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M A N U A L T E C N I C O
Tubosistemas para Acueducto BIAXIAL® de PAVCO
Indice General
Tubosistemas BIAXIAL® de PAVCO................................................................................... 4
Tecnología......................................................................................................................... 4
Características.................................................................................................................. 5Resistencia .................................................................................................................. 5Fortaleza ...................................................................................................................... 7
Propiedades...................................................................................................................... 11Normas ........................................................................................................................ 11
Portafolio............................................................................................................................ 12Tuberías BIAXIAL® de PAVCO ..................................................................................... 12Accesorios BIAXIAL® de PAVCO ................................................................................. 13
Diseño ............................................................................................................................... 16Diseño Hidráulico......................................................................................................... 16Cálculo del Golpe de Ariete......................................................................................... 21Diseño de Anclajes....................................................................................................... 22Diseño de Curvatura Longitudinal ............................................................................... 23
Cálculo de la Cimentación................................................................................................. 26
Guía de Instalación........................................................................................................... 27Recepción, Transporte, Almacenamiento y Manipulación ........................................... 27Instalación .................................................................................................................... 28
Acometidas Domiciliarias.................................................................................................. 31
Pruebas............................................................................................................................. 31Prueba Hidrostática ................................................................................................... 31Prueba de Hermeticidad .............................................................................................. 32Limpieza y Desinfección .............................................................................................. 33
3
Tubosistemas BIAXIAL® de PAVCOpara Acueducto
Tecnología
El Policloruro de Vinilo, PVC es el plástico por excelencia, básicamente inerte y
virtualmente indestructible.
El desarrollo de la tecnología industrial ha permitido la manufactura en masa de
este polímero para múltiples aplicaciones.
En la fabricación de Tuberías para acueducto, tradicionalmente se ha trabajado
con el PVC Rígido, PVC-U, en su estado polimérico normal, rígido sin plastificar
brindando características muy exitosas en el uso específico.
Detrás de este éxito y crecimiento, hay un continuo desarrollo como el avance
tecnológico de los procesos de fabricación, mejoramiento de los sistemas de
unión, mejoramiento de calidad y ensayos, así como desarrollos en el
conocimiento fundamental de la estructura de la molécula de PVC.
Ese conocimiento de la estructura misma de la molécula en la formación del
producto, permite desarrollar sistemas y procesos de fabricación de alta
tecnología para orientar las moléculas de PVC-U dentro del proceso mismo de
fabricación de los tubos y así obtener tubos de características superiores, el
Super PVC, BIAXIAL® de PAVCO, la mejor tecnología disponible hoy para uso en
acueductos.
La tecnología BIAXIAL® de PAVCO es la tecnología por medio de la cual se
estiran en línea las moléculas del polímero, obteniéndose su orientación, en el
sentido circunferencial y longitudinal, generando planos de orientación molecular,
una real estructura laminada, en capas, incrementando significativamente la
resistencia mecánica y fortaleza del material.4
CaracterísticasGracias a la reorganización de las moléculas, BIAXIAL® de PAVCO mejora las
características del PVC-U, aumentando su resistencia y fortaleza.
Resistencia
La máxima tensión a la falla. Es la habilidad de las tuberías de resistir la rotura
debido a la presión interna.
Al ser orientadas las moléculas en las Tuberías BIAXIAL® de PAVCO, éstas pueden
soportar más “carga”. La fuerza requerida para tensionar la estructura molecular
orientada es mucho mayor, la carga es soportada por las fuerzas atómicas dentro
de las cadenas moleculares. La fuerza requerida para estirar las moléculas ya
estiradas, es mucho mayor.
✓ Resistencia a la Tensión
El gráfico a continuación muestra el incremento en resistencia a la tensión en el
sentido diametral de BIAXIAL® de PAVCO respecto al PVC-U
5
Para BIAXIAL® de PAVCO la resistencia última a la tensión es de 11.600 psi., para
PVC-U es de 7.600 psi. El incremento es del 50% aproximadamente, debido a la
biorientación de las moléculas.
✓ Resistencia Hidrostática
El esfuerzo máximo de servicio en los materiales plásticos, depende del tiempo.
Es por esto necesario definir el esfuerzo máximo de servicio en un tiempo de vida
útil. Se ha escogido para los plásticos, 50 años. Este tiempo puede ser mayor,
dependiendo del factor de seguridad.
Para conocer el comportamiento del material en los 50 años se toman muestras
de Tubería y se hacen ensayos de rotura desde 60 segundos hasta 10.000 horas
a 23°C. Estos datos se grafican usando escala logarítmica y los 50 años son
obtenidos por análisis de regresión de acuerdo con la ASTM D 2837.
BIAXIAL® de PAVCO está diseñada de acuerdo con la ASTM F 1483, con :
LTHS: Resistencia Hidrostática a Largo Plazo, tensión estimada en la pared
de la Tubería en la dirección diametral que aplicada en forma
continua causará falla a las 100.000 horas
HDB: Base Hidrostática de Diseño, categorización de LTHS
SF: Factor de Seguridad, (diseño)
HDS o S: Presión Hidrostática de Diseño, la tensión estimada en la pared de
la Tubería en la dirección diametral generada por la presión
hidrostática que puede ser aplicada en forma continua con un alto
grado de certeza de que la Tubería no va a fallar.
HDS=HDB/SF
PR: Rata de Presión. La presión estimada máxima que el medio puede
causar en la Tubería con un alto grado de certeza de que la Tubería
no va a fallar.
La relación con HDS,
Ecuación ISO:
PR=2HDS/RDE-1,
con RDE=t/DE dónde t es espesor mínimo de pared y DE, el diámetro
exterior.
Descripción
LTHSHDBSFHDSPR
PVC U BIAXIAL® DE PAVCO
3.830 a 4.800 psi4.000 psi22.000 psi200 psi, RDE 21160 psi, RDE 26
6.810 a 7.920 psi7.100 psi23.550 psi200 psi, RDE 32.5160 psi, RDE 40
6
Fortaleza
Los planos moleculares biorientados que se generan en el proceso de biorientación aumenta considerablemente su fortaleza.
Estos planos responden a las fallas en forma “independiente”, sin transmitir la falla a los planos siguientes. Esta fortaleza se
ve reflejada en la resistencia a la fractura frágil. Es la resistencia al daño externo por impacto y a la propagación lenta de
fracturas. Es respuesta dúctil en el evento de fallas.
✓ Resistencia a la Fractura Frágil
La estructura laminada, por capas, producto de la biorientación ofrece excelente
resistencia a la fractura frágil.
En la secuencia de fotos puede verse, como la Tubería BIAXIAL® DE PAVCO va
inflándose por efecto de la sobre presión interna, hasta obtenerse una rotura
dúctil. La Tubería es capaz de absorber sobre presiones causadas por lo efectos
del golpe de ariete.
✓ Resistencia al Impacto
Las Tuberías tradicionales en PVC-U pueden volverse propensas a la rotura
debido a golpes durante la manipulación y almacenamiento o por elementos duros
como rocas, próximos a la línea enterrada, esto es por impactos inadvertidos.
El requerimiento, de acuerdo con la ASTM F 1483 y el método de la ASTM D 2444
es que soporte una baliza de 9kg (20lb) lanzada desde una altura de 1,5m (5 pie)
para 4”, 2,3m (7.5pie) para 6” y 3,0 m (10pie), para 8”, 10”y 12”. Es decir 100, 150
y 200 lb-pie, respectivamente. Para Tuberías de 4’’ se exige una resistencia al
impacto de un 11% mayor al del PVC-U mientras que para Tuberías de 6’’, 8’’, 10’’
y 12’’ se exige un 25% más de resistencia al impacto comparado con el PVC-U
Si causamos una fisura a ambas Tuberías, PVC-U y a BIAXIAL® de PAVCO, de
una profundidad del 25%de su espesor y hacemos prueba de impacto con 80lb-pie
a cada una de ellas, vemos que el PVC-U se fractura en múltiples pedazos, en
cambio en BIAXIAL® de PAVCO solo se rompe la parte fisurada, no transmite la
fractura más allá del plano molecular biorientado fisurado previamente.
