico, grout, concretoo suelo-cemento estabilizado Clase I o II. En el punto deexcavacin el relleno inicial es usualmente suelo-cementoestabilizado Clase I y II, tierra compactada Clase I o II o concreto.Se debe de tener cuidado para asegurar que las zonas deacostillado estn llenas y compactadas.

Malla de Tela alrededor del Encamisadoy Enganchado al Bote

Encamisado

Anillo Inseta-Tee

Banda SujetadoraEmpaque

Tubo

Tcnicas Patentadas de Rehabilitacin sin Abrir ZanjasLas tcnicas de rehabilitacin patentadas sin zanja, tpicamenteemplean tecnologas que estn y que se usan bajo licencia, ascomo el equipo que se usa, por ejemplo para reemplazar un tubo(rompimiento de tubos) o rehabilitacin con reduccin temporal deldimetro exterior (encamisado con apriete por expansin).AVISO: Debido a que las tcnicas de rehabilitacin patentadassin zanjas, pueden aplicar esfuerzos inusuales durante lainstalacin, y dado que la instalacin esta fuera del alcance dePerformance Pipe, Performance Pipe no asume ningunaresponsabilidad por los productos instalados usando estastecnologas.

ROMPIMIENTO DE TUBOEn la tcnica de rompimiento de tubo, una cabeza rompedora secoloca a la parte frontal de la tubera de polietileno. Cuando se jalaen la tubera a rehabilitar, la cabeza rompedora va fracturando latubera vieja y expandiendo el barreno y simultneamente se vainsertando la nueva tubera de PE. Con el rompimiento de latubera, se puede incrementar la capacidad de la tubera original, alusar la tubera vieja solo como canalizacin para agrandar laseccin circular e insertar una nueva tubera de mayor dimetroque la original. Como la tubera original ha sido destruida durantela instalacin, la nueva tubera deber de ser diseadaestructuralmente para resistir las cargas estticas y dinmicas.Este mtodo est limitado a que exista una tubera que rgida(PVC, Asbesto-Cemento, etc.) que pueda ser fracturada, as comoque el terreno circundante permita realizar la expansin necesariapara inserta la nueva tubera.

ENCAMISADO CON REDUCCIN DE DIMETROLas tcnicas de encamisado que insertan un nuevo tubo en unodaado, generalmente emplean mtodos para reducirtemporalmente el dimetro de la camisa por mtodos mecnicoscomo rolado o doblado del tubo u otras tecnologas. El dimetroreducido temporalmente de la camisa se inserta, jalndola en latubera daada, una vez en posicin se deja que la camisarecupere su dimetro exterior normal; el resultado final ser que lacamisa se pega fuertemente a la tubera daada, con lo que serecupera la hermeticidad de la lnea, pero la resistencia estructuralde la misma est en funcin de la tubera vieja. Con esteencamisado se maximiza la capacidad de flujo de la lnea

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rehabilitada y minimiza la excavacin, pero, las derivaciones deservicio no sern siempre a prueba de fugas.

