normas sanitarias 2007 - · pdf fileoficina principal: alcabala a urapal – edf. juan...

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____________________________________________________________________________________________________________ Oficina Principal: Alcabala a Urapal – Edf. Juan Carlos, Piso 1, Ofc. 07 – La Candelaria

Oficina Operadora: Av. Araure con Calle La Loma de la Urb. Chuao. Telf. Ofc: 9931459 – 9916731 – 5725632

E-mail: [email protected] ; [email protected] ; [email protected] Elaborado por: Ing. Franklin Gallardo, CIV: 62475

C:\Documents and Settings\Franklin\Mis documentos\Normas Tecnicas e Informacion General\Normas Sanitarias 2007.doc

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INGENIERIA GALPECA,C.A.

“Este libro está dedicado a todos los que, trabajando, jugando, amando, viviendo

y muriendo en su Nivel de Incompetencia, suministraron los datos para la

fundación y desarrollo de la saludable ciencia de la Jerarquiología”

Laurence J. Peter

MANUAL TECNICO DE NORMAS SANITARIAS PARA

ACUEDUCTOS, CLOACAS Y DRENAJES, TABLAS Y

ANOTACIONES GENERALES DEL AREA DE INFLUENCIA DE LA

OPERADORA 5

Versión Noviembre 2007

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NORMAS SANITARIAS PARA ACUEDUCTOS Y CLOACAS, TABLAS Y

ANOTACIONES GENERALES DE LA OPERADORA 5

INTRODUCCIÓN: El presente trabajo tiene como objetivo final convertirse en un Manual de

consulta diaria y permanente de todo el personal Profesional y Técnico de la Empresa Ingeniería Galpeca,ca., se trata de una recopilación de toda aquella información importante referente a Normas sanitarias e hidráulicas que se requiere para realizar proyectos de Ingeniería Hidráulica, así como elementos básicos de información para la construcción de obras sanitarias y realizar las Operaciones de Distribución de Agua Potable y Servidas en el Sector Sureste del Area Metropolitana.

“La luz que mas ilumina no es la que se concentra, sino la que se irradia”

Venezolano

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BREVE RESEÑA HISTORICA:

Motivado al crecimiento sostenible de la población urbana y a la

necesidad de normar y regularizar la política sanitaria y el suministro de agua potable y recolección de aguas servidas del país se crea por Decreto del Presidente Isaías Medina Angarita el Instituto Nacional de Obras Sanitarias (INOS) en el año 1943, en sus inicios y hasta la creación de la Empresa HIDROVEN y sus filiales contó con los mejores ingenieros de Venezuela en todas las especialidades, siendo el INOS ejemplo y referencia para los acueductos del mundo entre los que se encontraban Francia e Inglaterra.

Para el 22 de Febrero de 1949 fueron inaugurados los Embalses de La

Mariposa y Agua Fría y ese mismo año las Plantas de Tratamiento de La Mariposa y Caricuao con capacidad de producción de 1.400 lps. El 16 de Julio de 1956 se inauguro el Sistema Tuy I elevando la producción a 4.200 lps.

En el año 1967 se termina de construir el Sistema Tuy II y en 1975 se

inauguró el Sistema Tuy III (Ultima obra hasta la fecha). Los Sistemas Tuy I, II y III producen para el Area Metropolitana

aproximadamente 18.000 lps. El 11 de Abril de 1991 nace HIDROCAPITAL filial de HIDROVEN

adscrita al Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales (MARN), siendo la responsabilidad de HIDROCAPITAL la de Administrar, Operar, Mantener, Ampliar y Rehabilitar los sistemas de distribución de agua potable, y los sistemas de recolección y disposición de aguas servidas, en el Distrito Capital y en los Estados Miranda y Vargas. En la cual atiende los 23 municipios del Distrito Capital y de los Estados Miranda y Vargas.

En el año 1992 Hidrocapital le asigna la responsabilidad de operar,

distribuir, mantener y comercializar a una empresa privada llamada “CONSTRUCTORA MANACON, CA.”, la cual a mi parecer mantuvo casi de manera idéntica la nomina y condiciones de trabajo que traía el INOS (Acueducto Metropolitano) hasta la fecha de su disolución.

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En el año 1993 la Directiva de Hidrocapital le asigno a Cuatro (4) empresas operadoras la Operación y distribución del Agua Potable en toda el Area Metropolitana, los accionistas de estas empresas estaban conformadas por extrabajadores que eran personal profesional y técnico del INOS, entre las Empresas estaba Ingenieria Galpeca, CA., la cual se le dio la responsabilidad de Operar, dirigir, distribuir la red de Acueducto del Sector Sureste del Area Metropolitana, la cual ha realizado ininterrumpidamente hasta la presente fecha.

La empresa Ingenieria Galpeca, CA., actualmente no solo dirige las

Operaciones del Area Metropolitana, sino que Hidrocapital le ha asignado nuevas responsabilidades tales como, la Gestión de Mantenimiento, la Gestión de Ingenieria, la Gestión Comercial y los Operadores de las Estaciones de Bombeo. Lo cual representa una masa laboral de trabajadores y profesionales de aproximadamente 160 empleados.

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MISIÓN, VISION y VALORES de INGENIERIA GALPECA, C.A.

Misión:

Gerenciar con vocación de servicio y realizar las actividades que nos asignó Hidrocapital con eficiencia y tecnología para lograr los objetivos de Operar, Distribuir y Mantener las redes de los acueductos de agua potable del sector a nuestro cargo, para obtener un servicio óptimo, confiable y permanente. Visión:

Ingeniería Galpeca, C.A. ejecutara su misión en el tiempo aplicando estándares de Tecnología de vanguardia con la conjunción y preparación de todos sus recursos humanos para lograr así la excelencia de la gestión encomendada. Valores:

• Honestidad • Responsabilidad • Capacidad de Trabajo • Servidores Públicos • Preparación Técnica • Lealtad Profesional • Venezolanidad

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OPERADORA 5

AREA DE INFLUENCIA DE LA OPERADORA 5

SECTOR SUR-ESTE DEL AREA METROPOLITANA

INTRODUCCION : El presente trabajo tiene como finalidad recopilar y transcribir de una manera practica y sencilla toda la información del SECTOR SUR-ESTE del AREA METROPOLITANA en lo referente a las Estaciones de BOMBEO, NODOS, TANQUILLAS y toda aquella información adicional que sea necesaria para hacer de este MANUAL DE OPERACIONES un instrumento de consulta diaria y permanente.

1.- ESTACIONES DE BOMBEO (EBG-nn) : Son todas las Estaciones de Bombeo comprendida dentro del área de influencia del Sector Sur-Este del Area Metropolitana, las mismas reciben succión de tanquillas o de la red, se trata de recopilar el mayor numero de información de las estacionas señaladas a continuación: EBG-01 : E/B “PARAMILLO” EBG-02 : E/B “EL CAFETAL” EBG-03 : E/B “EL GUIRE” EBG-04 : E/B “SANTA MONICA” EBG-05 : E/B “PRADOS DEL ESTE III” EBG-06 : E/B “PRADOS DEL ESTE IV” EBG-07 : E/B “PIEDRA AZUL” EBG-08 : E/B “OJO DE AGUA” EBG-09 : E/B “LA PALOMERA” EBG-10 : E/B “LOMAS DE BARUTA” EBG-11 : E/B “BELLO MONTE” EBG-12 : E/B “SANTA PAULA I”

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EBG-13 : E/B “MANZANARES” EBG-14 : E/B “CALVARIO-EL HATILLO” EBG-15 : E/B “LAGUNITA I” EBG-16 : E/B “ORIPOTO I” EBG-17 : E/B “ORIPOTO II” EBG-18 : E/B “MOROCHOS DE ALTO PRADO” EBG-19 : E/B “BAJO HATILLO” EBG-20 : E/B “ALTO PAUJI” EBG-21 : E/B “LAGUNITA II” EBG-22 : E/B “SANTA ROSA DE LIMA” EBG-23 : E/B “LOMAS DE BARUTA” EBG-24 : E/B “MOROCHOS DE BARUTA” 2.- ESTANQUES (ESG-nn) : Son todas los Estanques de almacenamiento o compensación comprendida dentro del área de influencia del Sector Sur-Este del Area Metropolitana, las mismas reciben servicio de la red o de una estación de bombeo, se trata de recopilar el mayor número de información de los estanques señalados a continuación: ESG-01 : ESTANQUE “COLINAS DE VALLE ARRIBA” ESG-02 : ESTANQUE “SANTA PAULA II” ESG-03 : ESTANQUE “BOSQUE DE LA VIRGEN” ESG-04 : ESTANQUE “EL LAZO” ESG-05 : ESTANQUE “CERRO VERDE II” ESG-06 : ESTANQUE “MOROCHOS DEL CAFETAL” ESG-07 : ESTANQUE “MOROCHOS DE BARUTA” ESG-08 : ESTANQUE “LOMA LARGA” ESG-09 : ESTANQUE “VOLCAN” ESG-10 : ESTANQUE “LAGUNITA II” ESG-11 : ESTANQUE “A” ESG-12 : ESTANQUE “LA PEÑA” ESG-13 : ESTANQUE “ALTO PRADO I” ESG-14 : ESTANQUE “PRADOS DEL ESTE III” ESG-15 : ESTANQUE “PRADOS DEL ESTE IV” ESG-16 : ESTANQUE “EL PEÑON”

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3.- INFORMACION ADICIONAL : Tiene como finalidad complementar y apoyar toda la información de este trabajo. SISTEMAS TUY AREAS DE INFLUENCIA SISTEMA TUY I: AREA DE INFLUENCIA: Urb. Los Chaguáramos, parte baja de Bello Monte, parte Oeste de Las Mercedes, Urb. San Román (Calle Chivacoa), Calle Cocorote, Calle Caucagua, Calle Taborda, Calle Yare, Calle Tucupido ), Calle A y Calle B de San Román, Urb. Los Naranjos de las Mercedes (Calle Arturo Michelena, Calle Cristóbal Rojas), Urb. Valle Arriba. PANAMERICANO: (Estacion 1 Panamericano) Sector Hoyo de La Puerta. SISTEMA TUY II: ALIMENTADOR NORTE: AREA DE INFLUENCIA: Parte alta de Macaracuay, Urb. El Cafetal, Parcelamiento Topo Murachi, Urb. Altos de Tequeteque, Urb. Cerro Verde, Urb. Los Pomelos, Urb. Valle Verde, Urb. Santa Paula, Urb. San Luís, Urb. Caurimare, Urb. Colinas de los Ruices, Urb. Santa Sofía, Urb. Lomas del Mirador, Urb. Viscaya, Urb. Lomas de San Román, Urb. San Román, Urb. Terrazas de Santa Ines, Urb. Lomas del Sol, Urb. Santa Rosa de Lima, Urb. Colinas del Tamanaco, Urb. Lomas de Chuao, Urb. Las Mesetas, Calle Manzanares.