▼ RESISTENCIA AL IMPACTO▼ BIAXIAL® de PAVCO ▼ PVC - U
▼ RESISTENCIA A LA FRACTURA FRAGIL,SECUENCIA
7
✓ Propagación de Fracturas
La estructura laminada de BIAXIAL® de PAVCO evita la transmisión de fracturas
a través de la pared de la Tubería. PAVCO ha realizado el ensayo de comprobación,
simulando esta condición con fisuras a ambas Tuberías y sometiéndolas a tensión,
de tal forma que se abre el anillo 5 pulgadas y se puede comparar el
comportamiento de la fisura.
BIAXIAL® de PAVCO alcanza una fuerza máxima de tensión de 6.17 lb-f para una
abertura de 4.974’’ y para PVC-U de 7.83 lb-f para una abertura de
únicamente1.60’’. Para BIAXIAL® de PAVCO la fuerza es siempre creciente.
El diseño de producto y el desempeño en un sistema de Tuberías para transporte de fluídos, como el caso de los sistemas
de acueducto, depende del balance de estos dos criterios, Resistencia y Fortaleza. BIAXIAL® de PAVCO mejora
considerablemente estas dos características, ofreciendo ventajas y beneficios a los sistemas, como son:
Característica Beneficio
Mayor Resistencia Incrementa resistencia a la presión hidrostática y a latensión, permite reducir los espesores de pared.Mayor durabilidad. Tuberías más livianas para la mismapresión de servicio
Mayor Fortaleza Aumenta la resistencia al impacto a bajas temperaturas,mayor resistencia a la fractura frágil, mayor resistencia ala propagación lenta de fracturas.Los golpes causados durante la manipulación noconducen a daños en el corto o mediano plazo. Respuestadúctil. Es tolerante al maltrato.
Menor Espesor de Pared Mayor flexibilidad, menor peso, más fácil manipulación,beneficios para la salud y seguridad humana, seincrementa la capacidad de transporte de aguaAhorros en instalación y energía consumida para laoperación de los sistemas
Proceso en Línea Garantía de consistencia y calidad del producto.Confiabilidad. Mayor productividad. Entregas oportunas
Campana con hidrosello Elimina riesgo de desplazamiento del sello durante elinstalado en Fábrica ensamble confiabilidad
▼ BIAXIAL® de PAVCO ▼ PVC - U
Además, BIAXIAL® de PAVCO ofrece los beneficios propios de las Tuberías para Acueducto PAVCO tradicionales,8
✓ Resistencia Química a la Corrosión
Las Tuberías de PVC son inmunes a casi todos los tipos de corrosión, químicas y
electroquímicas, que pueden encontrarse en un sistema de Tuberías enterradas.
Efectos galvánicos y electroquímicos no existen en sistemas con Tuberías de
PVC, ya que el PVC no es conductor de la electricidad. Las Tuberías de PVC no
sufren daños por aguas o suelos agresivos, en consecuencia no requieren
protecciones catódicas, recubrimientos especiales o pinturas. Esto significa ahorro
en costos iniciales de los sistemas y garantía de larga vida de éstos, durabilidad.
✓ Resistencia a los Efectos Ambientales
TEMPERATURALa temperatura de operación tiene significación importante en el comportamiento
de las Tuberías de PVC, teniendo en cuenta que este es un material termoplástico.
Las Tuberías están diseñadas para operar a 23°C, como temperatura promedio.
Si la temperatura decrece, su rigidez y resistencia a la tensión incrementa, por lo
que su capacidad de presión y habilidad de soportar cargas aumenta, pero
simultáneamente, decrece su resistencia al impacto y su ductilidad decrece,
que implica mayor cuidado en el proceso de instalación y manipulación.
Si la temperatura aumenta, disminuye su rigidez y resistencia a la tensión, lo que
significa que debe tenerse mayor cuidado en la instalación y que su capacidad
de resistencia a la presión interna disminuye y debe tenerse en cuenta
anticipadamente en el diseño. Ver cuadro a continuación.
FACTORES PARA CORRECCION DE PRESION DE TRABAJOPOR AUMENTO DE TEMPERATURA
Temperatura °C (°F) Factor para MultiplicarPresión de Trabajo a 23°C
27 (80) 0,8832 (90) 0,7538 (100) 0,6243 (110) 0,5049 (120) 0,4054 (130) 0,3060 (140) 0,22
Tomado de Handbook of PVC Pipe UniBell
ATAQUE BIOLOGICOEs la degradación o deterioro causada por la acción de micro y macroorganismos.
El PVC no es atacado, ya que no sirve como nutriente a estos organismos. Esto
significa que no se requiere especiales consideraciones de instalación para
prevenir ataque biológico en sistemas de Tuberías de PVC9
CLIMALargas exposiciones a la radiación ultravioleta, UV, provenientes de la luz solar,
pueden causar deterioro en la superficie de las Tuberías de PVC. Este término es
llamado Degradación Ultravioleta. El deterioro causa disminución en la resistencia
al impacto, pero no afecta la resistencia a la presión. Las Tuberías de PVC no
son recomendadas para aplicaciones donde van a estar expuestas en forma
permanente a la luz solar, a menos que se provea alguna protección física como
pintura o recubrimientos.
ABRASIONAlta resistencia a la abrasión gracias a la resiliencia del compuesto de PVC. Supera
a todos los materiales convencionales.
FORMACION DE TUBERCULOSLos elementos incrustantes solubles, tales como carbonato de calcio, no se
precipitan en las paredes lisas de las Tuberías de PVC. Como las Tuberías de
PVC no se corroen, no se produce tuberculación
✓ Paredes Internas Lisas
Ofrecen baja resistencia al flujo, lo que permite mayores capacidades hidráulicas.
Dificultan la formación de biopelículas y facilitan su desprendimiento en las
operaciones de limpieza
✓ Peso liviano
Las Tuberías de PVC son más livianas, fáciles de transportar y manipular, así
como de instalar. No requieren equipos pesados. Esto permite ahorro en costos
y seguridad en los sistemas.
468
1012
7.4316.1827.3442.5959.77
14.2630.8952.41
100.00115.73
9.1620.0133.9852.9374.50
DiámetroNominal
pulg
BIAXIAL
PR 160psi
kg/tubo
UNIONPLATINORDE 26
kg/tubo
BIAXIAL
PR 200psi
kg/tubo
PESOS COMPARATIVOS APROXIMADOS
UNIONPLATINORDE 21
kg/tubo
HIERRODUCTIL
K7
kg/tubo
17.4237.8864.0399.79
140.72
93.70137.90182.50227.80273.60
10
PropiedadesCelda 12454 BIAXIAL® de PAVCO
Propiedades
MaterialPeso específicoResistencia al impacto (Izod)Resistencia a la tensiónMódulo de elasticidad en tensiónTemp. de deflexión bajo carga
Númerode Celda
Valores
1
2454
PVC1,41 gr/cm3
0,65 pie-Ibf/pulg7.000 psi400.000 psi158oF
Propiedades Mecánicas
0,39 j/m48.3 MPa2.758 MPa70oC
✓ Flexibilidad
Capacidad de acomodarse sin afectación estructural de las Tuberías a las
condiciones del terreno.
De acuerdo con la Norma ASTM F 1483, se hacen ensayos de aplastamiento, de
tal forma que las Tuberías no presenten evidencia de fractura al ser deflectadas
al 60% de su diámetro externo
✓ Baja conductividad térmica:
Propiedades que permiten que se use como aislante térmico
BIAXIAL® de PAVCO es la mejor opción para acueductos con Tubosistemasdúctiles, flexibles, más resistentes a la propagación de fisuras y livianos.
Normas
La Tubería BIAXIAL® de PAVCO es fabricada de acuerdo con la Norma ASTM F 1483.