INSTALACIONES SUPERFICIALESLas instalaciones superficiales de tubera Driscoplex,normalmente requiere uniones resistentes a los esfuerzos de jaladocomo: uniones fusionadas, adaptadores tipo brida y unionesmecnicas con insertos rigidizadores. Las primeras premisas deinstalacin se enfocan a considerar las expansiones ycontracciones trmicas y para controlar el esfuerzo de curvado, ascomo la tensin que se tenga al soportarla en estructuras rgidas.El calor de los rayos del sol puede originar que se debaajustar el valor de presin nominal de la tubera por efectos detemperatura.Bajo el sol de verano, la tubera de polietileno acta como uncuerpo negro, y puede alcanzar temperaturas de hasta 140 F. Eninvierno se puede congelar en temperaturas bajo cero. Comorespuesta a cambios extremos de temperatura, la tubera depolietileno se expandir y se contraer, tanto en el dimetro, comoen la longitud. Para tuberas muy largas, los cambios en la longitudpueden ser bastante importantes. Vea el Manual de Ingeniera dePerformance Pipe para informacin del diseo.El cambio de longitud por efectos trmicos se puede absorbermediante la deflexin lateral y la formacin de curvas para laexpansin, con esto se permitir que la tubera serpentee a cadalado. Las juntas de expansin no se recomiendan para lneasde PE.Las tuberas en la superficie se debern de colocar en un lechosuave y uniforme, lo suficientemente ancho para acomodar elmovimiento de deflexin lateral. El lecho deber de ser libre depiedras, escombros y dems objetos que puedan daarla. Sebuscar que la lnea tenga un soporte continuo, pero pequeosbaches o huecos se pueden cruzar si estos son menores a ladistancia mnima ente soportes para la tubera (Tabla 13). Si serequiere cruzar espacios mayores, se requerir de soportesestructurales.Los soportes en estructuras rgidas y las conexiones debende protegerse contra esfuerzos de curvado excesivos, de locontrario se pueden presentar fallas. Las conexionesfabricados de 16 IPS o mayores se considerarn comoestructuras rgidas y debern de protegerse. Las conexionesbridadas entre lneas de PE, o conexiones bridadas a otrastuberas de materiales rgidos, vlvulas y mecanismos oestructuras deben de ser protegidos contra esfuerzos porcurvaturas en la conexin. Ver Figuras 34 y 42.

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Figura 42 Proteccin para Curvatura para Tees Superficiales

Las vlvulas u otros dispositivos pesados deben de ser soportadosestructuralmente de manera independiente de la tubera y lasconexiones de PE deben de protegerse contra esfuerzosexcesivos. La estructura deber montarse en la cimentacin delsoporte, con este arreglo podr dar el apoyo necesario a laconexin como se aprecia en las Figuras 34 y 42.Una tubera en la superficie se expandir y contraer con loscambios de temperatura, y se mover a los lados de la lnea decentro. Si es necesario confinar este movimiento, en general, latubera podr de ser colocada entre postes espaciados a cada 50pies. La distancia entre los postes de cada punto de restriccindeber de ser de al menos 2 veces el dimetro de la tubera. Enalgunos casos un montculo de un lado de la lnea y postes del otrolado y servir para el mismo propsito.Ocasionalmente, una tubera en la superficie puede ser colocadaen paralelo a un montculo. Para soportar la tubera, se usanpostes o soportes espaciados segn las recomendaciones. Latubera es amarrada a los postes con cuerdas, que abarquencuando menos medio dimetro de la tubera.Con el uso de amarres tambin se puede soportar a una tuberaque corre verticalmente en el montculo. La parte superior deberde protegerse estructuralmente contra los esfuerzos de curvatura yse usarn bridas para este fin.

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Extremos de la Tubera Sujetosa la Estructura

Estructura Interconectaday Atirantada

2DTip.

Extremos de la Tubera Sujetosa la Estructura

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En una distancia apropiada, despus de la parte superior, seusarn un par de bridas para hacer otro amarre de sujecin. Lascuerdas, bridas y postes de soporte pueden ser instalados tantocomo necesite a lo largo de al tubera.

INSTALACIONES AREASComo en las instalaciones superficiales, las instalaciones areasde tubera Driscoplex normalmente requiere de unionesresistentes a los esfuerzos de jalado. Y de igual manera esimportante considerar el acomodo de la expansin y contratacintrmica, as como controlar el esfuerzo de curvatura de lasestructuras rgidas (que de definieron con anterioridad). Elcalentamiento producido por el sol sobre la tubera, puedeinducir a reclasificar la tubera por efectos de temperatura.Las tuberas areas pueden estar soportadas en racks o colgadas