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ALIMENTADOR SUR: AREA DE INFLUENCIA: Alimentador Sur La Dolorita, Alimentador Sur Filas de Mariches, Primera Etapa de los Naranjos, Segunda Etapa de los Naranjos, Parte Alta de Los Naranjos (Alto Paují), Urb. El Cigarral, Urb. Los Geranios, Urb. La Boyera, Urb. Los Pinos, Urb. La Cabaña, Urb. Alto Hatillo, Urb. El Arroyo, Barrio El Calvario-El Hatillo, Urb. Lagunita Country Club, Urb. Lomas de la Lagunita, Urb. Loma Linda, Urb. Bosque de la Lagunita, Sector Caicaguana, Urb. Oripoto, Urb. Parcelamiento la Orquídea, Urb. Las Marías, Urb. Tusmare, Urb. Loma Larga, Urb. Carretera La Unión, Urb. El Gavilán, Urb. Sisipa, Urb. El Volcán, Urb. Los Guayabitos, Universidad “Simón Bolívar”, Urb. Monte Elena, Urb. El Placer, Urb. Monterrey, Urb. Ojo de agua, Urb. Bosque de la Virgen, Urb. Los Arcos, Urb. La Tahona, Urb. Las Esmeraldas, Urb. El Gamelotal, Urb. Las Minas de Baruta, Sector la Naya, Urb. Las Minas, Urb. La Bonita, Urb. Sorocaima, Urb. La Trinidad, Zona Industrial La Trinidad, Urb. Los Samanes, Urb. Guaicay, Urb. Terrazas de Santa Inés, Barrio El Rosario, Urb. Lomas de la Trinidad, Urb. Terrazas del Club Hípico, Urb. Charallavito, Parte alta del El Peñón. ALIMENTADOR ESTE: AREA DE INFLUENCIA: Urb. Macaracuay, Urb. El Llanito, Av. Río de Janeiro de Las Mercedes, Parte Este de las Mercedes, Urb. Chuao. SISTEMA TUY III: AREA DE INFLUENCIA: Urb. Manzanares, Urb. Alto Prado, Urb. Lomas de Alto Prado, Urb. Baruta, Urb. Piedra Azul, Urb. Ojo de Agua, Urb. El Peñón, Urb. Prados del Este, Urb. La Ciudadela, Urb. Santa Fé Norte, Urb. Santa Fé Sur, Urb. Colinas de Valle Arriba, Urb. Valle Arriba, Urb. La Alameda, Urb. El Guire, Urb. Bello Monte, Urb. Colinas de Bello Monte, Urb. Colinas de Santa Mónica, Urb. Los Campitos, Urb. Cumbre de Curumo, Sector Lomas de Baruta de Hoyo de La Puerta.

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NORMAS SANITARIAS:

Normas del Ministerio de Sanidad y Asistencia Social, “Normas para el estudio, Diseño y Construcción de Acueductos en localidades pequeñas”. ARTICULO 23: Para los efectos de diseño deberá asumirse un consumo

mínimo de 150 lts/personas/día, para la población futura prevista.

• RESERVA PARA EMERGENCIAS POR INCENDIOS:

ARTICULO 64: El volumen adicional para combatir incendios será el que

resulte de considerar un incendio de duración de dos (2) horas para gastos en los hidrantes entre 5 y 10 lts/seg, dependiendo de las características de las edificaciones. Para poblaciones menores de 2.000 habitantes no se considera necesario hacer provisiones para combatir incendios.

• PRESIONES:

ARTICULO 70: Para los efectos de funcionamiento, el sistema de

distribución deberá subdividirse en un número de redes, de manera que la presión máxima no exceda los 45 mca. En caso de red única, esa presión podrá elevarse hasta un máximo de 70 mca.

ARTICULO 74: La presión residual mínima deberá estar de acuerdo con la zona servida. Esta presión en ningún caso deberá ser menor de 7 mca.

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• DIÁMETROS: ARTICULO 76: El Diámetro mínimo a usarse en redes de distribución será

de Ø 3”. En casos especiales para tuberías de relleno y ramales de poca importancia, podrá usarse diámetros de 2”. En Sistemas urbanos, el diámetro mínimo aconsejable es de 4”, exigiéndose un mínimo de Ø 6” cuando el tramo sirva a un hidrante. En zonas de alta densidad es conveniente no usar diámetros menores a 8”.

• Consumo Máximo Horario:

“El gasto máximo horario, de acuerdo con la curva de variaciones horarias del consumo, en el caso de existir. Este gasto en ningún caso será menor de 250 a 300 por 100 del consumo medio, de acuerdo con las características de la localidad”.

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Normas del Instituto Nacional de Obras Sanitarias

(INOS) para el sector Urbano. “Normas para el diseño de los abastecimiento de agua,

señala lo siguiente”:

• “Cuando sea necesario proyectar un sistema de abastecimiento de agua para una ciudad y no se tengan datos confiables sobre consumo, se sugieren como consumos mínimos permisibles para objeto del diseño, lo indicado en la siguiente tabla”:

CONSUMOS MINIMOS PERMISIBLES – NORMAS INOS

POBLACION SERVICIO CON

MEDIDORES (lts/pers/día)

SERVICIO SIN MEDIDORES (lts/pers/día)

Hasta 20.000 habitantes 200 400 De 20.000 a 50.000 habitantes 250 500 50.000 habitantes 300 600

Estos rangos de valores permiten flexibilidad en la estimación, por lo cual el criterio y un buen juicio en la selección de este factor es elemento importante para un buen diseño. A este respecto, conviene analizar los factores que permiten la escogencia de un valor dentro de estos rangos de valores.

• Las Normas INOS presentan una Tabla que señala velocidades máximas y gastos máximos admisibles para cada diámetro, según se indica a continuación:

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RELACION DIÁMETRO-VELOCIDAD ECONOMICA

DIÁMETRO mm Pulg

Vmax (m/seg)

Qmax (lts/seg)

75 3 0,70 3,05 100 4 0,75 5,89 150 6 0,80 14,14 200 8 0,90 28,27 250 10 1,00 49,09 300 12 1,10 77,75 350 14 1,20 115,45 400 16 1,25 157,10 450 18 1,30 206,76 500 20 1,40 274,90 600 24 1,60 452,39 700 30 1,60 729,60

• Las Normas INOS establecen que en calles con ancho de 17 m. o

más (medido entre límites de propiedad), debe preverse doble tubería de distribución, con el objeto de evitar que tomas de servicios largos atraviesen la calzada.

• Las Normas INOS establecen que en las tuberías de distribución

deben preverse suficientes llaves de manera de aislar no más de 350 m. cerrando un máximo de cuatro llaves, o de que solo queden dos cuadras sin servicio.

Los diámetros de las llaves correspondientes a cada diámetro de tubería se indicaran en el cuadro siguiente:

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DIÁMETRO DE LA LLAVE DE ACUERDO AL DIÁMETRO DE LA

TUBERIA Ø Tubería Ø Llave

4 4 6 6 8 8

10 10 12 12 14 12 16 12 18 16 20 16 24 20 30 24

• Las Normas INOS establecen que en la colocación de

HIDRANTES se espaciaran a 200 m. para zonas residenciales o comerciales con menos del 120% de construcción.

Se espaciaran a 100 m. para zonas industriales o comerciales con más del 120% de construcción. El MSAS recomienda ubicarlos de forma de cubrir toda el área con radios de 90 m. en zonas residenciales.

• De acuerdo a las Normas INOS en redes de distribución se utilizan

conexiones domiciliarias para servir de ventosas (hasta 14”). En tuberías de Ø 12” o mayores que no tengan conexiones domiciliarias deberán proveerse ventosas en los puntos altos.

Para diámetros menores de Ø 12” pueden usarse ventosas automáticas de ½” de diámetro. En el caso de redes de distribución generalmente no se utilizan ventosas, ya que el aire es expulsado a través de las conexiones domiciliarias.

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DIÁMETRO DE LA VENTOSA DE ACUERDO AL DIÁMETRO DE LA TUBERIA – NORMAS INOS

Ø TUBERÍA (Pulg)

Ø VENTOSA MANUAL (Pulg)

Ø VENTOSA AUTOMATICA (Pulg)

12 4 ¾ 14 4 ¾ 16 6 1 18 6 1 20 6 2 24 8 2 30 8 2

• En tuberías iguales o mayores a 300 mm. (12”) deben proveerse en los puntos bajos llaves para limpieza, de acuerdo a las Normas INOS; los diámetros de las llaves de limpieza son los que se señalan en el siguiente cuadro:

DIÁMETRO DE LA LIMPIEZA DE ACUERDO AL DIÁMETRO DE LA

TUBERIA Ø Tubería (Pulg) Ø Purga (Pulg)

2 2 2 ½ 2

3 2 4 2 6 4 8 4 ó 6

10 6 12 6 14 6 16 6 18 6 20 8 24 8 30 10

• Las Normas INOS establece que para la red de distribución: “Las

Presiones resultantes deberán calcularse respecto al nivel de la calle en cada nodo. La presión máxima admisible en cualquier punto de la red es de 75 mca. y la mínima de 20 m. calculadas con el nivel de agua en el estanque a mitad de la altura”.

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• Para el caso especifico de la Ciudad de Caracas, las Normas INOS tienen establecido los limites de las redes de distribución por cotas, así como también a fijado la cota de rebose de los estanques correspondientes a cada red, con el propósito de unificar en un solo sistema todos los proyectos de abastecimiento de agua.

A continuación se presentan las redes y sus límites de servicio:

REDES Y LIMITES DE SERVICIO PARA

CARACAS – NORMAS INOS

Redes Limites (msnm)

Cota Rebose Estanques (msnm)

1. Inferior Baja 820 – 860 885 2. Baja 860 – 905 930 3. Media 905 – 940 965 4. Alta N.E 940 – 990 1.005 5. Alta E-1 940 – 990 1.015 6. Alta E-2 990 – 1.040 1.065 7. E-3 1.040 – 1.090 1.115 8. E-4 1.090 – 1.140 1.165 9. E-5 1.140 – 1.190 1.215 10. E-6 1.190 – 1.240 1.265 11. E-7 1.240 – 1.290 1.315

• Las Normas INOS establece que “Se consideran las siguientes

reservas para la capacidad del estanque”:

a) Para compensación del consumo: 40% del gasto diario medio anual.

b) Para compensación de gastos de bombeo, si se bombea de un

estanque de almacenamiento o de la red correspondiente, abastecidos por una fuente continua a otra red o estanque: 25% del gasto diario medio anual bombeado.

c) Para compensación de gastos de rebombeo, si se rebombea

de un estanque o de la red correspondiente, abastecidos por bombeo a otra red o estanque: 12,5% del gasto diario medio anual bombeado.

d) Para incendio: 4 horas de duración a los gastos indicados.

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e) Especiales: Las impuestas por las fuentes disponibles. • Las Normas INOS establece en “Normas para el diseño de los

abastecimiento de agua”, establecen:

“Las presiones mínimas en el sistema de distribución durante las demandas máximas horarias y sin gastos de incendio, deben ser las siguientes:

En barrios con ranchos o casas pobres que se surtirán de fuentes públicas: 5 m.

En barrios de casas pobres de segunda categoría, es decir,

aquellas casas de gente pobre, que se estiman que no usaran más que una pluma de agua: 15 m.

En áreas residenciales con edificios de primera categoría de 3

o menos pisos: 25 m. En áreas residenciales con edificios de 4 a 6 pisos: 35 m. En áreas comerciales e industriales, cuando están situadas en

una zona especialmente separada de la zona residencial y destinada exclusivamente a esos fines:

a) Para ciudades hasta de 15.000 habitantes: 25 m. b) Para ciudades de 15.000 a 50.000 habitantes: 35 m.

c) Para ciudades de más de 50.000 habitantes: 50 m.

La máxima presión estática permisible en los sistemas de distribución es

de 70 m. En cualquier caso, la tubería usada en el sistema de distribución será de tal clase que resista sin peligro de falla la presión máxima a la cual estará sujeta”.

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Normas Sanitarias sobre Dotaciones contenidas en la Gaceta

Oficial # 752 Extraordinario del 26-02-62; las cuales son aplicables a zonas donde exista un plano regulador de la ciudad.

CAPITULO VI De las dotaciones de agua

ARTICULO 90: Las dotaciones de agua para uso domestico, comercial,

industrial, riego de jardín y otros fines, se calcularan de acuerdo con lo establecido en el presente Capitulo.