Para las campanas la norma NTC 2295
Para los hidrosellos la norma NTC 2536
Recomendaciones de instalación, norma NTC 374211
136.73152.78168.23197.21227.36
468
1012
114.30168.28219.08273.05323.85
108.10159.08207.08258.05306.05
1.533.345.668.82
12.42
3.104.606.007.508.90
04910020020491202002049130200204914020020491502002
04910020010491202001049130200104914020010491502001
114.30168.28219.08273.05323.85
109.30160.88209.48261.05309.65
1.242.704.567.109.96
136.73152.78168.23197.21227.36
2.503.704.806.007.10
6.0
6.0
30
57
468
1012
Portafolio
Tuberías BIAXIAL® de PAVCO
Tubo
m
Campana
mm
Referencia DiámetroNominal
pulg
DiámetroExterior
mm
DiámetroInterior
mm
PesoAprox
kg/m
Espesor de Pared
Presión Nominal o de Trabajo a 23oCPR200 psi (RDE 37)*
mm
Longitud
PRODUCTO UNICAMENTE SOBRE PEDIDO*NOTA: EL RDE DE LAS TUBERIAS BIAXIAL NO CORRESPONDE AL RDE DEL PVC-U CONVENCIONAL12
Tubo
m
Campana
mm
RigidezTubería
psi
Referencia DiámetroNominal
pulg
DiámetroExterior
mm
DiámetroInterior
mm
PesoAprox
kg/m
Espesor de Pared
Presión Nominal o de Trabajo a 23oCPR160 psi (RDE 46)*
mm
Longitud RigidezTubería
psi
Las Tuberías se fabrican campana – espigo, con el hidrosello instalado en
fábrica, que garantiza adecuado ensamble en obra, evitando su
desplazamiento en el proceso de instalación.
CODOS GRAN RADIO 22.1/2O
ESPIGO X UNION BIAXIAL
DiámetroNominal
114168219273323
Referencia
15610191011561219101156131910115614191011561519101
457686
106713721600
mm
Rmm
468
1012
pulg.
CODOS GRAN RADIO 90O
ESPIGO X UNION BIAXIAL
DiámetroNominal
114168219273323
Referencia
15610231011561223101156132310115614231011561523101
457686
106713721600
686914
137217531981
mm
Rmm
Lmm
4681012
pulg.
CODOS GRAN RADIO 45O
ESPIGO X UNION BIAXIAL
DiámetroNominal
114168219273323
Referencia
15610211011561221101156132110115614211011561521101
457686
106713721600
406533711914
1067
mm
Rmm
Lmm
4681012
pulg.
CODOS GRAN RADIO 11.1/4O
ESPIGO X UNION BIAXIAL
DiámetroNominal
114168219273323
Referencia
15610171011561217101156131710115614171011561517101
457686
106713721600
279318406521559
mm
Rmm
Lmm
468
1012
pulg.
Lmm
305381508686762
Accesorios BIAXIAL® de PAVCOPR 200 psi Presión de trabajo a 23OC: 200 psi - 1.38 MPa
PRODUCTO UNICAMENTE SOBRE PEDIDO 13
NOTA:
Todos los hidrosellos de las Tuberías Biaxial están
fabricados bajo la especificación: 1/3 de SBR
(Stireno Butadieno Rubber) + 2/3 de Caucho
Natural.
ADAPTADOR PVC - AC UNION BIAXIAL
DiámetroNominal
114168219273323
Referencia
16210081011621208101162130810116214081011621508101
400457533610686
mm
Lmm
Amm
468
1012
pulg.
184216254298330
* UNIONES RAPIDAS
* No amparadas bajo el sello NTC 2295
COLLARES DE DERIVACION
Diámetro Nominal Referencia
15330251071533125107153372510615338251061534025104
60.3060.3069.9069.9087.31
mm
A
pulg.
2.3752.3752.7522.7523.437
156.80156.80210.30210.30279.20
X
6.1736.1738.2798.279
10.992
mm pulg.mm pulg.
114X 21114 X 26168 X 21168 X 26219 X 33
4 X 1/24 X 3/46 X 1/26 X 3/48 X 1
UNIONESUNION PLATINO X UNION BIAXIAL
DiámetroNominal
114168219273323
Referencia
15610591011561259101156135910115614591011561559101
406533610762762
mm
Lmm
Amm
468
1012
pulg.
184216254298330
CODOS GRAN RADIO 6O
ESPIGO X UNION BIAXIAL
DiámetroNominal
219273323
Referencia
156131610115614161011561516101
106713721600
214256293
mm
Rmm
Lmm
81012
pulg.
* No amparados bajo el sello NTC 2295
ADAPTADORES BIAXIALESPIGO X UNION BIAXIAL
DiámetroNominal
114 * 168
Referencia
15610061011561206101
381490
mm
Lmm
Amm
46
pulg.
184216
PRODUCTO UNICAMENTE SOBRE PEDIDO
UNIONES DE REPARACIONUNION PLATINO X UNION BIAXIAL
DiámetroNominal
114168219273323
Referencia
15610611011561261101156136110115614611011561561101
546660724864902
mm
Lmm
Amm
468
1012
pulg.
270318352432438
HIDROSELLOS DE CAUCHO BIAXIAL
DiámetroNominal
114168219273323
Referencia
04910330010491233001049133300104914330010491533001
133.50191.90245.60303.30359.84
mm
Lmm
Amm
468
1012
pulg.
19.1022.2025.4028.5834.04
DiámetroNominal
114168219273323
Referencia
15610631011561263101156136310115614631011561563101
420460490580670
mm
Lmm
468
1012
pulg.
14
✓ Accesorios Ensamblados
REDUCCIONES DE 4
DiámetroNominal Referencia
156363110115635311011563431101
Lmm
pulg.
783.81720.16756.51
4 X 34 X 2.1/2
4 X 2
TEE DE 4 X 2
DiámetroNominal Referencia
15612541011561154101
L
pulg.
837.64837.64
4 X 2 X 44 X 2 X 3
497.48514.94
mm mm
A
TEE DE 4 X 4
DiámetroNominal Referencia
1561048101156205410115619541011561854101
L
pulg.
878.48877.48877.48877.48
4 X 4 X 44 X 4 X 3
4 X 4 X 2.1/24 X 4 X 2
497.48514.94451.29457.64
mm mm
A
TEE DE 4 X 3
DiámetroNominal Referencia
1561754101156165410115615541011561454101
L
pulg.
894.94894.94894.94894.94
4 X 3 X 44 X 3 X 3
4 X 3 X 2.1/24 X 3 X 2
497.48514.94451.29457.64
mm mm
A
TEE DE 4 X 2.1/2
DiámetroNominal Referencia
1561354101
L
pulg.
831.294 X 2.1/2 X 4 497.48
mm mm
A
✓ Lubricante BIAXIAL® PAVCO, Novaloc, Novafort, Unión Platino
Empaque de 500 gr, Referencia 0530000001
468
1012
114,30139,70158,75184,15209,55
10045302015
Diámetro Nominal
pulgadas
Longitud de Entradade los Espigos
mm
Uniones por 500gde Lubricante
unidades
15
Diseño
Diseño Hidráulico:
010122030406080
100
0,01760,01310,01240,01000,00800,00660,00480,00360,0030
Temperatura
oC
Viscosidad Cinemática
cm2/sg
VISCOSIDAD CINEMATICA DEL AGUA
Tomado de Tuberías, tomo 1 J.M. Mayol16
METODOLOGIA SEGUN LA FORMULA WILLIAM & HAZEN
F = Pérdida de presión Mt/100mtQ = Flujo de gals por minuto.D = Diámetro interior en pulgadasC = Factor de fricción constante=150
F= 0.2083 (100)1.85 Q1.85
C D4.866
METODOLOGIA DARCY-WEISBACH
hf = Pérdida de cabeza a lo largo del tramo (m)f = Factor de fricción de Darcy (Adimensional)l = Longitud del tramo de tubería (m)d = Diámetro interior de la tubería (m)V = Velocidad media del flujo (m/s)g. = Aceleración de la gravedad (m/s2)Ks = Rugosidad absoluta de la tubería (m).