en estructuras. Los racks deben ser lo suficientemente anchos paraacomodar la deflexin por la expansin trmica. Si el rack esdemasiado angosto, la tubera se puede expandir tanto que puedecaerse de este o salirse por los lados, o puede ocasionar daos aotras tuberas adyacentes. Las juntas de expansin generalmenteno trabajan adecuadamente de con la tubera de polietileno y suuso no se recomienda. La tubera de polietileno tiende a flexionarselateralmente en vez de generar un empuje contra la junta deexpansin. En tubera presurizada, las juntas de expansinsimplemente se expandirn generando una mayor deflexin en latubera.Los travesaos del rack que soportan la tubera, debern de estarespaciadas de acuerdo a las recomendaciones para la tubera ouna distancia menor (Tabla 31). Ver el Manual de IngenieraPerformance Pipe para informacin en el diseo de racks y deexpansin y contraccin trmica.Las figuras 43 y 44 ilustran ejemplos de diseo del racks. Lastuberas sujetas en el centro se flexionarn a los lados conrespecto a la lnea de centro. Las anclas de sujecin debernpivotear con la deflexin de la tubera. Las tuberas ancladas porun lado se flexionarn solamente hacia un lado y las anclaspueden se quedar fijas.

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Figura 43 Rack de Tuberas, Anclada en el Centro

Figura 44 Rack de Tuberas, Anclada Lateralmente

Cuando se instalan en racks, las tuberas son colocadas con unadeflexin lateral inicial para que la flexin adicional sea hacia elmismo lado. Alguna deflexin se presentar cuando la tubera secontraiga al alcanzar la mnima temperatura anticipada.Se deber instalar un poco mas de tubera (que ser flexionada)para que la contraccin a temperaturas bajas no enderecetotalmente la lnea. Determine el cambio en la longitud, !L, para elcambio de temperatura, entre la del ambiente al momento de lainstalacin, y la temperatura mnima esperada, aadaaproximadamente el 10% como factor de seguridad; despusaada esta longitud a la distancia entre los puntos de anclaje, L. Lalongitud de la tubera expandida puede ser determinada de laformula:

Espaciado de los Soportes

Puntos de Anclado

Anchodel Rack

Deflexin Instalada

Deflexin Por Expansin

Espaciado de los Soportes

Puntos de Anclado

Anchodel Rack

Deflexin Instalada

Deflexin Por Expansin

LP = L + 1.1 !LDonde:

LP = la longitud de la tubera con expansin trmica, ft.

Figura 45 Instalacin de Tubera con Deflexin

INSTALACIN SUBACUTICAEn las tuberas subacuticas se deber considerar la instalacin decontrapesos (muertos) para prevenir la flotacin. Ver loscontrapesos para sumergir la tubera en los captulos anteriores ola informacin de diseo en el Manual de Ingeniera PerformancePipe. Los muertos se pueden instalar en tierra firme o en balsassobre el agua. La lnea se arrastra con flotadores, se coloca enposicin y luego se procede a hundir. Los diseos de loscontrapesos tpicos permiten que la tubera llena de aire flote conlos muertos instalados, taponando los extremos de la tubera. Conflotadores temporales, como barriles amarrados a la lnea, sepuede controlar el hundimiento si el diseo requiere decontrapesos muy pesados.En la orilla, la instalacin de los muertos puede facilitarse, si seinstala una rampa para deslizar la tubera lastrada en el agua.Sobre el agua, se pueden usar gras montadas en balsas paralevantar y mover los lastres y la tubera. Se deber de tener sumocuidado de no torcer o colapsar la tubera.Una vez que lastrada la tubera, se coloca en posicin con equipomarino o usando cables para jalarla. Un sistema temporal deanclado se puede usar para mantenerla en posicin durante elhundimiento. Para hundir la tubera se inyecta agua por el extremoque est en la orilla, mientras que el aire sale lentamente por elotro. No se debe permitir que el agua corra en toda la longitud dela tubera. El extremo en la orilla deber de ser levantado para

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LP

L

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crear una curva en U en la que el agua se mueve en la tuberahacia abajo, mientras esta se hunde. El extremo por el que seventea el aire se deber levantar un poco para evitar la entrada deagua. La velocidad de venteo del aire controla la entradas de aguaen la tubera. La velocidad de hundimiento debe de ser controladapara que la tubera no se curve demasiado y se pueda colapsar.Si la tubera se va a enterrar en el fondo del lecho acutico, todaslas excavaciones debern de ser hechas antes del hundimiento.Para ayudar en el posicionamiento, el relleno subacuatico que seuse deber ser tierra gruesa como grava o piedra triturada. Si senecesita de proteccin adicional, rpidamente se deben colocarmateriales como piedras o pavimento fracturado, como relleno final.