ARTICULO 91: Las dotaciones de agua para viviendas unifamiliares y

bifamiliares se calcularan de acuerdo con el área de la parcela según se indica a continuación:

DOTACIÓN POR PARCELA DE VIVIENDAS

UNIFAMILIARES Viviendas Unifamiliares – Area de

la parcela en m2 Dotación en lts/día Hasta 200 1.500 201 - 300 1.700 301 - 400 1.900 401 - 500 2.100 501 - 600 2.200 601 - 700 2.300 701 - 800 2.400 801 - 900 2.500

901 – 1.000 2.600 1.001 – 1.200 2.800 1.201 – 1.400 3.000 1.401 – 1.700 3.400 1.701 – 2.000 3.800 2.001 – 2.500 4.500 2.501 – 3.000 5.000

Mayores de 3.000 5.000*

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*Mas de 100 lts/día por cada 100 m2 de superficie adicional. En caso de vivienda bifamiliar se añadirán 1.500 lts/día a la dotación arriba indicada. Nota: Estas cifras incluyen dotación domestica y riego de jardín. ARTICULO 92: Las viviendas multifamiliares deberán estar dotadas de

agua potable de acuerdo con el numero de dormitorios de cada apartamento, según la siguiente tabla:

DOTACIÓN POR NUMERO DE DORMITORIOS DE

VIVIENDAS MULTIFAMILIARES Numero de Dormitorios Dotación Diaria en lts/aptos/día

1 600 2 850 3 1.200 4 1.350 5 1.500

ARTICULO 93: Las dotaciones de agua para hoteles, pensiones y

hospedajes, se calcularan de acuerdo a la siguiente tabla:

DOTACIÓN PARA HOTELES, PENSIONES Y HOSPEDAJES

Tipo de Establecimiento Dotación Diaria en lts/día Hotel 500 lts/dormitorio

Pension 350 lts/dormitorio Hospedaje 25 lts/m2 de Area destinada a dormitorio

Las dotaciones de agua para riego y servicios anexos a los establecimientos de que trata este artículo, tales como restaurantes, bares, lavanderías, comercios y similares, se calcularan adicionalmente de acuerdo con lo estipulado en estas Normas para cada caso. ARTICULO 94: La dotación de agua para restaurantes se calculara en

función del área de los locales y de acuerdo con la siguiente tabla:

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DOTACIÓN PARA RESTAURANTES Area de los locales en m2 Dotación Diaria en lts/día

Hasta 40 2.000 lts/día De 41 a 100 50 lts/día Mas de 100 40 lts/día

Nota: En aquellos restaurantes donde también se elaboren alimentos para ser consumidos fuera del local, se calculara una dotación complementaria a razón de 8 lts/cubierto preparado para ese fin. ARTICULO 95: La dotación de agua para planteles educacionales y

residencias de estudiantes se calculara de acuerdo con la siguiente tabla:

DOTACIÓN PARA PLANTELES

EDUCACIONALES Y RESIDENCIAS DE ESTUDIANTES

Condición del alumnado Dotación Diaria en lts/día Alumnado Externo 40

Alumnado Semi-interno 70 Alumnado interno o residente 250

Personal no residente 50 Personal residente 200

Las dotaciones de agua para riego de áreas verdes, piscinas y otros fines se calcularan adicionalmente de acuerdo con lo estipulado en estas Normas para cada caso. ARTICULO 96: Las dotaciones de agua para cines, teatros, auditorios,

cabarets, casinos, salas de baile y espectáculos al aire libre se calcularan de acuerdo con la siguiente tabla:

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DOTACIÓN PARA CINES, TEATROS, AUDITORIOS, CABARETS, CASINOS, SALAS DE BAILES Y ESPECTÁCULOS

AL AIRE LIBRE Tipo de establecimiento Dotación Diaria Cines, teatros y auditorios 3 lts/asiento

Cabarets, casinos y salas de baile 30 lts/m2 de área para uso publico Estadios, velódromos, autodromos,

plazas de toros y similares 1 lts/espectador

Circos, hipódromos, parques de atracciones y similares

1 litro por espectador mas la dotación requerida para el mantenimiento de animales

Las dotaciones para riego de áreas verdes, aire acondicionado y servicio

anexos se calcularan adicionalmente de acuerdo a lo estipulado en estas Normas para cada caso. ARTICULO 97: Las dotaciones de agua para piscinas de recirculación y de

flujo continuo se calcularan de acuerdo con la siguiente tabla:

DOTACIÓN PARA PISCINAS DE

RECIRCULACIÓN Y DE FLUJO CONTINUO Tipo de piscina Dotación Diaria

Con recirculación de las aguas del rebose

10 lts/día/m2 de proyección horizontal de la piscina

Sin recirculación de las aguas del rebose 35 lts/dia/m2

Con flujo continuo 125 lts/dia/m2 La dotación de agua requerida para las piezas sanitarias en los vestuarios

y cuartos de aseo anexos a las piscinas se calculara adicionalmente a razón de 30 lts/día/m2 de proyección horizontal de la piscina. En aquellos casos en que se contemplan otras actividades recreacionales, se aumentara proporcionalmente esta dotación.

ARTICULO 98: Las dotaciones de agua para oficinas se calcularan a razón de 6 lts/día/m2 de área útil de local.

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ARTICULO 99: Las dotaciones de agua para depósitos de materiales, equipos y artículos manufacturados se calcularan a razón de 0,50 lts/día/m2 de área útil de local y por cada turno de trabajo de 8 horas o fracción. Cuando las dotaciones de agua calculada resulte menor de 500 lts/día deberá asignarse esta cantidad como mínimo. En caso de existir oficinas anexas, el consumo de las mismas se calculara adicionalmente, de acuerdo a lo estipulado en estas Normas para cada caso.

ARTICULO 100: La dotación de agua para comercios de mercancías secas,

casas de abastos, pulperías, carnicerías y pescaderías se calcularan a razón de 20 lts/día/m2 de área de local, considerándose una dotación mínima de 400 lts/día.

ARTICULO 101: La dotación de agua para mercados se calculara a razón de

15 lts/día/m2 de área útil de local. Las dotaciones de agua para locales con instalaciones sanitarias separadas, tales como restaurantes y comercios, se calcularan adicionalmente, de acuerdo con lo estipulado en estas Normas para cada caso.

ARTICULO 102: La dotación de agua para consumo humano en cualquier

tipo de industria se calculara a razón de 80 lts por trabajador o empleado, por cada turno de trabajo de 8 horas o fracción. El agua para consumo industrial deberá calcularse de acuerdo con la naturaleza de la industria y sus procesos de manufacturas. Queda a juicio de la autoridad sanitaria el verificar tales dotaciones cuando lo crea necesario. La dotación de agua para las oficinas y depósitos propios de la industria, servicios anexos, tales como comercio y restaurantes, y riego de áreas verdes, se calculara adicionalmente de acuerdo con lo estipulado en estas Normas para cada caso.

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ARTICULO 103: La dotación de agua para plantas de producción e industrialización de leche y sus anexos, se calculara de acuerdo con las cifras que se indican a continuación:

DOTACIÓN PARA PRODUCCIÓN E

INDUSTRIALIZACION DE LECHE Y SUS ANEXOS

Tipo Dotación Diaria Estaciones de recibo y

enfriamiento 1.500 lts. por cada 1.000 litros

de leche recibidos por día.

Plantas de pasteurización 1.500 lts. por cada 1.000 litros de leche a pasteurizar por día.

Fabricas de mantequillas, quesos o leche en polvo

1.500 lts. por cada 1.000 litros de leche a procesar por día.

ARTICULO 104: La dotación de agua para estaciones de servicio, bombas

de gasolina, garajes y estacionamientos se calculara de acuerdo con la siguiente tabla:

DOTACIÓN PARA ESTACIONES DE SERVICIO, BOMBAS DE

GASOLINA, GARAJES Y ESTACIONAMIENTOS Tipo Dotación Diaria

Para lavado automático 12.800 lts/día por unidad de lavado. Para lavado no automático 8.000 lts/día por unidad de lavado. Para bombas de gasolina 300 lts/día por bomba.

Para garajes y estacionamientos cubiertos 2 lts/día/m2 de área. Para oficinas y ventas de repuestos 6 lts/día/m2 de área útil.

El agua necesaria para riego de áreas verdes y servicios anexos, tales

como restaurantes y fuentes de soda, se calculara adicionalmente de acuerdo con lo estipulado en estas Normas por cada caso. ARTICULO 105: La dotación de agua para edificaciones destinadas al

alojamiento de animales, tales como caballerizas, establos, porquerizas, polleras y similares, se calcularan en base a las cifras citadas en la tabla siguiente:

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DOTACIÓN PARA EDIFICACIONES DESTINADAS AL ALOJAMIENTO DE ANIMALES

Clase de animal Dotación Diaria Ganado lechero 120 lts/día por animal

Bovinos 40 lts/día por animal Ovinos 10 lts/día por animal

Equinos 40 lts/día por animal Porcinos 10 lts/día por animal

Pollo y gallinas, pavos, patos, gansos 20 lts/día por cada 100 aves

Las cifras anteriores no incluyen las dotaciones de agua para riego de

áreas verdes y otras instalaciones.

ARTICULO 106: La dotación de agua para mataderos públicos o privados se calculara de acuerdo con el numero y clase de animales a beneficiar, así:

DOTACIÓN PARA MATADEROS PUBLICOS O PRIVADOS Clase de animal Dotación Diaria

Bovinos 500 lts/día por animal Porcinos 300 lts/día por animal

Ovinos y caprinos 250 lts/día por animal Aves en general 16 lts/día por cada Kg. en vivo.

ARTICULO 107: La dotación de agua para bares, fuentes de soda, refresquerías, cafeterías y similares se calculara de acuerdo con la siguiente tabla:

DOTACIÓN PARA BARES, FUENTES DE SODA, REFRESQUERIAS, CAFETERIAS Y SIMILARES

Area de locales en m2 Dotación Diaria Hasta 30 1.500 lts.

De 31 a 60 60 lts/m2 De 61 a 100 50 lts/m2

Mayor de 100 40 lts/m2

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ARTICULO 108: La dotación de agua para hospitales, clínicas de hospitalización, clínicas dentales, consultorios médicos y similares se calculara de acuerdo con la siguiente tabla:

DOTACIÓN PARA HOSPITALES, CLINICAS DE HOSPITALIZACIONES, CLINICAS DENTALES,

CONSULTORIOS MEDICOS Y SIMILARES Tipo de hospital Dotación Diaria

Hospitales y clínicas con hospitalización 800 lts/día por cama Consultorios Médicos 500 lts/día por consultorio

Clínicas dentales 1.000 lts/día por unidad dental El agua requerida para servicios especiales, tales como riego de áreas

verdes, se calculara adicionalmente de acuerdo con lo estimulado en estas Normas para cada caso. ARTICULO 109: La dotación de agua para lavanderías, lavanderías al seco,

tintorerías y similares se calculara de acuerdo con la siguiente tabla:

DOTACIÓN PARA LAVANDERIAS, LAVANDERIAS AL

SECO, TINTORERIAS Y SIMILARES Tipo Dotación Diaria

Lavanderías 40 lts/kg de ropa Lavanderías al seco, tintorerías y similares 30 lts/kg de ropa

ARTICULO 110: El agua requerida para la extinción de incendios se

calculara de acuerdo con lo estipulado en el Capitulo respectivo de estas Normas.

ARTICULO 111: La dotación de agua para áreas verdes se calculara a razón

de 2 lts/día/m2. No se requerirá incluir áreas pavimentadas, engranzonadas u otras no sembradas para los fines de esta dotación.

ARTICULO 112: En los casos no contemplados en este Capitulo, la autoridad sanitaria fijara las dotaciones correspondientes.

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STEEL PIPE – DESING AND INSTALLATION, MANUAL AWWA M11.

TUBERIA DE ACERO

DISEÑO E INSTALACION MANUAL AWWA M11

Vol. 56, Nov. 1964 CAPITULO 1: CARACTERISTICAS FISICAS DEL TUBO DE ACERO Las propiedades del acero que lo hacen tan útil y se combinan en la tubería de acero son:

1. Su gran resistencia. 2. Su capacidad de deformarse o flexionarse bajo una carga, sin dejar de

ofrecer resistencia total a la carga.