Para PVC = 1.5*10-6mRe = Número de Reynolds = V d/v (Adimensional)ν = Viscosidad cinemática del fluido (m2/s)
Para diseñar de acuerdo con la metodología de Darcy-Weisbach se utilizan las siguientesecuaciones:
ECUACION DE DARCY-WEISBACH
hf= f l
dV2
2g= -2log
101√f
2.51Re√f
Ks3.7d
= -2log10
+[ ]ECUACION DE COLEBROO-WHITE
F= 0.0985 Q1.85
D4.866
NOTA IMPORTANTE:Los parámetros de diseño de un proyecto y obra son responsabilidad exclusiva del diseñador
V.dν
Re =
Tabla de Pérdida de PresiónECUACION HAZEN WILLIAMSC 150
Diámetro Nominal pulgDiámetro Exterior mmPR psiEspesor de Pared mmDiámetro Interior m
0.110.220.330.440.550.670.780.891.001.111.221.331.441.551.661.781.892.002.112.222.773.333.884.444.99
4114.3
3.590.107
6168.28
5.310.158
8219.032006.89
0.205
12323.85
10.190.303
10273.05
8.610.256
0.00010.00050.00110.00190.00290.00410.00540.00690.00860.01050.01250.01470.01700.01950.02220.02500.02790.03110.03430.03770.05710.08000.10640.13630.1695
0.100.150.200.260.310.360.410.460.510.560.610.670.720.770.820.870.920.971.021.281.541.792.052.312.562.823.073.333.593.844.104.354.614.87
0.00010.00020.00030.00040.00060.00080.00110.00130.00160.00190.00220.00260.00300.00340.00380.00430.00470.00520.00570.00870.01220.01620.02070.02580.03130.03740.04390.05100.05850.06640.07490.08380.09310.1029
0.120.150.180.210.240.270.300.330.360.390.420.450.480.510.540.570.600.760.911.061.211.361.511.661.811.962.122.272.422.572.722.873.023.173.323.483.633.783.934.084.234.384.534.684.844.99
0.00010.00010.00020.00020.00030.00040.00040.00050.00060.00070.00080.00090.00110.00120.00130.00140.00160.00240.00340.00450.00570.00710.00870.01030.01220.01410.01620.01840.02070.02320.02580.02850.03130.03430.03740.04060.04390.04730.05090.05460.05840.06230.06630.07050.07480.0792
0.00010.00010.00010.00010.00020.00020.00020.00020.00030.00030.00040.00040.00040.00050.00050.00080.00120.00150.00200.00240.00300.00350.00420.00480.00550.00630.00710.00790.00880.00970.01070.01170.01280.01390.01500.01620.01740.01870.02000.02130.02270.02410.02560.02710.02860.03020.03180.03350.03520.03690.03870.04050.04230.04420.04610.04810.05010.05210.05420.05630.05840.0606
0.120.140.150.170.180.190.210.220.240.250.260.280.350.410.480.550.620.690.760.830.900.971.041.111.181.241.311.381.451.521.591.661.731.801.871.942.002.072.142.212.282.352.422.492.562.632.702.772.832.902.973.043.113.183.253.323.393.463.533.593.663.733.803.873.944.014.084.154.224.294.354.424.494.564.634.704.774.844.914.98
0.00010.00010.00010.00010.00010.00010.00010.00020.00020.00020.00020.00020.00040.00050.00070.00090.00110.00130.00150.00180.00210.00240.00270.00310.00340.00380.00420.00470.00510.00560.00600.00650.00700.00760.00810.00870.00930.00990.01050.01110.01180.01250.01310.01380.01460.01530.01610.01680.01760.01840.01920.02010.02090.02180.02270.02360.02450.02540.02640.02740.02830.02930.03030.03140.03240.03350.03460.03570.03680.03790.03900.04020.04130.04250.04370.04500.04620.04740.04870.0500
CAUDALl/s
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
1.002.003.004.005.006.007.008.009.00
10.0011.0012.0013.0014.0015.0016.0017.0018.0019.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0075.0080.0085.0090.0095.00
100.00105.00110.00115.00120.00125.00130.00135.00140.00145.00150.00155.00160.00165.00170.00175.00180.00185.00190.00195.00200.00205.00210.00215.00220.00225.00230.00235.00240.00245.00250.00255.00260.00265.00270.00275.00280.00285.00290.00295.00300.00305.00310.00315.00320.00325.00330.00335.00340.00345.00350.00355.00360.00365.00370.00
0.120.140.160.180.190.210.230.250.270.290.310.330.350.370.390.490.580.680.780.880.971.071.171.261.361.461.561.651.751.851.952.042.142.242.332.432.532.632.722.822.923.023.113.213.313.403.503.603.703.793.893.994.094.184.284.384.474.574.674.774.864.96
17
Diámetro Nominal pulgDiámetro Exterior mmPR psiEspesor de Pared mmDiámetro Interior m
4114.3
2.90.109
6168.28
4.270.160
8219.031605.55
0.208
12323.85
8.210.307
10273.05
6.920.259
CAUDALl/s
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
18
Tabla de Pérdida de PresiónECUACION HAZEN WILLIAMSC 150
0.110.220.320.430.540.650.760.870.971.081.191.301.411.511.621.731.841.952.052.162.703.243.794.334.87
0.00010.00050.00110.00180.00270.00380.00510.00650.00810.00980.01170.01380.01600.01830.02080.02350.02620.02920.03220.03550.05360.07510.10000.12800.1592
0.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.900.951.001.251.501.752.002.252.492.742.993.243.493.743.994.244.494.744.99
0.00010.00020.00030.00040.00060.00080.00100.00120.00150.00180.00210.00240.00280.00320.00360.00400.00440.00490.00540.00810.01140.01520.01950.02420.02940.03510.04120.04780.05480.06230.07020.07860.08730.09650.1062
0.120.150.180.210.240.270.290.320.350.380.410.440.470.500.530.560.590.740.881.031.181.331.471.621.771.912.062.212.362.502.652.802.943.093.243.393.533.683.833.984.124.274.424.564.714.86
0.00010.00010.00020.00020.00030.00030.00040.00050.00060.00070.00080.00090.00100.00110.00120.00140.00150.00230.00320.00420.00540.00670.00810.00970.01140.01320.01520.01730.01940.02180.02420.02670.02940.03220.03510.03810.04120.04440.04780.05120.05480.05850.06230.06620.07020.0743
0.00010.00010.00010.00010.00010.00020.00020.00020.00030.00030.00030.00040.00040.00050.00050.00080.00110.00140.00180.00230.00280.00330.00390.00450.00520.00590.00660.00740.00830.00910.01000.01100.01200.01300.01410.01520.01630.01750.01870.02000.02130.02260.02400.02540.02680.02830.02980.03140.03300.03460.03630.03800.03970.04150.04330.04510.04700.04890.05080.05280.05480.05690.0589
0.120.130.150.160.180.190.200.220.230.240.260.270.340.400.470.540.610.670.740.810.880.941.011.081.151.211.281.351.411.481.551.621.681.751.821.891.952.022.092.162.222.292.362.422.492.562.632.692.762.832.902.963.033.103.173.233.303.373.443.503.573.643.703.773.843.913.974.044.114.184.244.314.384.454.514.584.654.724.784.854.924.98
0.00010.00010.00010.00010.00010.00010.00010.00010.00020.00020.00020.00020.00030.00050.00060.00080.00100.00120.00140.00170.00200.00230.00260.00290.00320.00360.00400.00440.00480.00520.00570.00610.00660.00710.00760.00820.00870.00930.00990.01040.01110.01170.01230.01300.01370.01440.01510.01580.01650.01730.01810.01880.01960.02050.02130.02210.02300.02390.02480.02570.02660.02750.02850.02950.03040.03140.03240.03350.03450.03560.03660.03770.03880.03990.04110.04220.04340.04450.04570.04690.04810.0494
1.002.003.004.005.006.007.008.009.00
10.0011.0012.0013.0014.0015.0016.0017.0018.0019.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0075.0080.0085.0090.0095.00
100.00105.00110.00115.00120.00125.00130.00135.00140.00145.00150.00155.00160.00165.00170.00175.00180.00185.00190.00195.00200.00205.00210.00215.00220.00225.00230.00235.00240.00245.00250.00255.00260.00265.00270.00275.00280.00285.00290.00295.00300.00305.00310.00315.00320.00325.00330.00335.00340.00345.00350.00355.00360.00365.00370.00
0.110.130.150.170.190.210.230.250.270.280.300.320.340.360.380.470.570.660.760.850.951.041.141.231.331.421.521.611.711.801.891.992.082.182.272.372.462.562.652.752.842.943.033.133.223.323.413.513.603.703.793.883.984.074.174.264.364.454.554.644.744.834.93