INSPECCIN Y PRUEBA

Evaluacin de DaosSe pueden presentar daos durante la construccin, el manejo o lainstalacin. Un dao grave puede comprometer el funcionamiento ydesempeo del sistema de tubera. La tubera y conexionesdaadas se debern inspeccionar para determinar si el dao afectael desempeo del sistema. Las siguientes guas se pueden usarpara hacer un recuento de los daos.Para los sistemas de tuberas a presin Driscoplex, un dao odesalineamiento en la fusin mayor al 10% del espesor mnimo dela pared necesaria para la presin de trabajo del sistema essignificativo. Si la lnea va a operar a la presin nominal para el RDde la tubera, el dao mximo permitido es el equivalente al 10%del espesor de pared mnimo de la tubera. Por el otro lado, si latubera va a operar a presiones inferiores a la nominal, dichoporcentaje podr ser mayor.La forma del dao tambin es importante y debe de serconsiderada. Para daos pequeos donde la profundidad no esexcesiva, cortes y golpes afilados, se debern de emparejarsuavemente hasta que la base del dao. Otros daos comopequeos golpes o raspones no requieren de atencin. La abrasinoriginada al arrastrar la tubera o en los procesos de insercin noson de de cuidado.

Las conexiones y la tubera que tienen daos por un largotiempo de servicio no debern de ser instaladas. Los daoscausados despus de la instalacin pueden requerir que latubera o las conexiones daadas se deben de reemplazados.

Las raspaduras y ralladuras no pueden ser reparadasrellenndolas con soldadura por extrusin o con airecaliente. La seccin daada deber de ser removida yreemplazada.

Fusiones hechas in apropiadamente no pueden serreparadas. Fusiones defectuosas o desalineadas deben de sercortadas y hacerlas nuevamente desde el principio. Las fusionestipo socket y electrofusiones mal hechas, se debern quitar yreemplazarlas. Derivaciones con silletas mal colocadas, sedebern de cortar retirando parte de la lnea principal, o si latubera principal no esta daada, eliminar la descarga de lasilleta de derivacin y colocar una nueva en otra seccin de lalnea principal. Los accesorios de fusin a socket no se puedenrehusar.

Las conexiones rotas o daadas no se pueden reparar.Debern de ser quitadas y reemplazadas.

Tubera colapsada no se deber usar e instalar y no puedeser reparada. Tubera colapsada se deber quitar yreemplazada.

La tubera daada durante el cierre de flujo, medianteprensas, por una emergencia no puede ser reparada. Latubera daada durante el prensado en una emergencia sedeber quitar y ser reemplazada.

Prueba de HermeticidadSi por el alcance del contrato se deben realizar pruebas dehermeticidad, ests se debern de llevar a cabo segn lasrecomendaciones de la Nota Tcnica PP-802 de Performance Pipe.Las pruebas de hermeticidad no se debern de confundir con laspruebas de resistencia a la presin. Las pruebas de hermeticidadutilizan un fluido presurizado con el propsito de encontrara fugasen el sistema de tubera.Las pruebas de presin son usadas con algunos materiales detubera para verificar la capacidad a la presin del sistema detuberas. La resistencia a la presin de la tubera de polietileno estbasada en pruebas de presin sostenida a largo plazo, no en laspropiedades del material a corto plazo. Para la tubera depolietileno, las pruebas de presin a corto plazo no pueden verificarel comportamiento del material a largo plazo y por lo tanto estaspruebas de corto plazo no pueden usarse para predecir elcomportamiento del sistema a la presin.Para la prueba de hermeticidad se prefiere el uso de lquidos como