3. Su capacidad de doblarse sin romperse.

4. Su resistencia al impacto.

1.1 Ductibilidad y resistencia de cedencia

Como una base para comprender el tema, conviene diferenciar entre dos clases de materiales. Los “dúctiles” y los “frágiles”. Un material “dúctil” es aquel que exhibe una deformación o flujo plástico marcado, a un nivel de esfuerzo (punto de cedencia o resistencia de cedencia) y que muestra una

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elongación, deformación plástica o alargamiento total antes de su rotura final. Un material “frágil” es aquel en el cual la deformación plástica (punto de cedencia o resistencia de cedencia) no esta bien definida y la elongación total, o ultima, antes de su rotura, es pequeña. El acero suave, como el que se emplea en tubería de agua, es típico de los materiales dúctiles. En la práctica, estas dos clases de materiales deben considerarse en forma diferente, debido a que, bajo carga, actúan en forma distinta. La “resistencia” de los materiales dúctiles, hablando en función de un diseño, se define por la resistencia de cedencia medida por el punto de cedencia inferior (cuando este existe), o por el esfuerzo de cedencia de desplazamiento de la Sociedad Americana para prueba de materiales (American Society for Testing Materials, ASTM), cuando no existe un punto de cedencia. Para el acero que generalmente se usa en tuberías para agua, la resistencia de cedencia esta fijada por especificación, como el esfuerzo debido a una carga que cause una extensión de 0,5 % de las longitudes de vibración. La “ductibilidad” del acero se mide como una elongación o alargamiento bajo una carga de tensión en una maquina de prueba. La “elongación” es un cambio en medida de longitud bajo esta carga y se expresa como porcentaje de la longitud de calibración original de la probeta. 1.2 Esfuerzo y deformación

Hablando en lenguaje no técnico, los términos “esfuerzo” y “deformación” se usan con frecuencia en forma sinónima. En ingenieria, sin embargo, no son sinónimo. “Esfuerzo” es una cifra que se obtiene dividiendo la carga por el área. “Deformación” es un cambio de longitud. La relación entre esfuerzo y deformación es muy importante para el diseñador.

CAPITULO 2:

USOS DEL TUBO DE ACERO PARA AGUA Se ha encontrado que el tubo de acero para agua, que cumple con los

requisitos de las normas apropiadas AWWA, es satisfactorio para los siguientes servicios y aplicaciones:

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1. Acueductos (líneas de alimentación o troncales de transmisión) 2. Sifones invertidos

3. Sifones

4. Troncales de igualación

5. Troncales de distribución

6. Tramos auto soportados, cruzamientos en pantanos y lugares fangosos

7. Tramos auto soportados cruce de ríos

8. Cruzamiento sobre puentes

9. Cruzamiento bajo el agua

10. Cruzamiento sobre y bajo carreteras y vías férreas 11. Tomas

12. Tuberías de Estaciones de Bombeo

13. Tubería de planta de tratamiento de agua

14. Bombeo de alcantarillado y tubería de plantas

15. Alcantarillado a presión

16. Presas de almacenamiento

17. Tubos-conductos en cortinas de presa

18. Tuberías de plantas de energía

19. Ademes para pozos

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Debido a su alta ductibilidad y resistencia, el tubo de acero se ha empleado con seguridad y economía cuando tiene que resistir esfuerzos inducidos por cargas y fuerzas que resultan de:

1. Altas presiones 2. Cimentaciones desplazables o móviles

3. Golpe de ariete y choques de impulso

4. Trincheras profundas y rellenos elevados

5. Vibración proveniente de trafico u otras causas

6. Impacto – accidental u otro.

CAPITULO 3:

NORMAS PARA TUBO DE ACERO

El tubo de acero para agua se puede dividir en dos categorías según el método general de manufactura (tubo laminado y tubo fabricado). La subclasificacion se puede hacer en función del proceso de soldadura empleado: sin costura o sin soldadura; soldadura por horno o eléctrica; soldadura eléctrica, por cualquiera de los métodos: resistencia o fusión. Este ultimo proceso, ya sea por fusión de arco eléctrico o fusión por gas. El tubo también se puede clasificar por tipo de soldadura; por ejemplo, el tubo soldado en horno puede ser soldado a traslape o a tope; el tubo soldado por fusión puede ser de costura recta o costura espiral. Los diversos procesos de soldadura se describen en el Capitulo 4 que trata de la manufactura y la prueba del tubo de acero. 3.1 NORMAS AWWA

El tubo laminado se define en la Norma C202 AWWA como “tubo de acero de cualquier tamaño, producido de manera que cumpla con especificaciones de tubo acabado”.

Los tipos y tamaños cubiertos en la norma son:

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a. Sin costura, 0,3 – 750 mm. b. Soldado a tope en horno, 0,3 – 10 cm. c. Soldado por resistencia eléctrica, 0,3 – 91 cm.

d. Soldado por fusión (costura recta), 91 cm. y menor.

e. Soldado por fusión (costura espiral), 10 – 91 cm. El tubo fabricado se define por la Norma C201 AWWA como “tubo de

acero fabricado de placas o laminas; las propiedades del material se determinan previamente a la fabricación”. En la Norma están cubiertos tanto el tubo de costura recta como el tubo espiral, ambos de soldadura por fusión eléctrica, y de cualquier tamaño. Debe notarse que, debido al amplio rango de diámetro y espesor de pared, así como el uso de láminas o placas en un proceso continuo, el tubo soldado en espiral se clasifica simultáneamente como laminado, y como fabricado. La AWWA C201 cubre tubo fabricado, soldado por fusión eléctrica (costura recta o espiral), en tamaños de 10 cm. y más.

3.1 DIAMETROS Y DESIGNACION DE TAMAÑOS Los términos “diámetro” y “tamaño” se emplean para especificar tubo de

acero. El sobrado tamaño del tubo normal de laminadora es de una cifra nominal que, para tubo de 30 cm. y menor, no es ni el diámetro interior (DI) ni el diámetro exterior (DE), según se explicara más adelante. El tubo de 35 cm. Y mas, se especifica como tubo en DI o en DE.

3.2.1. El tubo laminado (excepto el soldado en espiral), se fabrica pasándolo

por rodillos dimensionadores que tienen el mismo diámetro, independientemente del espesor de pared del tubo. El tubo, por lo tanto, tiene un diámetro exterior constante y el diámetro interior varia con el espesor de la pared. Esta es una cuestión de economía entre la lámina y el usuario. También es económico para todos los fabricantes de bridas o uniones mecánicas, así como los suministradores y usuarios, que pueden tener un solo tamaño de acople para unir tamaños dedos de tubo, independientemente del espesor de la pared. El tubo de laminadora llamado estándar, se normaliza frecuentemente según la dimensión del diámetro exterior. Algunos fabricantes pueden suministrar tamaños especiales de DI.

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El tubo laminado estándar de 30 cm. de tamaño, y menor, se hace con un diámetro

CAPITULO 15:

MANEJO Y TRANSPORTE DE LOS TUBOS

El tubo de acero revestido y recubierto se transporta fácilmente por tren o camión, pero deben observándose ciertas precauciones. El tubo debe ser manejado en todo momento, con equipo aprobado, empleando eslingas resistentes y anchas, cubiertas de hule y rampas acojinadas amplias, para evitar daño al recubrimiento exterior. No debe permitirse que cables desnudos, cadenas, ganchos, barras metálicas o rampas angostas entren en contacto ya sea con el revestimiento interior del tubo esmaltado y solo deben usarse por precaución en caso de tubo revestido con mortero de cemento. 15.1 CARGA

Cuando se efectúan embarques por camión, todas las cadenas, cables u otro equipo utilizado para sujetar la carga, deben acojinarse cuidadosamente. El tubo del diámetro menor puede acomodarse terciado, de modo que se asegure la máxima superficie de apoyo para cada tramo de tubo.

Cuando la deformación del tubo recubierto y revestido con esmalte

excede al 2% del diámetro, cada extremo del tubo debe sujetarse apropiadamente con soportes o arañas interiores aprobadas, las secciones del tubo deben estar separadas, de modo que las áreas de apoyo descansen en cunas acojinadas. 15.2 METODOS DE DESCARGA

Durante la remoción del tubo del transporte original al destino, deben emplearse eslingas anchas de lona o cubiertas de hule. Según se a mencionado previamente, no debe permitirse el contacto de cables desnudos, cadenas, ganchos no acojinados, barras metálicas o rampas angostas en contacto con el revestimiento de esmalte y solo debe usarse con precaución sobre tubo

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recubierto con mortero de cemento. El tubo nunca debe dejarse caer de carros o camiones, debe manejarse por medio de una pluma o garrucha; sin embargo, el tubo de pequeño diámetro, excepto tubo no protegido recubierto con esmalte, puede ser deslizado por rampas. 15.3 ALMACENAMIENTO

Si el tubo ha de almacenarse en pilas antes de su instalación, debe seguirse la misma práctica general, señalada para una buena práctica de carga. Debe tenerse cuidado de que las pilas no se hagan demasiado altas, que pudieran resultar en daño al tubo o al recubrimiento.

15.4 TENDIDO PREVIO

Si el tubo ha de distribuirse a lo largo del derecho de vía en terreno rocoso o de graba suelta, ambos extremos en cada tramo de tubo deben colocarse sobre bloques de madera acojinados u otros soportes adecuados de modo que el exterior del tubo recubierto con alquitrán, no este en contacto con rocas o grava del suelo. También pueden usarse montículos de arena o tierra libre de rocas, en ambos extremos de cada tramo de tubo, para soportarlo sobre piso áspero.

15.4 TENDIDO PREVIO

Será beneficioso para todos, incluyendo al ingeniero y al propietario,

asegurarse de que se utiliza el equipo y procedimientos adecuados para manejar y transportar el tubo, por parte del fabricante, el aplicador de revestimiento (si existe) , el transportador, el contratista de manejo y el contratista de tendido.

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AWWA STANDARD ANSI/AWWA C210-97

For LIQUID-EPOXY COATING SYSTEMS FOR THE INTERIOR AND EXTERIOR OF STEEL WATER

PIPELINES (Sistemas de capa de epoxy líquidos para el interior y el

exterior de las tuberías de acero del agua)

SECCION 4: REQUERIMIENTOS Sec. 4.3 Coating System: (Sistema de Recubrimiento) Unless otherwise specified by the purchaser, the minimum DFT provided shall be at least 16 mils (406 µm), as shown in TABLE 1.

4.3.2.1 Salvo especificación de lo contrario por el comprador, el mínimo DFT proporcionado será por lo menos 16 mils (µm 406), según lo demostrado en la TABLA 1 (NORMA AWWA C210-97).

DFT: Espesor película seca (Dry film thickness)

EQUIVALENCIAS:

1 mils = 0,025 mm.

1 mm = 1000 µm.

1 µm = 0,001 mm. 16 mils = 406 µm

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Sec. 4.4 Coating Application: (Aplicación de Recubrimiento)

4.4.3.3 Tape Coating System for the exterior of steel water pipelines If the purchaser specifies steel pipe with rubber - gasketed joints; an interior lining of liquid epoxy meeting the requirements of this standard; and an external pipe coating of another material, such as those described in ANSI/AWWA C203, ANSI/AWWA C214, or ANSI/AWWA C215, then the liquid-epoxy system shall be extended around the pipe end and cover the exterior pipe surface from the end to a point 4 in. (100 mm) past the sealing point of the rubber gasket.

4.4.3.3 Si el comprador especifica la tubería de acero con caucho en las

juntas de empalmes; una guarnición interior de la reunión de epoxy líquida los requisitos de este estándar; y una capa externa de la tubería de otro material, tal como ésos descritos en ANSI/AWWA C203, de ANSI/AWWA C214, o de ANSI/AWWA C215, después el sistema liquido de epoxy será extendida alrededor del extremo de la tubería y cubrirá la superficie exterior de la tubería del extremo a un punto 4”. (100 milímetros) más allá del punto del borde de la junta de goma.