Tabla de Pérdida de PresiónECUACIONES DARCY-WEISBACK, COLEBROOK-WHITEks 1.5E-06v 1.24E-06
0.110.220.330.440.550.670.780.891.001.111.221.331.441.551.661.781.892.002.112.222.773.333.884.444.99
0.00020.00060.00130.00210.00310.00430.00560.00720.00880.01070.01270.01480.01710.01960.02220.02490.02780.03080.03390.03720.05580.07770.10290.13120.1627
0.100.150.200.260.310.360.410.460.510.560.610.670.720.770.820.870.920.971.021.281.541.792.052.312.562.823.073.333.593.844.104.354.614.87
0.00010.00020.00030.00050.00070.00090.00110.00140.00170.00200.00230.00270.00310.00350.00390.00430.00480.00530.00580.00870.01210.01590.02030.02510.03050.03620.04240.04910.05620.06380.07170.08020.08900.0982
0.120.150.180.210.240.270.300.330.360.390.420.450.480.510.540.570.600.760.911.061.211.361.511.661.811.962.122.272.422.572.722.873.023.173.323.483.633.783.934.084.234.384.534.684.844.99
0.00010.00010.00020.00030.00030.00040.00050.00060.00070.00080.00090.00100.00110.00120.00140.00150.00160.00240.00340.00450.00570.00710.00850.01010.01190.01370.01570.01780.02000.02240.02480.02740.03010.03290.03580.03890.04200.04530.04860.05210.05570.05940.06320.06710.07120.0753
0.00010.00010.00010.00010.00020.00020.00020.00030.00030.00030.00040.00040.00050.00050.00060.00080.00120.00160.00200.00240.00300.00350.00410.00480.00540.00620.00690.00770.00860.00950.01040.01140.01240.01340.01450.01560.01680.01800.01920.02050.02180.02310.02450.02590.02740.02890.03040.03200.03360.03520.03690.03860.04030.04210.04390.04580.04760.04960.05150.05350.05550.0576
0.120.140.150.170.180.190.210.220.240.250.260.280.350.410.480.550.620.690.760.830.900.971.041.111.181.241.311.381.451.521.591.661.731.801.871.942.002.072.142.212.282.352.422.492.562.632.702.772.832.902.973.043.113.183.253.323.393.463.533.593.663.733.803.873.944.014.084.154.224.294.354.424.494.564.634.704.774.844.914.98
0.00010.00010.00010.00010.00010.00010.00020.00020.00020.00020.00020.00030.00040.00050.00070.00090.00110.00130.00150.00180.00210.00240.00270.00300.00340.00380.00420.00460.00500.00540.00590.00640.00680.00730.00790.00840.00900.00950.01010.01070.01140.01200.01260.01330.01400.01470.01540.01610.01690.01760.01840.01920.02000.02080.02170.02250.02340.02430.02520.02610.02700.02800.02890.02990.03090.03190.03290.03390.03500.03600.03710.03820.03930.04040.04150.04270.04390.04500.04620.0474
CAUDALl/s
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
1.002.003.004.005.006.007.008.009.00
10.0011.0012.0013.0014.0015.0016.0017.0018.0019.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0075.0080.0085.0090.0095.00
100.00105.00110.00115.00120.00125.00130.00135.00140.00145.00150.00155.00160.00165.00170.00175.00180.00185.00190.00195.00200.00205.00210.00215.00220.00225.00230.00235.00240.00245.00250.00255.00260.00265.00270.00275.00280.00285.00290.00295.00300.00305.00310.00315.00320.00325.00330.00335.00340.00345.00350.00355.00360.00365.00370.00
0.120.140.160.180.190.210.230.250.270.290.310.330.350.370.390.490.580.680.780.880.971.071.171.261.361.461.561.651.751.851.952.042.142.242.332.432.532.632.722.822.923.023.113.213.313.403.503.603.703.793.893.994.094.184.284.384.474.574.674.774.864.96
Diámetro Nominal pulgDiámetro Exterior mmPR psiEspesor de Pared mmDiámetro Interior m
4114.3
3.590.107
6168.28
5.310.158
8219.032006.89
0.205
12323.85
10.190.303
10273.05
8.610.256
19
20
Tabla de Pérdida de PresiónECUACIONES DARCY-WEISBACK, COLEBROOK-WHITEks 1.5E-06v 1.24E-06
0.110.220.320.430.540.650.760.870.971.081.191.301.411.511.621.731.841.952.052.162.703.243.794.334.87
0.00020.00060.00120.00200.00290.00400.00530.00670.00830.01010.01190.01390.01610.01840.02080.02340.02610.02890.03190.03500.05250.07300.09670.12330.1529
0.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.900.951.001.251.501.752.002.252.492.742.993.243.493.743.994.244.494.744.99
0.00010.00020.00030.00050.00060.00080.00110.00130.00160.00190.00220.00250.00290.00330.00370.00410.00450.00500.00550.00810.01130.01500.01910.02360.02860.03400.03980.04610.05280.05980.06730.07520.08350.09220.1013
0.120.150.180.210.240.270.290.320.350.380.410.440.470.500.530.560.590.740.881.031.181.331.471.621.771.912.062.212.362.502.652.802.943.093.243.393.533.683.833.984.124.274.424.564.714.86
0.00010.00010.00020.00020.00030.00040.00050.00050.00060.00070.00080.00090.00100.00120.00130.00140.00160.00230.00320.00430.00540.00670.00810.00970.00930.01080.01240.01700.01910.02140.02370.02620.02870.03140.03420.03710.04010.04320.04640.04970.05310.05670.06030.06400.06790.0718
0.00010.00010.00010.00010.00020.00020.00020.00020.00030.00030.00040.00040.00040.00050.00050.00080.00110.00150.00190.00230.00280.00330.00390.00450.00510.00580.00650.00730.00810.00890.00980.01070.01160.01260.01360.01460.01570.01690.01800.01920.02040.02170.02300.02430.02570.02710.02850.03000.03150.03300.03460.03620.03780.03950.04120.04290.04470.04650.04830.05020.05210.05400.0560
0.120.130.150.160.180.190.200.220.230.240.260.270.340.400.470.540.610.670.740.810.880.941.011.081.151.211.281.351.411.481.551.621.681.751.821.891.952.022.092.162.222.292.362.422.492.562.632.692.762.832.902.963.033.103.173.233.303.373.443.503.573.643.703.773.843.913.974.044.114.184.244.314.384.454.514.584.654.724.784.854.924.98
0.00010.00010.00010.00010.00010.00010.00010.00020.00020.00020.00020.00020.00040.00050.00060.00080.00100.00120.00150.00170.00200.00220.00250.00290.00320.00350.00390.00430.00470.00510.00550.00600.00640.00690.00740.00790.00840.00900.00950.01010.01070.01130.01190.01250.01310.01380.01450.01520.01590.01660.01730.01800.01880.01960.02040.02120.02200.02280.02360.02450.02540.02630.02720.02810.02900.02990.03090.03190.03280.03380.03480.03590.03690.03800.03900.04010.04120.04230.04340.04450.04570.0468
CAUDALl/s
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
Velocidadm/s
hfm/m
1.002.003.004.005.006.007.008.009.00
10.0011.0012.0013.0014.0015.0016.0017.0018.0019.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0075.0080.0085.0090.0095.00
100.00105.00110.00115.00120.00125.00130.00135.00140.00145.00150.00155.00160.00165.00170.00175.00180.00185.00190.00195.00200.00205.00210.00215.00220.00225.00230.00235.00240.00245.00250.00255.00260.00265.00270.00275.00280.00285.00290.00295.00300.00305.00310.00315.00320.00325.00330.00335.00340.00345.00350.00355.00360.00365.00370.00
0.110.130.150.170.190.210.230.250.270.280.300.320.340.360.380.470.570.660.760.850.951.041.141.231.331.421.521.611.711.801.891.992.082.182.272.372.462.562.652.752.842.943.033.133.223.323.413.513.603.703.793.883.984.074.174.264.364.454.554.644.744.834.93
Diámetro Nominal pulgDiámetro Exterior mmPR psiEspesor de Pared mmDiámetro Interior m
4114.3
2.90.109
6168.28
4.270.160
8219.031605.55
0.208
12323.85
8.210.307
10273.05
6.920.259
Cálculo del Golpe de Ariete
✓ Definición
Una columna de líquido moviéndose tiene inercia, que es proporcional a su peso y a su velocidad. Cuando el flujo se
detiene rápidamente, por ejemplo al cerrar una válvula, la inercia se convierte en un incremento de presión. Entre más larga
la línea y más alta la velocidad del líquido, mayor será la sobrecarga de presión.