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agua limpia ya en un evento de falla, liberarn menos energa queotros fluidos gaseosos. Durante una prueba de hermeticidad, sesuministra cierta cantidad de energa (presin interna) paraproducir el esfuerzo interno en la seccin a ser probada. Si el fluidoque se usa para la prueba es un gas compresible, la energa seusar para comprimir el gas y para generar el esfuerzo interno enel rea a probar. Si ocurre una falla catastrfica en la pruebaneumtica, la energa empleada para producir el esfuerzo en lapared interna de la tubera y la usada para la compresin sonliberadas de manera explosiva. En el caso de una prueba que usaun fluido lquido no compresible como medio para la prueba, laenerga que se liberara es solamente la usada para aadir elesfuerzo interno a la tubera.PRECAUCION: El riesgo de muerte o heridas graves estpresente en el caso de una falla en las uniones o conexiones,durante las pruebas de hermeticidad con lquido o gas apresin. Mantenga a todas las personas a una distanciasegura durante la ejecucin de las pruebas. La seccin de latubera que se este probando, se debe supervisada todo eltiempo que dure la prueba.Asegrese que toda la tubera este sujeta, para evitar todomovimiento posible y prevenir una falla catastrfica en lasuniones o conexiones. En lneas presurizadas, al presentarseuna falla en una unin o conexin defectuosa, estas se puedenseparar de manera violenta y peligrosa de la tubera y/o de suspartes. Uniones hechas correctamente no tendrn fugas.Fugas pequeas en las conexiones o fusiones puedenpreceder una falla catastrfica. Nunca se acerque o trate dereparar estas fugas mientras la seccin se encuentrapresurizada. Siempre despresuric la tubera antes de hacerreparaciones.

GUAS DE OPERACIN

Desinfeccin de Tuberas PrincipalesLos procedimientos aplicables para desinfectar tuberas de aguapotable nuevas y reparadas son presentados en estndares comoel ANSI/AWWA C651, Desinfectando de Tuberas Principales deAgua. El ANSI/AWWA C651 usa cloro lquido, hipoclorito de sodioo hipoclorito de calcio para la desinfeccin qumica de las tuberasde agua. Las soluciones de cloro no debern de exceder el 12%de concentracin de cloro activo, ya que concentraciones mayorespueden atacar qumicamente y degradar la tubera de PE.

Manual de Campo



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LimpiezaLas tuberas que operan a baja velocidad de flujo (alrededor de 2ft/sec o menos) facilitan que los slidos se depositen en la partebaja de la tubera. El polietileno tiene una superficie lisa, que no semoja y que resiste a la adherencia de estos depsitos desedimento. Si la tubera est sujeta a incrementos importantes deflujo ocasionales, la mayora de la sedimentacin ser removida delsistema en estos cambios de flujo. Si se requiere hacer limpieza,estos depsitos de sedimento se pueden eliminar usando agua aalta presin.Existen varios servicios comerciales de limpieza con agua a altapresin. Usualmente se usan boquillas de agua de alta presin deuna cabeza lavadora que es movida a lo largo de la tuberausando cables.Los sistemas de tubera a presin se pueden limpiar con el procesode agua a presin con boquillas o bien se puede usar cuerposflexibles llamados diablos (pigs en ingls), estos son una especiade bala de plstico que es forzada con la presin por el interior delas lneas, para esto se usa agua o aire a presin. Para lanzar yatrapar los diablos se usan registros en la tubera diseados paraestas funciones.Un punto de lanzamiento de diablos es una Yee o un carreteremovible. En la Yee, el diablo es acomodado en la derivacin,despus se introduce la presin en esa misma pieza, en la partetrasera del diablo con lo que se logra impulsar la pieza a travsde la tubera. Una forma de hace el lanzado del diablo sera;instalar el diablo en la Yee, despus instalar la Yee temporal en latubera, una vez colocada la yee, proceder a presurizar y lanzarlo.Un receptor de diablos en una canasta o cualquier dispositivo alfinal de la lnea que reciba el cerdo cuando salga de la tubera. Undiablo puede salir de la tubera con bastante velocidad y conuna fuerza considerable. Un receptor proporciona un modoseguro de atrapar el diablo cuando salga de la tubera.Diablos suaves deben usarse para tuberas de polietileno. Losdiablos tipo raspador o cubeta pueden daar seriamente latubera y no debern de ser usados. Existen empresas que sededican a limpiar tuberas usando diablos, si se requiriera de esosservicios.

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