De acuerdo a lo conversado en HIDROCAPITAL y para lo cual se hará un pronunciamiento por escrito, se estableció lo siguiente:

• REVESTIMIENTO INTERNO:

Amina Ducto, emin = 6 mils

Para diámetros mayores a 24” (>Ø 24”) • REVESTIMIENTO EXTERNO:

Fondo Epoxico Rojo Poliamida

Epoxico Poliamida Color Verde

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Sumando los dos un emin = 14 mils

Para todos los diámetros

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NORMAS DE INSPECCION Y ENSAYOS

REQUERIDOS en obras Hidráulicas

1.- LABORATORIO DE GEOTECNIA: Introducción:

Existen una serie de parámetros referentes al terreno que son indispensables en cualquier construcción u obra de ingeniería civil. Muchos de estos parámetros se obtienen a partir de ensayos realizados en el laboratorio. El objetivo de este documento es nombrar algunos de los ensayos más frecuentes y explicar de forma general que metodología seguimos y cual es el fin de cada uno. Cuarteo de muestras:

Para poder realizar los diferentes ensayos, la primera tarea que hacemos al recibir una muestra es cuartearla, es decir, dividirla en diferentes partes igualmente representativas. Para que los ensayos sean válidos, las diferentes proporciones de muestra que tomaremos para ensayar han de tener los mismos rangos y proporciones granolumétricas. Es importante realizar un cuarteo correcto ya que sino el comportamiento de los materiales seria diferente en uno y otro ensayo y los resultados no serian coherentes. Para poder realizar el cuarteo, antes, hemos de preparar la muestra: si está húmeda la hemos de poner a secar en bandejas debajo de lámparas de infrarojos, por otro lado, si la muestra es un suelo que viene en forma de sondeo lo hemos de disgregar con una maza que deberá ser de madera para no romper los cantos que pueda tener esta. Una vez preparada para cuartear, lo que hacemos es pasar la muestra diversas veces por una cuarteadora que nos separa o divide la muestra en dos partes igualmente representativas. El número de partes que hacemos de cada muestra es función de los ensayos que debamos realizar. Cada ensayo requiere una cantidad concreta de muestra:

-Ensayo Proctor:.....................28kg (hacemos 4 sacos de 7kg cada uno). -Ensayo C B R : ......................19kg (hacemos un único saco de 19kg).

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-Granolumetrias y límites:.......3kg (entre 1.5 y 2kg para la granoulmetria y el resto para límites)

Generalmente la muestra sobrante se guarda para tener muestra disponible en caso de necesidad (repetir un -ensayo etc).

Ensayo Proctor:

El ensayo Proctor (Proctor en honor a quien lo desarrolló) es un ensayo de compactación de suelo que tiene como finalidad obtener la humedad óptima de compactación de un suelo para una determinada energía de compactación. La humedad óptima de compactación es aquella humedad (%de agua) para la cual la densidad del suelo es máxima, es decir que cantidad de agua le hemos de añadir a un suelo para poderlo compactar la máximo con una energía concreta. Para encontrar este parámetro lo que hacemos es realizar 4 ensayos con un mismo suelo (uno por saco de muestra preparada) pero con diferentes humedades de forma que después de haber realizado las compactaciones obtendremos 4 densidades de este suelo para 4 humedades diferentes, no obstante estas no son las humedades óptimas, pero si que podemos usarlas para obtener la humedad óptima mediante interpolación. Es decir que situando los 4 valores obtenidos en una gráfica Densidad respecto %Agua obtendremos 4 puntos que nos permitirán trazar una curva, de manera que el punto más alto de la curva será el de mayor densidad y por tanto el de la humedad óptima.

Ensayo CBR:

El ensayo CBR (California Bearing Ratio) mide la carga necesaria para penetrar un pistón de dimensiones determinadas a una velocidad previamente

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fijada en una muestra compactada de suelo después de haberla sumergido en agua durante cuatro días y de haber medido su hinchamiento. El hecho de sumergir la muestra se debe a que así podemos preveer la hipotética situación de acumulación de húmedad en el suelo después de la construcción. Por tanto después de haber compactado el suelo y de haberlo sumergido, lo penetramos con un pistón el cual va conectado a un pequeño "plotter" que nos genera una gráfica donde se nos representa la carga respecto la profundidad a la que ha penetrado el pistón dentro de la muestra. Esta gráfica suele ser una curva con el tramo inicial recto y el tramo final cóncavo hacia abajo (si el tramo inicial no es recto se corrige). Una vez tenemos la gráfica miramos los valores de la carga que soportaba el suelo cuando el pistón se había hundido 2.5 mm y 5mm y los expresamos en tanto por ciento, tomando como índice CBR el mayor de los porcentajes calculados.

Análisis Granolumétrico:

El análisis granolumétrico tiene como objetivo determinar la proporción de las diferentes granolumetrias que presenta un suelo, es decir, mediante este análisis sabemos que cantidad de suelo comprende cada intervalo granolumétrico. Para realizar este ensayo tomamos la muestra inicial y la separamos en finos (los que pasan por el tamiz 2 y son retenidos por el tamiz 0.06) de los gruesos (los que son retenidos por el tamiz 2), y haremos el análisis de unos y otros por separado pero antes los lavaremos con metafosfato sódico por tal de eliminar las partículas más finas que pueden quedar enganchadas en la superficie de los granos. Después de haber lavado la muestra, tomamos los gruesos y los pasamos por los tamizes dispuestos en serie, desde el tamiz número 5 hasta el tamiz número 0.25 y después pesamos y anotamos la cantidad de suelo retenido por cada tamiz. El tamizado se suele realizar con una tamizadora automática, que puede ser de diferentes modelos. Luego hacemos los mismo con los finos pero esta vez con la serie que va del 2 hasta el 0.25. Una vez conocemos la cantidad de suelo (en peso) que cae en cada intervalo granolumétrico, es decir la cantidad de suelo retenida por cada tamiz, hacemos

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una gráfica donde representamos la cantidad de suelo respecto el tamaño de grano lo que nos dará una curva más o menos recta en función de las características del suelo. De esta forma suelos con curvas similares tendrán un comportamiento granolumétrico similar.

Ángeles:

Este ensayo pretende determinar la resistencia al desgaste de los gruesos que forman un suelo. Para poderlo realizar necesitaremos 2.5-3kg de muestra de tamaño comprendido entre los tamizes 10 y 2.5, y 2.5-3kg de tamaño comprendido entre 12.5 y 15, cantidades que normalmente tomamos del sobrante de muestra. Una vez tenemos las cantidades de muestra adecuadas las pesamos y a continuación las pasamos por separado por la centrifugadora de bolas de acero, sometiendo primero a 500 revoluciones a la muestra entre el 10 y el 12.5, y luego a otras 500 revoluciones a la muestra de entre 12.5 y 15. Esta centrifugadora desgasta las muestras de forma que en función de su dureza o resistencia, estas se desgastaran más o menos. Una vez desgastadas y lavadas, volvemos a pesar las muestras, y la diferencia de peso inicial y final nos dará la cantidad de muestra que se ha perdido lo que nos indicará el desgaste de estos materiales. Calculo del límite líquido, límite plástico y índice de plasticidad:

Se entiende por límite líquido, la humedad que tiene un suelo amasado con agua y colocado en una cuchara de Casagrande cuando el surco realizado con un acanalador que divide esta masa en dos mitades se junta a lo largo de su fondo en una distancia de 13mm después de haber dejado caer 25 veces la cuchara desde una altura de 10mm con una cadencia de 2 golpes por segundo. Para realizar este ensayo usamos muestra de tamaño inferior al tamiz 0.5 (básicamente arcillas) y la amasamos usando espátulas, después llenamos la cuchara y le hacemos un surco con el acanalador normalizado. Una vez hemos hecho el surco vamos contando los golpes que le damos a la cuchara mediante la manivela y no paramos de dar golpes hasta que las dos mitades separadas por el

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surco se toquen, o que el número de golpes sea mayor de 40 (muestras casi secas). Este proceso lo repetiremos 3 veces, y en el primero deberemos obtener un valor de golpes cercano a 20, en el siguiente un valor cercano a 25, y en el último un valor alrededor de 30 golpes. Para cada cuchara llena tomaremos un poco de muestra y la introduciremos en una cápsula por tal de determinar su humedad. Después proyectamos en una gráfica el número de golpes respecto la humedad registrada cada cada vez y obtendremos una recta en cual interpolaremos los 25 golpes por tal de conocer el límite líquido.

Para calcular el límite plástico usamos el resto de la masa que hemos utilizado para calcular el límite líquido y con esta haremos unos cuantos fideos de barro sobre un cristal esmerilado por tal de secarlos a medida que los vamos amasando. Cuando vemos que el barro de los fideos se empieza a agrietar querrá decir que el barro ya empieza a estar seco y situamos los fideos dentro de una cápsula con el fin de determinar más tarde su humedad. Después de haber llenado las tres capsulas de esta manera y de haber calculado sus respectivas humedades hacemos la media aritmética de los tres valores y obtendremos el límite de plasticidad.

El índice de plasticidad lo obtenemos haciendo la resta del límite líquido y del límite plástico.

Cálculo de la densidad aparente:

Entendemos por densidad aparente la densidad de la muestra" in situ", es decir la densidad de la muestra en su lugar de origen, por tanto esta la hemos de calcular en muestras inalteradas. Para calcular la densidad aparente de una muestra primero la pesamos, a continuación la cubrimos con una capa de parafina sumergiéndola en una cazuela con parafina caliente por tal de impermeabilizarla. Una vez hemos impermeabilizado la muestra con la parafina caliente la volvemos a pesar y la diferencia de peso dividida por la densidad será

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el volúmen que hemos añadido. Después tomamos la muestra parafinada y la pesamos con una balanza hidrostática lo que nos dará el volúmen total de la muestra. Para conocer la densidad aparente dividimos el peso calculado al inicio por su volúmen.

Equivalente de Arena:

El equivalente de arena (EA) se define como el cuociente multiplicado por 100 de la altura de la parte arenosa sedimentaria y de la altura total de finos floculados depositados en una probeta. Para realizar este ensayo necesitaremos dos porciones de muestra de unos 120 grs. cada una que pase por el tamiz 5. Hay que decir que como trabajamos con dos muestras, las diferentes operaciones que realizamos las hacemos con una diferencia de 2 o 3 minutos entre la primera y la segunda muestra. Cada una de estas muestras se sitúa en una probeta en la cual previamente hemos añadido solución desfloculante. Una vez hemos introducido la muestra en las probetas y hemos eliminado la burbujas que se hayan formado al vertir el suelo dejamos reposar cada probeta 10 minutos. Después tapamos la probeta y la agitamos manteniéndola horizontal haciendo unos 90 ciclos en unos 30 segundos. A continuación tomamos la probeta y con una varilla acanalada introducimos más líquido desfloculante por el fondo de la muestra por tal de poner en suspensión las partículas más finas. Después dejamos reposar cada probeta 20 minutos y medimos en cada una la altura (respecto a la base) a la que llegan los finos y también la altura a la que llegan los gruesos. Para obtener el valor del equivalente de arena dividimos para cada probeta la altura de los gruesos entre la altura de los finos y lo multiplicamos por 100 de manera que obtenemos un valor para cada probeta, y para que el ensayo resultante se considere válido el resultado obtenido para cada probeta no puede diferir en más del 2%.

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Ensayo de Corte Directo:

El ensayo de corte directo tiene como objetivo determinar la resistencia al esfuerzo cortante de una muestra, valor que entre otras cosas nos será muy útil para el cálculo de la estabilidad de taludes. La resistencia al esfuerzo cortante en el suelo se debe a dos componentes: la cohesión, aportada por la fracción fina del suelo y responsable a su vez del comportamiento plástico de este, y el rozamiento interno entre las partículas granulares. Hay que decir que la resistencia al esfuerzo cortante, en obras de tierras para carreteras se puede hallar de forma indirecta mediante otros ensayos como el del índice C.B.R, o también, aunque se realiza con menos frecuencia, mediante el ensayo de rotura a compresión simple.

El ensayo de corte directo se realiza sobre una muestra de suelo situada dentro de una caja de metal dividida en dos piezas: la mitad superior y la mitad inferior. Simultáneamente la muestra es sometida a una carga normal constante y a un esfuerzo lateral que se va incrementando de forma progresiva. Mientras realizamos el ensayo vamos tomando nota del esfuerzo aplicado y el desplazamiento producido entre los dos bloques, datos que más tarde proyectaremos en una gráfica a partir de la cual podremos obtener la resistencia al corte de esa muestra para la carga normal aplicada. Repetiremos el ensayo un mínimo de dos veces con diferentes cargas normales, de forma que proyectando los diferentes valores en una gráfica esfuerzo normal respecto resistencia al corte podremos encontrar la envolvente de Mohr del material, con lo que ello implica: cohesión y ángulo de rozamiento interno.