Estas sobrepresiones pueden llegar a ser lo suficientemente grandes para reventar cualquier tipo de Tubería. Este fenómeno
se conoce con el nombre de Golpe de Ariete.
Las principales causas de este fenómeno son:
1. La apertura y el cierre rápidos de una válvula
2. El arranque y la parada de una bomba
3. La acumulación y el movimiento de bolsas de aire dentro de las Tuberías
Al cerrar una válvula, la sobrepresión máxima que se puede esperar se calcula así:
En donde:
P = Sobrepresión máxima en metros de columna de agua, al cerrar bruscamente la válvula.
a = Velocidad de la onda (m/s).
V = Cambio de velocidad del agua (m/s).
g = Aceleración de la gravedad = 9.81 m/s2
K = Módulo de compresión del agua = 2.06 x 104 Kg/cm2
E = Módulo de elasticidad de la Tubería (2.81 x 104 Kg/cm2 para PVC Tipo 1, Grado1)
RDE= Relación diámetro exterior/espesor mínimo.
Un efecto no muy conocido pero mucho más perjudicial para las Tuberías es el
del aire atrapado en la línea.
El aire es compresible y si se transporta con el agua en una conducción este
puede actuar como un resorte, comprimiéndose y expandiéndose aleatoriamente.
Se ha demostrado que estas compresiones repentinas pueden aumentar la presión
en un punto, hasta 10 veces la presión de servicio.
Para disminuir este riesgo se deben tomar las siguientes precauciones:
1. Mantener siempre baja velocidad, especialmente en diámetros
grandes. Durante el llenado de la Tubería, la velocidad no debe ser mayor de
0.3 m/seg., hasta que todo el aire salga y la presión llegue a su valor nominal.
2. Instalar ventosas de doble efecto, en los puntos altos, bajos y a lo largo de
tramos rectos, muy largos, para purgar el aire, y permitir su entrada cuando
se interrumpe el servicio.
3. Durante la operación de la línea, prevenir la entrada del aire en las bocatomas,
rejillas, etc., de manera que el flujo de agua sea continuo.
NOTA IMPORTANTE:
Los parámetros de diseño de un proyecto y obra, son de única responsabilidad
del diseñador.
P= a Vg
con:
a= 14201+(K/E) (RDE-2)√
Valores de “a”en función del RDE
RDE3746
a(m/s)275246
21
DERIVACION EN TEE
TEE USADA COMOCODO PARA FUTURA
PROLONGACION
CAMBIO DE DIAMETRODE REDUCCION
CRUZ USADA COMOCODO PARA
PROLONGACIONES FUTURAS
CRUZ USADA COMO TEE
CAMBIO DE DIRECCIONCON CODO
CAMBIO DE DIRECCION DERIVACION EN YEE
CAMBIO DE DIRECCIONVERTICAL
Diseño de Anclajes
Cuando una Tubería está sujeta a presión hidrostática interna, esta presión actúaigualmente en todas las paredes de la Tubería produciendo ‘‘fuerzas de empuje’’.Es esencial eliminar los movimientos debidos a estos empujes cuando la Tuberíano está unida por soldadura o flanches. Debe proveerse empotramiento externoen todas las tees, curvas, tapones, válvulas, etc. para resistir las fuerzas de empuje.Debido a la flexibilidad intrínseca de PVC, es además importante diseñar losempotramientos en las curvas para contrarrestar la tendencia a desacoplarse.Estos anclajes se requieren en:
• Cambios de dirección• Cambios en tamaño, reducciones• Tapones en terminales ciegas• Conexiones a válvulas, hidrantes, ya que se crea empuje cuando se cierran
El tamaño y tipo de esos bloques o anclajes para el empuje dependen de:
• Presión máxima de operación o de prueba del sistema• Diámetro de la Tubería• Diámetro de los Accesorios• Tipo de Accesorios o conexiones• Perfil de la línea
• Resistencia del suelo
✓ Tipos de AnclajesVALVULA
22
EMPUJE DESARROLLADO POR UNA PRESION DE 100psi
4681012
1.800 (8.007)4.000 (17.793)7.200 (32.027)
11.200 (48.820)16.000 (71.172)
1.300 (5.783)2.900 (12.900)5.100 (22.686)7.900 (35.141)
11.300 (50.265)
Diámetro Nominal
pulgadas (mm)
Codo 90o
Lb fuerza (N)
Válvulas, TEES,Tapones Ciegos
Lb fuerza (N)
1.100 (4.893)2.300 (10.231)4.100 (18.238)6.300 (28.024)9.100 (40.479)
Codo 90o
Lb fuerza (N)
Para dimensionar los bloques hay varios métodos, uno de ellos es asumir la
capacidad de soporte del suelo. A continuación se indican valores de acuerdo
con el tipo de suelo y son estimadas bajo la premisa de que la profundidad de
suelo saturado excede 0.60m. Para mayor seguridad, los valores de capacidad
de carga del suelo deben ser determinados para cada proyecto en particular.
Diseño de Curvatura Longitudinal
La respuesta de BIAXIAL® de PAVCO a la curvatura longitudinal es una gran ventaja
en instalaciones enterradas. Estas curvaturas pueden hacerse para cambiar el
alineamiento para evitar obstrucciones o puede simplemente ocurrir en respuesta
a situaciones no planeadas, tales como asentamientos diferenciales de válvulas
e hidrantes a los que la Tubería está rígidamente conectada, asentamientos
disparejos o erosión del encamado de la Tubería, movimientos del suelo debidos
a variaciones a las condiciones de humedad, presencia de nivel freático o
movimientos sísmicos.
Para el cálculo de la curvatura longitudinal a que puede someterse la Tubería, sin
considerar deflexión longitudinal en las uniones:
CAPACIDAD DE CARGA ESTIMADA
Tipo de Suelo Lb/pie2 N/m2
Turba 0 0
Arcilla suave 500 23.940
Arena 1.000 47.881
Arena y grava 1.500 71.821
Arena y grava con arcilla 2.000 97.761
Arena y grava cementada con arcilla 4.000 191.523
Arcillas impermeables consolidadas 5.000 239.403
Tomado de AWWA M23
Tomado de AWWA M23
23
NOTA: El concreto no debe envolver totalmente la Tubería o accesorio PAVCO ya
que con los cambios de presión interna se presentan variaciones en el diámetro
externo que no se deben impedir, pues causaría esfuerzos innecesarios en la
pared del tubo. Para esto es buena práctica aislar la Tubería con un fieltro asfáltico
o un polietileno grueso colocado entre la Tubería o accesorio PAVCO y el concreto.
Cálculo de la tensión de curvatura permitida:
Sb = (HDB – St)*(T/SF)
Dónde,
HDB = Base Hidrostática de Diseño, para BIAXIAL® de PAVCO 7.100psi
St = HDB/2, Esfuerzo de Tensión, psi
SF = Factor de Seguridad, 2
T = Factor de Corrección de Presión de Trabajo con la Temperatura
El Momento inducido por la curvatura longitudinal,
M = Sb*I/c
Dónde,
M = Momento de la curvatura, pulg-lb
c = DE/2, distancia de la fibra externa al eje neutro, pulg
I = Momento de Inercia, pulg4
En Tuberías de pared sólida,
I= Π/64*(DE^4-DI^4)= 0.0491(DE^4-DI^4)
Dónde,
DE = Diámetro exterior, pulg
DI = Diámetro Interior, pulg
Asumiendo que la curvatura conforma un arco circular, el radio mínimo en
pulgadas, Rb, será:
Rb = E*I/M
Donde además de los definidos arriba,
E = Módulo de Elasticidad de la Tubería, psi
El valor del ángulo ß en grados, formado por la longitud de la Tubería L,
ß = 360L/2ΠRb
Con L y Rb con iguales unidades de longitud.