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Tablas sobre expansividad de suelos: Dada la insistencia de las cuestiones sobre la peligrosidad de los suelos

expansivos, hemos decidido publicar algunas tablas al respecto que esperamos sean de ayuda:

CRITERIOS DE PELIGROSIDAD (Jiménez Salas)

Parámetro Nula Marginal Crítica Muy Crítica

Límite líquido LL <30 30-40 40-60 >60

Indice de Plasticidad IP 0-15 10-35 20-55 >45

%<1�m <15 13-23 23-30 >28

%<0,074�m <30 30-60 60-95 >90

Índice PVC de Lambe <2 2-4 4-6 >6

Índice de desecación ID >1 0,8-1 0,6-0,8 <0,6

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ESTIMACIÓN DE LOS CAMBIOS DE VOLUMEN DE LOS SUELOS EXPANSIVOS (HOLTZ Y GIBBS)

Contenido

Coloidal %<0,001mm

Índice de

Plasticidad

Límite de

Retracción

Expansión

Probable. Cambio

Volumétrico %

Grado de

expansión

>28 >35 >11 >30 muy alto

20-13 25-41 7-12 20-30 alto

13-23 15-28 10-16 10-30 medio

<15 <18 <15 <10 bajo

CRITERIOS DE EXPANSIVIDAD SEGÚN CHEN

% Pasa por

Tamiz 200

Límite

líquido S.P.T.

Expansión

Probable %

Presión de

Hinchamiento

Grado de

expansión

>95 >60 >30 >10 >10 muy alto

60-95 40-60 20-30 3-10 2,5-10 alto

30-60 30-40 10-20 1-5 1,5-2,5 medio

<30 <30 <10 <1 <0,5 bajo

Nota: las tablas están tomadas del artículo de Emilio Yánez Bustamante: "Arcillas expansivas: su estudio y patología", cuya lectura recomiendo y que está incluido dentro de la publicación "Actas del Congreso sobre Patología y Control de Calidad en la Construcción", Sevilla (1992), publicado por la Secretaría General Técnica de la Consejería de Obras Públicas y Transportes de Andalucía.

El ensayo Proctor: Cualquier proyectista se ha visto a la hora de ejecutar su proyecto con unas

conclusiones provenientes del Estudio Geotécnico que incluyen la mejora de una capa de espesor variable del terreno mediante la sustitución de este con terreno granular o zahorra compactada al, por ejemplo, 95% Proctor o Proctor Modificado. ¿Qué significa esto?

No todos los terrenos naturales con los que nos encontramos al proceder a

realizar una cimentación son adecuados. Un terreno granular suelto por ejemplo puede suponer asientos elásticos inadmisibles. Lo mismo puede ocurrirle a un

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terreno cohesivo por motivos de consolidación. Tendremos entonces que proceder a realizar una mejora del suelo.

La compactación no es desde luego el único método de mejora de los

terrenos, aunque sí uno de los más económicos y populares. Otros métodos son por ejemplo la inyección, la congelación, la vibroflotación, la precompresión, los drenes, la estabilización con materiales como la cal o las cenizas o la construcción de columnas de roca. No se debe confundir la compactación con la consolidación, en la compactación se somete al suelo a un golpeo o empaquetamiento que hace que expulse el aire de sus poros; en la consolidación, fenómeno típico de los suelos cohesivos saturados, se produce una expulsión gradual del agua de los poros.

Al compactar variamos la estructura del suelo y también algunas de sus

propiedades mecánicas. Alguno de los parámetros del suelo que variarán según sea su compactación son la permeabilidad, el peso específico y la resistencia al corte. Con la compactación buscamos unas propiedades adecuadas del suelo de nuestra cimentación así como una uniformidad de éste que siempre disminuirá la posibilidad de que se produzcan asientos diferenciales.

La compactación consiste en un proceso repetitivo cuyo objetivo es

conseguir un peso específico para una relación de agua dada tal que se garanticen las propiedades óptimas buscadas. En primer lugar se vierte sobre el suelo natural existente, generalmente en sucesivas capas, un suelo de mejora con la granulometría adecuada. Posteriormente se modifica su humedad mediante desecación o mediante adición de agua y se le transmite energía de compactación mediante apisonado por golpes o presión. Para ello se utilizan diversas maquinarias, generalmente rodillos –lisos, neumáticos, pata de cabra, vibratorios, etc.-, en función del tipo de terreno y muchas veces de la accesibilidad de éste.

Con los ensayos se pretende determinar los parámetros óptimos de la

compactación que asegurarán las propiedades del terreno buscadas. Esto se traduce en determinar cual es la humedad que se requiere para conseguir con una energía de compactación la densidad seca máxima que puede tener dicho terreno. A esta humedad se la define como humedad óptima, y es con la que se consigue la máxima densidad seca, para la energía de compactación dada. Igualmente se define como densidad seca máxima aquella que se obtiene para la humedad óptima.

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Se comprueba que al ir aumentando la humedad y compactando, la densidad seca va aumentando hasta llegar a un punto de máximo para el par densidad seca máxima-humedad óptima, a partir de este punto un aumento de humedad no supone mayor densidad seca sino al contrario una disminución de ésta.

Los ensayos se realizan en laboratorio mediante el compactado de probetas a

las que se añade agua. Los ensayos más importantes son el Proctor o «Proctor Normal, (PN)» o estándar y el «Proctor Modificado, (PM)». En ambos ensayos se toman porciones de la muestra del suelo mezclándose con distintas cantidades de agua, se compactan en un molde y se apisonan mediante una maza tomando las anotaciones correspondientes de la humedad y densidad seca. Estos pares humedad-densidad seca (la humedad en %) se llevan a una gráfica de abscisas y ordenadas (humedad en abcisas y densidad seca en ordenadas) dibujándose con ello una curva suave y obteniéndose el punto donde se produce el máximo (densidad seca máxima-humedad óptima).

Molde Proctor: La diferencia fundamental entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado

estriba en la energía de compactación utilizada. Para los ensayos españoles (normas UNE) se utiliza una energía de unos 0,583J/cm3 para el Proctor normal y unos 2,632J/cm3 para el Proctor modificado.

Las distintas normativas que definen estos ensayos son las normas

americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estandar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España

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existen las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de compactación Proctor Normal y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor Modificado.

Por tanto, cuando se nos pide un suelo compactado al 90% Proctor o Proctor

modificado significa que la compactación en obra debe obtener una densidad seca de al menos el 90% de la densidad seca máxima obtenida con los correspondientes ensayos. Para garantizar que esto ocurra se suele controlar la densidad de las tongadas mediante ensayos in situ durante el proceso de compactación.

MÉTODO PROCTOR.

Consiste en compactar el material dentro de un molde metálico y cilíndrico, en varias capas y por la caída de un pistón. Existen dos variaciones del MÉTODO PROCTOR.

a) Proctor estandar o normal, con pistón de 5 ½ lbs, h = 12’’, N = 25 golpes y 3 capas a compactar. El molde de �

= 4’ ’ y volumen 1/30 ft3.

b) Proctor modificado, con pistón de 10 lbs, h = 18’ ’ , N = 25 golpes, y compactando en 5 capas, con el mismo molde.

Proctor normalizados (Relación humedad/densidad)

1. Ensayo de apisonado de suelos por el método proctor normal (UNE

103-500-949) 2. Ensayo de apisonado de suelos por el método proctor modificado (UNE

103-501-94)

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TABLAS e INFORMACIÓN GENERAL:

• Sistemas de Abastecimientos En nuestro país, por razones de programación, se ha separado la ejecución de Programas de Acueductos en dos sectores que se han definido como Rural y Urbano, estableciéndose también normas y criterios diferentes para los diseños de los sistemas de abastecimiento de agua.

SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO RURAL Población inferior a 5.000 habitantes URBANO Población superior a 5.000 habitantes

• Clases de tuberías en función de la presión de trabajo

CLASES DE TUBERÍA EN FUNCION DE LA PRESION - NORMAS AWWA

Clase Presión de Trabajo en lbs/pulg2 (PSI)

Equivalencia en m.c.a

100 100 70 150 150 105 200 200 140 250 250 175 300 300 210 350 350 245

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CLASES DE TUBERÍA EN FUNCION DE LA PRESION - NORMAS ISO

Clase (kg/cm2) m.c.a Presión en

lbs/pulg2 (PSI) Atmósfera

(bar) 5 50 71,5 5 10 100 143 10 15 150 214,5 15 20 200 286 20 25 250 357,5 25

• Coeficiente de Rugosidad (C)

VALORES DE “ C”

(Coeficiente de Rugosidad) Tipo de Tubería C

Tubería Extremadamente Lisa 140 Policloruro de Vinilo (PVC) 140 Tubería muy lisa 130 Asbesto Cemento a Presión 120 Tubería de Concreto 120 Tubería nueva de acero 110 Hierro Galvanizado 100 – 110 Tubería Normal de Hierro o Acero con 10 años de uso 100 Hierro Fundido 100 Hierro Fundido Dúctil 100 Tubería muy rugosa 60

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• Tabla para determinar Periodos de Diseño Económico:

PERIODO DE DISEÑO ECONOMICO

Tipo Periodo

Plantas de Bombeo

a) Bombas y Motores: Para 10 o 15 años de vida y con capacidad para los posibles incrementos de la población futura.

b) Instalaciones y edificios: 20 a 25 años

Fuentes Superficiales a) Sin regulación: 20 a 30 años b) Con Regulación: 20 a 30 años (Debe basarse

en registros de escorrentías) Fuentes Subterráneas a) 20 a 30 años Pozos a) 15 años

Plantas de Tratamiento a) 20 a 30 años (Sin considerar sus posibles extensiones por duplicaciones)

Estanques de Almacenamiento

a) De concreto: 30 a 40 años b) Metálicos: 20 a 30 años

Obras de Captación c) Diques-tomas: 15 a 25 años d) Diques-represas

Líneas de tuberías � Ø 12” a) 20 a 25 años Tuberías de servicio local a) Para aceptar su pleno desarrollo en densidad Líneas de aducción grandes a) 20 a 40 años

Las extensiones futuras deben ser previstas para efecto de su incorporación.

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• Tablas de propiedades de tuberías para Acueductos:

#D

(Pulg)D

(Pulg)D (cm) D (mm)

AREA (cm2)

AREA (m2)

PERIMETRO (cm)

PERIMETRO (m)

VOLUMEN (m3xKm)

LIMPIEZA TUBERIA

HIPOCLORITO (Kg/Km)

1 ¼" 0,25 0,64 6,35 0,32 1,99 0,022 3/8" 0,38 0,95 9,53 0,71 2,99 0,033 ½" 0,50 1,27 12,70 1,27 3,99 0,044 5/8" 0,63 1,59 15,88 1,98 4,99 0,055 ¾" 0,75 1,91 19,05 2,85 5,98 0,066 7/8" 0,88 2,22 22,23 3,88 6,98 0,077 1 ½" 1,50 3,81 38,10 11,40 11,97 0,128 1 1/8" 1,13 2,86 28,58 6,41 8,98 0,099 1 ¼" 1,25 3,18 31,75 7,92 9,97 0,1010 1 1,00 2,54 25,40 5,07 7,98 0,0811 1 3/8" 1,38 3,49 34,93 9,58 10,97 0,1112 1¾" 1,75 4,45 44,45 15,52 13,96 0,1413 2 2,0 5,08 50,80 20,27 15,96 0,1614 2 ½" 2,5 6,35 63,50 31,67 19,95 0,2015 3 3,0 7,62 76,20 45,60 23,94 0,2416 3 ½" 3,5 8,89 88,90 62,07 27,93 0,2817 4 4 10,16 101,60 81,07 0,008 31,92 0,32 8,11 0,618 6 6 15,24 152,40 182,41 0,018 47,88 0,48 18,24 1,419 8 8 20,32 203,20 324,28 0,032 63,84 0,64 32,43 2,520 10 10 25,40 254,00 506,70 0,051 79,79 0,80 50,67 3,921 12 12 30,48 304,80 729,64 0,073 95,75 0,96 72,96 5,622 14 14 35,56 355,60 993,12 0,099 111,71 1,12 99,31 7,723 16 16 40,64 406,40 1.297,14 0,130 127,67 1,28 129,71 10,024 18 18 45,72 457,20 1.641,69 0,164 143,63 1,44 164,17 12,725 20 20 50,80 508,00 2.026,78 0,203 159,59 1,60 202,68 15,626 24 24 60,96 609,60 2.918,56 0,292 191,51 1,92 291,86 22,527 27 27 68,58 685,80 3.693,81 0,369 215,45 2,15 369,38 28,528 30 30 76,20 762,00 4.560,26 0,456 239,38 2,39 456,03 35,229 36 36 91,44 914,40 6.566,77 0,657 287,26 2,87 656,68 50,630 42 42 106,68 1.066,80 8.938,10 0,894 335,14 3,35 893,81 68,931 48 48 121,92 1.219,20 11.674,26 1,167 383,01 3,83 1.167,43 90,032 54 54 137,16 1.371,60 14.775,23 1,478 430,89 4,31 1.477,52 113,933 60 60 152,40 1.524,00 18.241,02 1,824 478,77 4,79 1.824,10 140,634 72 72 182,88 1.828,80 26.267,07 2,627 574,52 5,75 2.626,71 202,535 74 74 187,96 1.879,60 27.746,62 2,775 590,48 5,90 2.774,66 213,936 84 84 213,36 2.133,60 35.752,41 3,575 670,27 6,70 3.575,24 275,637 96 96 243,84 2.438,40 46.697,02 4,670 766,03 7,66 4.669,70 360,038 100 100 254,00 2.540,00 50.669,51 5,067 797,95 7,98 5.066,95 390,639 108 108 274,32 2.743,20 59.100,92 5,910 861,78 8,62 5.910,09 455,640 120 120 304,80 3.048,00 72.964,10 7,296 957,53 9,58 7.296,41 562,5

TABLA DE PROPIEDADES DE TUBERIAS PARA ACUEDUCTOS

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• Tabla de presiones:

Bar Kg/cm2 mca psi5 5 5,10 50,99 72,52

10 10 10,20 101,97 145,04125 12,02 12,25 122,55 175,00

16 16 16,32 163,15 232,06150 18,96 19,33 193,30 274,94

20 20 20,39 203,94 290,08250 20,60 21,01 210,08 300,00

25 25 25,49 254,93 362,59300 27,64 28,18 281,80 400,81

40 40 40,79 407,89 580,15

TABLA DE PRESIONES

PN ANSIPRESIONES

• Caudales estimados por líneas de bombeo del Sistema Tuy:

LINEASSISTEMA TUY I

(l.p.s)SISTEMA TUY II

(l.p.s)SISTEMA TUY III

(l.p.s)1 1.150 1.500 3.2002 2.200 3.100 6.4003 3.700 4.600 8.7004 5.200 11200*5 6.400 14000*6 7.200

SISTEMAS TUY (Caudales Estimados por lineas de bombeo)

* CAUDALES TEORICOS

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• Niveles Máximos y Mínimos de los embalses:

EMBALSE COTA MAXIMA

COTA MEDIA

COTA MINIMA

MARIPOSA 984,20 981,00 961,00

PEREZA 1.068,50 1.067,00 1.033,00

LAGARTIJO 192,35 189,75 158,00

CAMATAGUA 304,00 301,66 272,00

NIVELES EMBALSES

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• Niveles de Servicios en el Area Metropolitana de Caracas:

COTAS DE NIVELES DE

SERVICIOS Y ESTANQUES

NIVEL DESDE HASTA COTA

REBOSE ESTANQUE

0 820 860 885 1 860 900 925 2 900 940 965 3 940 980 1.005 4 980 1.020 1.045 5 1.020 1.060 1.085 6 1.060 1.100 1.125 7 1.100 1.140 1.165 8 1.140 1.180 1.205 9 1.180 1.220 1.245 10 1.220 1.260 1.285 11 1.260 1.300 1.325 12 1.300 1.340 1.365 13 1.340 1.380 1.405 14 1.380 1.420 1.445 15 1.420 1.460 1.485 16 1.460 1.500 1.525 17 1.500 1.540 1.565 18 1.540 1.580 1.605 19 1.580 1.620 1.645 20 1.620 1.660 1.685 21 1.660 1.700 1.725 22 1.700 1.740 1.765 23 1.740 1.780 1.805 24 1.780 1.820 1.845 25 1.820 1.860 1.885

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CONSIDERACIONES GENERALES:

Accesorios complementarios para el diseño de Estanques de Agua Potable:

1. Tubería de Llegada (succión):

El diámetro esta definido por la línea de adicción, y deberá estar provisto de llave de igual diámetro antes de la entrada al estanque y proveerse de By-pass para atender situaciones de emergencia. Cuando se trate de estanques de dos celdas, la bifurcación se hará manteniendo el diámetro para ambas derivaciones y proveyendo llaves a cada una.

2. Tubería de Salida (descarga):

El diámetro de la tubería de salida será el correspondiente al diámetro de la matriz de distribución, debiendo estar provisto de llave. Similarmente cuando existen dos celdas, el diámetro de cada una de ellas será el correspondiente a la matriz de distribución y se proveerá de llaves antes de la unión hacia una sola línea de distribución.

La ubicación de la salida respecto a la entrada debe reducir al mínimo las

posibilidades de cortocircuito.

3. Tubería de limpieza:

La tubería de limpieza deberá de ser de un diámetro tal que se facilite el vaciado del estanque en un periodo no mayor de 2 horas. La limpieza estará provista de llave y el fondo del estanque con una pendiente no menor del 1% hacia la salida. No es aconsejable que las tuberías de limpieza descarguen directamente en colectores cloacales, por lo cual deben tomarse las previsiones para evitar cualquier riesgo de contaminación posible.

4. Tubería de rebose:

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La tubería de rebose se conectara con descarga libre a la tubería de limpieza y no se proveerá de llave, permitiendo la descarga en cualquier momento. El diámetro de la tubería de rebose estará determinado por la altura de la cámara de aire en el estanque, o permitiendo un gasto igual al gasto de llegada al estanque y evitando presión sobre la tapa. En todo caso, es aconsejable que el diámetro de la tubería de rebose no sea menor que el de llegada.

5. Ventilación:

Los estanques deben proveerse de un sistema de ventilación, con

protección adecuada para impedir la penetración de insectos y de otros animales. Para ello es aconsejable la utilización de tubos en “ U” invertida, protegidos a la entrada con rejillas o telas metálicas y separadas del techo del estanque a no menos de 30 cm.

6. Medidor Principal:

Es aconsejable colocar un medidor registrador a la salida del estanque,

que permita determinar los volúmenes de agua entregados en forma diaria, así como las variaciones del gasto. Ello permitirá durante la fase de operación determinar fallas del servicio, desperdicios y usos no controlados, pudiendo tomarse medidas correctivas para el mejor funcionamiento del sistema.

7. Otros accesorios:

Debe proveerse al estanque de control de niveles flotantes, bocas de visita

y escaleras de acceso interior y exterior. A continuación se indican algunos detalles de importancia que deben ser

considerados en el diseño de los estanques de almacenamiento:

1. Ubicación del estanque. Plano de situación y plano acotado de la zona servida.

2. Cota de fondo y cota de rebose

3. Forma. Dimensiones. Espesor de paredes. Detalles de refuerzo.

4. Capacidad.

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5. División del estanque en celdas que permitan la limpieza independiente de cada una.

6. Fuente de agua utilizada para el lavado. Cantidad.

7. Conexiones y tubería de lavado. Ubicación y materiales de que serán

fabricadas. Llaves, tipo y número de llaves.

8. Drenaje del agua proveniente del lavado de los filtros. Sitio de disposición de dichas aguas. Diagrama de conexiones e instalación.

9. Colocación y diagrama de las tuberías de rebose. Diámetros y

materiales. Disposición de las aguas de rebose. Conexiones.

10. Tipo de ventilación escogido. Diámetros. Situación de los tubos de ventilación. Conexiones.

11. Protección con tela metálica de los orificios de ventilación y de las

tuberías de rebose. 12. Método de protección contra los rayos solares (temperatura del agua y

control de algas)

13. Material y forma de la cubierta. Pendiente de la cubierta.

14. Detalle de la boca o bocas de visita del estanque (Celdas). Tapas. Detalles.

15. Detalles de las escaleras de acceso exteriores e interiores (individuales

para cada celda)

16. Detalles de la barandilla para protección del operador.

17. Detalles de la tanquilla de llaves que incluirá las llaves de distribución, las llaves de lavado y conexiones.

18. Detalles de las conexiones de las tuberías del estanque con la tubería

de distribución y con las tuberías de lavado.

19. Los estanques estarán convenientemente protegidos con cercas con el fin de evitar el acceso al público.

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20. Indicador del nivel de agua (exterior).

21. Deberá contemplarse la construcción de una vía de acceso para

vehículos y peatones con fines de transporte de materiales, piezas, etc. y reparaciones.

22. Deberá reservarse una zona verde cercada alrededor del estanque.

• Tuberías utilizadas para abastecimiento de agua:

� Tuberías de hierro fundido (HF) � Tuberías de hierro fundido dúctil (HFD)

� Tuberías de acero galvanizado (HG)

� Tuberías de Asbesto-Cemento a presión (ACP)

� Tuberías de Policloruro de Vinilo (PVC)

� Tubería de Polietileno de Alta Densidad (PEAD)

� Tubería Acero Soldado (AS)

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Guías Generales Para Pruebas En El Campo

PRUEBA DE PRESIÓN HIDROSTÁTICA:

Todas las tuberías recién instaladas o cualquier sección con válvulas deberán ser sometidas a una prueba hidrostática de al menos 1,5 veces la presión de trabajo en el punto de prueba.

LAS PRESIONES DE PRUEBA DEBEN CUMPLIR CON LOS

SIGUIENTES CRITERIOS:

� Ser por lo menos 1,25 veces la presión de trabajo en el punto más alto a lo largo de la sección que se prueba.

� No exceder las presiones para las que son diseñadas las tuberías, los

accesorios, o juntas de cerrojo. � Que la prueba dure al menos 2 horas. � Una variación no mayor a + / - 5 psi (34.5 kPa) durante el tiempo de la

prueba. � No exceder más del doble del rango de presión nominal de las válvulas o

hidrantes cuando el límite de presión de la sección bajo prueba incluya válvulas o hidrantes de asiento metálico cerrados.

� Las válvulas no deberán ser operadas en ninguna dirección con presión

diferencial mayor que la nominal. � Los hidrantes en una sección de prueba solamente serán probados con la

válvula principal del hidrante cerrada. � No exceder el rango de presión de las válvulas cuando el límite de presión de

la sección en prueba incluya válvulas cerradas de compuerta con asiento de hule elástico, o válvulas de mariposa con asiento de hule.

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� Cada sección con válvulas deberá ser llenada lentamente. La prueba de presión específica, basada en la elevación del punto más bajo de la línea o sección bajo prueba y corregida a la elevación del manómetro, es aplicada por medio de una bomba conectada a la tubería. Las válvulas no deberán ser operadas en dirección de abrir ni de cerrar a presiones diferenciales por arriba del rango de su presión nominal. Es buena práctica el permitir que el sistema se estabilice a la presión de prueba antes de llevar a cabo la prueba de fugas.

� Antes de aplicar la presión de prueba específica, se debe sacar

completamente el aire de la sección de tubería por probar. Si no hay ventilas de aire permanentes en todos los puntos altos, se deberán instalar inserciones para tomas en dichos puntos para que el aire pueda ser expulsado mientras el sistema es llenado con agua. Después de que todo el aire ha sido expulsado, las tomas se cierran y la presión se aplica. Al terminar la prueba de presión, las tuercas de inserción deberán ser retiradas y tapadas o dejadas en su lugar, según indiquen las especificaciones.

� Cualquier tubería, accesorio, válvula, hidrante o junta expuesta deberá ser

cuidadosamente examinados durante las pruebas de presión. Cualquier tubería, accesorio, válvula o hidrante dañado o defectuoso detectado por la prueba de presión, deberá ser reparado con material resistente y la prueba deberá repetirse hasta que los resultados sean satisfactorios.