El valor del ángulo oc de la deflexión de la Tubería curvada desde una tangente
al círculo,
oc = ß/2
La distancia perpendicular desde la tangente del círculo hasta el extremo de la
Tubería,
A = 2Rb*(Seno ß/2)^2
Si se asume que durante la instalación, la Tubería está temporalmente fija en un
extremo y actúa como una viga en cantilever, la fuerza lateral requerida para
obtener el desplazamiento A es:
P = 3*E*I*A/(L^3)
24
CURVATURA LONGITUDINAL PERMITIDA PARA TUBERIA DE PVC
Cálculos a 23oC
Para obtener las curvaturas longitudinales se hace necesario bloquear las uniones
para asegurar la alineación recta de éstas.
Cuando el valor de ß necesario supera el valor permitido para una longitud dada
de Tubería, la curvatura longitudinal debe ser alcanzada distribuyéndola en varias
longitudes de Tubería
E 400,000 psi
HDB Longitudinal 4,000 psi
SF 2
4681012
114.30168.28219.08273.05323.85
13.549.197.065.674.78
DiámetroNominal
pulgadas
DiámetroExterior
mm
ß
grados
3.104.606.007.508.90
Espesor de Pared
PR 200 psi
mm
108.10159.08207.08258.05306.05
DiámetroInterior
mm
5.405.405.405.405.40
Longituda
Deflectar
m
0.630.430.330.270.23
A
m
12.5740.5089.59
174.00290.51
P
lbs
4681012
114.30168.28219.08273.05323.85
13.549.197.065.674.78
DiámetroNominal
pulgadas
DiámetroExterior
mm
ß
grados
2.503.704.806.007.10
Espesor de Pared
PR 160 psi
mm
109.30160.88209.48261.05309.65
DiámetroInterior
mm
5.405.405.405.405.40
Longituda
Deflectar
m
0.630.430.330.270.23
A
m
10.3033.1072.87
141.53235.68
P
lbs
25
DL = Factor de Deflexión (1.5) ó Para condición de zanja. (Marston)
DL = 1 Condición Prisma.
K = Constante de Encamado (0.10) Asumido. (Marston)
P = Presión Carga Muerta, kg/m2 (psi) Depende del tipo de relleno. (Suelo SM y SC)
W = Presión de Carga Viva, kg/m2 (psi) Fórmula de Boussinesq.
PS = Rigidez kg/m2 (psi) Rigidez de los tubos BIAXIAL® de PAVCO
E’ = Módulo del Suelo kg/m2 (psi) Capacidad del suelos de resistir deflexión.
Con PS=EI/0,149 r^3
PS = Rigidez de Tubería, psi
E = Módulo de Elasticidad, 400.000 psi
I = Momento de Inercia de la pared en la sección transversal por unidad
de longitud de Tubería, pulg4/pulg
R = Radio promedio, RE - t, pulg
Para tubos de pared sólida, I = t^3/12
Con
t = espesor mínimo de pared, pulg
Entonces:
PS = 0,559*E*(t/r)^3,
Como RDE = DE/t,
Entonces,
PS = 4,47*E/( (DE/t) –1)^3 = 4,47*E/(RDE-1)^3
Cálculo de la CimentaciónEl diseño de la cimentación se hace controlando la deflexión causada por la
carga muerta y viva, usando la Ecuación de Iowa Modificada:
% Deflexión =(DL x K x P + K x W) (100)_____________________
0.149 x PS + 0.061 x E’
LANZADO
1000
200
100
50
±2
Clase de Suelo
Piedra Quebrada(Clase I)
GW, GP, SW, SP(Clase II)
GM, GC, SM, SC(Clase III)
ML,CL, ML - CL(Clase IV)
Exactitud en Términosde % de Deflexión
E’ para Grado de Compactación del Relleno en psi
3000
1000
400
200
±2
Baja, <85%Proctor, <40%Densidad Relativa
Alta, >95%Proctor, >70%Densidad Relativa
3000
2000
1000
400
±1
Moderado, 85% -95%Proctor, 40% -70% Densidad Relativa
3000
3000
2000
1000
±0.5
26
Guía de Instalación
Recepción, Transporte, Almacenamiento y Manipulación
✓ Recepción en Obra
A la llegada de las Tuberías BIAXIAL® de PAVCO a la obra, deben inventariarse e
inspeccionarse, de tal forma que se verifique la adecuada condición y de acuerdo
a lo solicitado.
✓ Transporte
Es la práctica ideal, usar vehículos de superficie de carga lisa, libre de clavos o
tornillos salientes para evitar daños.
Cuando se transportan distintos diámetros en el mismo viaje, los diámetros
mayores deben colocarse primero en la parte baja de la plataforma del camión.
Se deben dejar libres las campanas alternando campanas y espigos para evitar
deformaciones innecesarias que impidan el normal ensamble del sistema.
Se recomienda amarrar los tubos con elementos no metálicos, para que no se
produzcan cortaduras. Preferiblemente se deben usar correas anchas de lona.
No colocar cargas sobre las Tuberías, en los vehículos de transporte.
✓ Almacenamiento
Las Tuberías BIAXIAL® de PAVCO deben almacenarse horizontalmente en una
zona plana, aislada del terreno por apoyos espaciados 1.5m de tal forma que se
evite el pandeo de los tubos y que no queden en contacto con los extremos.
Deben apilarse en una altura máxima de 1.5m, colocando abajo la Tubería más
pesada y revisando que no se cause deformación a los tubos.
27
Las campanas deben quedar libres e intercaladas campanas y espigos.
Si el almacenamiento va a ser por largo tiempo, debe protegerse de la luz directa
del sol con un material opaco pero manteniendo adecuada ventilación.
✓ Manipulación
Las Tuberías BIAXIAL® de PAVCO deben descargarse, no dejarlos caer, tanto desde
el camión de transporte como a la zanja. Durante la manipulación deben evitarse
los golpes y abrasión.
La manipulación no requiere equipos, su peso permite que sea manual, pero si se
quiere izar varios tubos a la vez, estos elementos de izaje, que entran en contacto
con la Tubería no deben ser metálicos, preferiblemente correas de lona ancha.
InstalaciónLa apropiada instalación es esencial para el exitoso desempeño de las Tuberías BIAXIAL® de PAVCO.
✓ Excavación
Las Tuberías para acueducto se instalan normalmente a una profundidad mínima
de 1.0 m a la corona del tubo, pero a criterio del consultor debe definirse esta
profundidad. El ancho de la zanja puede variar de acuerdo con las circunstancias.
Pueden hacerse zanjas tan estrechas como el DE+100mm, estándares de
DE+300mm y máximos recomendados de DE+600mm.
NOTA:
Cuando hay agua sobre el fondo de la zanja debe evacuarse para mantener la
zanja seca hasta que la Tubería sea instalada y rellenada al menos un diámetro
sobre la clave de la Tubería para evitar flotación.28
Los materiales adecuados para el encamado pueden ser triturado de roca
(angular), tamaño máximo de 3/4’’, canto rodado, tamaño máximo 1.1/2’’, arena
lavada, arenilla, recebo fino o material proveniente de la excavación si es
adecuado. Su selección dependerá de la disponibilidad local y de la presencia
o no de nivel freático, caso en el cual debe usarse el primero.
Alrededor de la Tubería y hasta 100mm sobre la corona del tubo debe usarse un
material fino, libre de piedras, compactado adecuadamente, usando pisones de mano.
Después de cubrir al menos 300mm sobre la corona del tubo, puede usarse
equipo de compactación mecánico.
✓ Relleno
El fondo de la zanja debe prepararse de tal forma que asegure un apoyo estable,
firme y uniforme a todo lo largo de la Tubería. Cuando el fondo es inestable, debe
excavarse una profundidad adicional y rellenarse con material adecuado como
fundación. Cuando hay presencia de rocas puntiagudas y grandes, estas deben
ser removidas y proveer un mínimo de 100mm de apoyo con material adecuado.
Nunca instale la Tubería apoyada directamente sobre rocas o piedras grandes.
RELLENOFINAL
COBERTURAMínima = 0.30 m RELLENO
INICIALLínea Media del Tubo
RELLENO LATERAL
CAMA DE APOYOMínima = 0.10 m
TUBO
Bd
ZANJA TIPO
CIMENTACIONE’
29
NOTA: Cuando la Tubería va a estar expuesta a la radiaciónsolar, debe cubrirse con un techo opaco o protegerse conuna pintura que cumpla con las siguientes características:
• No debe necesitar solvente o tener base en Thinner.Esta sustancia no se comporta bien con el PVC
• Debe tener un componente reflectivo, como el aluminioo similar
• Debe asegurarse la adherencia al PVC con la aplicacióndirecta o a través de la aplicación de un ‘’primer’’
Antes de pintar la Tubería debe prepararse la superficiepara asegurar la adherencia; lijar suavemente en seco,limpiar con limpiador PAVCO y aplicar la pintura.
✓ Ensamble de la Tubería:
PreparaciónLimpie cuidadosamente el interior de la campana así como el espigo , antes
de unir.
Aplicando LubricanteLubrique de manera pareja la mitad de la longitud del espigo. Mueva el espigo
de tal forma que apenas penetre en la boca de la unión.
Alineado la TuberíaAsegúrese que las Tuberías están perfectamente alineadas en ambos planos.
Esto es muy importante. Nunca trate de introducir el espigo en ángulo.
Insertando el espigo en la UniónEmpuje el espigo hasta la marca de entrada. Esto debe hacerse con un movimiento
rápido siendo de gran ayuda el impulso que se gana entre la boca de entrada y
el sello de caucho.
Utilice una barra apoyándola sobre un trozo de madera colocado en el centro del
tubo como indica la figura.
La Tubería BIAXIAL® de PAVCO puede ser ensamblada en el borde de la zanja y
luego instalada en el fondo como se muestra en las siguientes imágenes.
30
✓ Anclajes
Los anclajes con bloques de concreto que restrinjan el movimiento de los
Accesorios y/o de la Tubería se hacen necesarios en todo sistema presurizado.(Ver Diseño de Anclajes en el numeral de Diseño de este Manual). Estos bloques transmiten al
terreno la carga producida por el empuje de la Tubería o de los Accesorios
Es conveniente que la mayor parte de la pared externa de los Accesorios quedeenvuelta en el concreto, pero no en su totalidad. Con las variaciones en la presión
interna del sistema ocurren variaciones en el diámetro externo de la Tubería o de
los Accesorios que no se debe restringir.
Es buena práctica colocar fieltro asfáltico o polietileno grueso entre la Tubería o
Accesorio BIAXIAL® de PAVCO y el concreto del anclaje
Acometidas DomiciliariasVer Manual Unión Platino Páginas 30 a 34
Pruebas
Prueba Hidrostática
El propósito de esta prueba es verificar los materiales y la mano de obra.
El sistema en construcción debe probarse por tramos terminados, antes de
completar todo el sistema. Debe tenerse en cuenta que el o los tramos a probar
deben estar suficientemente cubiertos, los anclajes en Accesorios suficientemente
curados, 3 días al menos, y debidamente restringido el movimiento en los tapones
de los extremos.
Llenado de la TuberíaLa Tubería debe llenarse lentamente desde el punto más bajo de la línea. Debe
calcularse la cantidad de agua necesaria para llenar la línea.
Expulsión de AireTodo el aire debe ser expulsado de la línea durante la operación de llenado,
antes de iniciar la prueba de presión. Se recomiendan instalar válvulas
automáticas de expulsión de aire o ventosas en los puntos altos del tramo a
probar.
La presencia de aire en la línea durante la prueba puede causar presiones
excesivas debido a su compresión por el agua causando fallas a la Tubería o dar
errores en la prueba. 31
Para saber si una Tubería que se está probando tiene aire atrapado, puede hacerse
lo siguiente:
1. Presurice con agua a la presión deseada
2. Permita que la presión se reduzca a un cierto nivel
3. Mida la cantidad de agua requerida para llegar de nuevo a la presión deseada
4. Repita los pasos 2 y 3
Si la cantidad de agua requerida para presurizar la línea la segunda vez es
significativamente menor que la requerida en la primera vez, hay aire atrapado
en la línea. Si no hay una diferencia significativa, hay probable fuga en la línea.
Prueba de presiónLa presión de prueba puede ser del orden del 50% sobre la presión de operación.
La presión de prueba no debe exceder la presión de diseño de la Tubería, de los
Accesorios o de los anclajes. La presión debe ser controlada en el punto más
bajo del tramo a probar que no debe ser mayor que la de diseño de la Tubería.
Prueba de Hermeticidad
El propósito de esta prueba es verificar que no haya fugas
en las uniones, conexiones a Accesorios y otros elementos
del tramo a probar.
La presión de trabajo del tramo puede ser la presión de
prueba. Se mantiene esta presión por un periodo
determinado de tiempo. El ajuste en volumen de agua
necesario para mantener esa presión debe estar dentro
de los valores permitidos por la Ecuación siguiente:
L = (N*D*P^0.5)/7400
Dónde:
L = Permisibilidad de la prueba, gal/hr
N = Número de uniones en el tramo, de Tubería y
Accesorios
D = Diámetro nominal de la Tubería, pulgadas
P = Presión promedio de la prueba, psi
El valor de L no es una aceptación de fugas, es un valor en el que se considera
variables tales como aire atrapado en el tramo, asentamiento de los hidrosellos,
pequeños embombamientos de la Tubería, variaciones de temperatura, etc. Todas
la fugas visibles deben ser reparadas.32
Limpieza y Desinfección:
1. Inyectar agua al tramo de Tubería a desinfectar, manteniendo destapada la
salida. Dejar drenar para lavar la Tubería.
2. Calcular el volumen de agua necesaria para llenar el tramo de Tubería a
desinfectar y determinar la cantidad de desinfectante a inyectar de tal forma
que se garantice una concentración de 50mg/l de Cloro
3. Inyectar agua potable al tramo a desinfectar, permitiendo que salga por el
extremo de salida por unos minutos. Inyectar el desinfectante, bien sea con
Cloro líquido o Hipoclorito de Sodio que garantice una concentración de
50mg/l. Este puede diluirse previamente en el agua de llenado o inyectarse
separadamente. Dejar salir unos minutos más y taponar la salida y entrada,
cuando se garantice la concentración de 50mg/l
4. Dejar en reposo 24 horas, tiempo en el cual la concentración de Cloro debe
estar, mínimo en 25mg/l. Si está por debajo de este valor, debe agregarse
más desinfectante
5. Tomar una muestra de agua de la Tubería en proceso de desinfección. Al
analizarla en un laboratorio calificado para este fin, debe estar libre de
microorganismos coliformes
6. Dejar pasar otras 24 horas y tomar otra muestra haciendo el mismo ensayo
7. Si los resultados son satisfactorios, debe evacuarse el agua de la desinfección
y proceder a hacer la conexión definitiva.
33
ESTE MANUAL TECNICO HA SIDO REVISADO Y APROBADOPOR LA GERENCIA DE PRODUCTO DE PAVCO.
LABORATORIO HOMOLOGADOMediante resolución Nº 984 del 12 de Mayo de 1998 y las que la complementan,
La Superintendencia de Industria y Comercio acreditó los laboratoriosde la División de Tubosistemas de PAVCO S.A. como
LABORATORIOS DE ENSAYOS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS DE PVC.
PRODUCTO NO BIODEGRADABLE.NO INCINERE.
HAGA DISPOSICION ADECUADA DE DESPERDICIOS.
ABRIL DE 2005
Pavco S.A.Fábrica: Autopista Sur Nº 71-75 Conmutador: (57-1) 782 5000 Ext.:4624 Fax: (57-1) 782 5010Oficina de Servicio al Cliente Pavco Ext.: 1111 Tels.: (57-1) 777 2286 - 782 5111 en Bogotá,Fuera de Bogotá 01800 09 12286 y 01800 09 P7A2V8C2O6
Centro de Distribución Barranquilla: Vía 40 Nº 76-274Teléfonos: (57-5) 3690369 - 3603445 Fax: (57-5) 3604240
Centro de Distribución Cali: Carrera 1ª Nº 35-64Teléfonos: (57-2) 442 3444 / 45 / 46 Fax: (57-2) 442 5276
Centro de Distribución Medellín: Carrera 46 Nº 14-48Teléfonos: (57-4) 312 5696 - 312 6549 Fax: (57-4) 352 1237
e-mail: [email protected] www.pavco.com.co
MA
N-B
IAX
IAL®
de
PAV
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04/
05 -
2.0
00 S
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VIG
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