TOLERANCIA DE PRUEBA

La tolerancia de prueba se define como la cantidad de agua que debe ser surtida (agua de reemplazo) en cualquier tubería instalada o sección con válvulas, para mantener la presión dentro de una variación de (5psi) 34.5kPa, de la presión de prueba especificada después de que el aire ha sido expulsado y la tubería ha sido llenada con agua. La tolerancia de prueba no se mide por una baja en la presión en una sección de prueba en un período de tiempo. Ninguna instalación de tubería debe ser aceptada si la cantidad de agua de reemplazo es mayor que la determinada usando la siguiente fórmula:

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Lts. / Hora T=Tolerancia de prueba, (L/h) L= longitud del tubo probado (m) D= diámetro nominal del tubo (mm) P= promedio de presión de prueba (kPa)

Cuando se estén probando válvulas cerradas de asiento metálico, una cantidad adicional de agua de relleno por válvula cerrada de 1,2 m L/h/mm del diámetro nominal de la válvula es permitido. Cuando haya hidrantes en la sección en prueba, la prueba deberá hacerse sobre la válvula principal en el hidrante. La aceptación de una instalación es determinada en la base de la tolerancia de prueba. Si cualquier prueba muestra una cantidad de agua de relleno mayor a la permitida, el instalador es responsable de localizar y reparar cualquier fuga, hasta que los resultados de la prueba estén dentro del rango permitido. Todas las fugas visibles deben ser reparadas sin importar el tamaño y gravedad de la fuga.

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NORMAS DE OPERACIÓN DE ESTACIONES

DE BOMBEO

El personal de operadores de esta Estación deberá seguir rigurosamente las siguientes instrucciones:

NORMAS DE OPERACIÓN El personal de operadores de esta Estación deberá seguir rigurosamente las siguientes instrucciones:

P r e c a u c i o n e s

A continuación se indican algunas de las precauciones a tomar para asegurar el buen funcionamiento de los equipos de esta estación:

Revisar la presión de succión y de descarga cada hora durante la marcha del grupo de bombeo.

Comprobar la lubricación en la bomba y en el motor y completar las

grasas y los aceites lubricantes que hagan falta (siempre se deberá usar el aceite y la grasa recomendados por los técnicos de la división de mantenimiento electromecánico).

Comprobar que el cierre prensa-estopa, permita un ligero goteo que

garantice la lubricación de la empacadura. Comprobar cada hora durante la marcha del grupo de bombeo, la

temperatura al tacto de todos los rodamientos y de los cojinetes de la bomba y del motor y, así mismo, comprobar la temperatura del motor (nunca se debe mojar los motores con el objeto de aliviar su calentamiento).

Comprobar que el amperaje de las bombas es el apropiado.

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Eliminar el polvo y cualquier suciedad que esté sobre la bomba y el motor.

En general, se deberá mantener completamente limpio el lugar donde

están los grupos de bombeo. Notificar al caporal de operación, cualquier anormalidad que se consiga

en las comprobaciones anteriores y parar cualquier grupo, sólo con la autorización del mismo. En caso de una emergencia que amerite una parada violenta, lógicamente no se requiere pedir autorización; después de hacerla, notificarlo al caporal.

Puesta en marcha de un grupo de bombeo

Verificar que la presión de succión es la recomendada, cualquier

anormalidad, notificar de inmediato al caporal de guardia. Abrir los grifos de purga de aire y cerrarlos sólo cuando el agua se escapa de ellos sin burbujas de aire.

Antes de la puesta en marcha, se dará al eje de la bomba unas cuantas

vueltas con la mano, para cerciorarse de que gira con la debida facilidad. Nunca se deberá arrancar la bomba cuando el eje esté en movimiento,

mucho menos si es en el sentido contrario al cual gira normalmente. La puesta en marcha se hará con la válvula de descarga casi cerrada y

observando el manómetro y el amperímetro de la bomba. Si inmediatamente después de arrancar la bomba, la presión no sube progresivamente con el aumento de velocidad, es que la bomba contiene aire. Habrá que pararla, volver a llenarla y purgarla debidamente de aire.

Sólo cuando se haya alcanzado la plena velocidad, se abrirá lentamente la

válvula de descarga hasta alcanzar la presión normal. A medida que se abre esta válvula, se deberá observar cómo va disminuida la presión. No se debe permitir que la presión disminuya excesivamente con la bomba en funcionamiento.

La bomba no se debe dejar marchar nunca sin agua y debe funcionar libre de trepidaciones o vibraciones fuertes. Cualquier anormalidad notificarla de inmediato al caporal de guardia.

Cuando se arranque un grupo de bombeo con la tubería de descarga vacía,

la válvula de descarga se abre un poco y se deja que se vaya llenando

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lentamente, vigilando continua presión. Sólo cuando la presión sube algo más de lo normal, se abrirá un poco más. Esto se repite cada vez que aumente la presión, así hasta alcanzar la presión normal de trabajo.

Parada de un grupo de bombeo

Cerrar casi completamente la válvula de descarga. Parar la bomba. Verificar que no se está devolviendo el agua que queda en la tubería de

descarga. Cuando sucede, el eje de la bomba queda girando lentamente en forma permanente; en tal caso, cierre totalmente la válvula de descarga y la de succión.

Parada de un grupo de bombeo

Cerrar casi completamente la válvula de descarga.

Parar la bomba.

Verificar que no se está devolviendo el agua que queda en la tubería de

descarga. Cuando sucede, el eje de la bomba queda girando lentamente en forma permanente; en tal caso, cierre totalmente la válvula de descarga y la de succión.

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NORMAS PARA LA DIGITALIZACIÓN DE LOS

PLANOS 21 DEL INOS (1960)

(A LOS FINES DE SU POSTERIOR MIGRACIÓN A UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO)

(Transcripción exacta de las Normas presentada por la Subgerencia de Ingeniería del Sistema Metropolitano,

actualizadas hasta Agosto del 2003)

ÍNDICE

1. Introducción 2. Codificación de los nodos 3. Nomenclatura y atributos de las Capas 4. Tuberías 5. Color de las tuberías 6. Tipo de Línea 7. Nomenclatura de otras capas 8. Tipo de texto y Características

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Intercambio, Migración Y Distribución De La Información

INTRODUCCIÓN

El presente manual tiene por finalidad normar el proceso de digitalización de los Planos de las Redes de Distribución del Sistema Metropolitano. Así como facilitar el trabajo e ínteractuación de los 5 equipos de trabajos de las empresas operadoras (Proactiva Medioambiente Venezuela, Carlos Carrillo Constructores C.A., Constructora Evedgauris C.A., Ingeniería Galpeca C.A. y Mareba C.A.), Así como por el equipo integrador de los datos de HIDROCAPITAL.

Igualmente normar el proceso de digitalización de los Planos de las Redes

de Distribución del Sistema Metropolitano, conocidos como Planos 21 de INOS (1960). Así como facilitar el trabajo e ínteractuación de los 5 equipos de trabajos de las empresas operadoras y el equipo integrador de los datos de HIDROCAPITAL.

Igualmente este proceso de digitalización tiene como objetivos no solo el

facilitar el manejo y actualización de los planos de las redes de distribución, a través de la digitalización de los planos ya antes mencionado, sino su migración a un Sistema de Información Geográfico que esta por definirse, así como para la utilización de esta información en el proceso de simulación hidráulica.

El manual hace tiene tres partes, la primera se refiera a la formas que

previamente se han acordado para la codificación de los nodos, una segunda parte sobre la nomenclatura de las capas y los atributos de las mismas, y una tercera sobre las características y atributos de los texto y los símbolos utilizados. Se deja constancia que durante todo estos meses de trabajo, las normas se han ido modificando en razón de las necesidad y limitaciones que se han detectado, en razón de lo cual el presente manual es un papel de trabajo, sujeto a modificación, y la versión final del mismo se entregará con la finalización del trabajo como parte de la memoria del mismo.

CODIFICACIÓN DE LOS NODOS

En el proceso de elaboración de la base de datos, ha sido necesario establecer, un código de los elementos, para facilitar la compresión de los nodos y la referencia de cada uno no solo en la base de datos, sino también de forma fácil al ver el plano, estableciéndose el siguiente sistema de codificación, que consta de cuatro grupos de letras y números:

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XX N N NNN NODO ÁREA SISTEMA NÚMERO DEL NODO

Nodo, consta de dos letras, siendo siempre la primera N correspondiente a Nodos, seguida de una segunda letra que describe el tipo de nodo, siendo las siguientes combinaciones las definidas:

NT NODO TANQUE

NA NODO VENTOSA

ND NODO DISPOSITIVO DE MEDICIÓN

NE NODO ESTACIÓN DE BOMBEO

NH NODO HIDRANTE

NM NODO MANIFOD O VALVULERÍA

NV NODO VÁLVULA

El siguiente dato de la codificación se corresponde con un digito que

representa la respectiva área de las operadoras definida por Hidrocapital, donde se encuentra el nodo:

NÚMERO AREA

2 DOS

3 TRES

4 CUATRO

5 CINCO

6 SEIS

Continuando las codificaciones, el siguiente elemento incorporado ene esta es el Sistema, que se refiere a cual sistema de los TUY, pertenece el Nodo.

NÚMERO SISTEMA

1 TUY I

2 TUY II

3 TUY III

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El último dato es un grupo de tres dígitos, que se inicia en 001 hasta 999, correspondiéndose con el con el número del nodo, en sí obteniéndose:

NODO ÁREA SISTEMA NÚMERO DEL NODO

NT 4 1 001

NA 4 1 002

ND 4 1 003

NE 4 1 004

NH 4 1 005

NM 4 3 006

NV 4 3 007

Lo que significa que tenemos en el ejemplo los siguientes Nodos: un tanque una ventosa, un dispositivo de medición y una estación de bombeo que están en el Área 4 y que pertenecen al Sistema Tuy I, con sus respectivos números. Igualmente tenemos un Manifold y una válvula que están en el área 4, que pertenecen a Sistema Tuy 3, y sus respectivos números consecutivo del Nodo.

NOMENCLATURA Y ATRIBUTOS DE LAS CAPAS TUBERIAS:

Se le asigna a cada diámetro de tubería, estas capas llevan por nombre una combinación de letras y números que permite conocer el diámetro de la tubería y el tipo de material de esta. Siendo la formula la siguiente: TUBERÍA DIÁMETRO MATERIAL X NN.N XXXX Ejemplo:

Para una tubería de Ø 100” Lock Joint, el nombre de la capa será el siguiente, T100LJ

En caso de no disponer de la información del tipo de material de la tubería se obvia este dato.

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En caso de aquellas tuberías que con un diámetro en números fraccionales, estos los convertimos en decimales, con lo cual una tubería de Ø 1” ½ PEAD, tendrá una capa con la siguiente denominación: T1.5PEAD

En todos los casos, todas las letras se escriben en mayúsculas. Con respecto a los materiales, estos se escribirán de acuerdo con las abreviaciones ya establecidas por las convenciones.

MATERIAL ABREVIACIÓN LOCK JOINT LJ HIERRO FUNDIDO HF HIERRO GALVANIZADO HG HIERRO DÚCTIL HD POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD PEAD

ACERO AC COLOR

Principalmente por razones prácticas, se han agrupado las tuberías por diámetro para asignarle el color

TUBERÍA COLOR NÚMERO 0,5” – 10” VERDE 3 12” - 16” CYAN 4 >= 18” AZUL 5 TIPO DE LÍNEA Y GROSOR El tipo de línea es continua (continuos)

TUBERÍA COLOR GROSOR DE LA LÍNEA

0,5” – 10” VERDE 0,30

12” - 16” CYAN 0,70

>= 18” AZUL 1,00

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Nota: Se recomienda realizar la conversión de aquellas tuberías de

milímetros a pulgadas, de acuerdo con el siguiente cuadro:

DIÁMETRO EN MILIMETROS EQUIVALENCIA EN PULGADAS

60 mm 3” 80 mm 4” 100 mm 4” 125 mm 6” 150 mm 6” 200 mm 8” 250 mm 10” 300 mm 12” 400 mm 16” 600 mm 24”

En caso contrario que sea necesario o se desee mantener esta unidad de medida se coloque MM a continuación del número o guarismo que representa el diámetro de la tubería., con lo cual la formula se modificaría de la forma siguiente:

TUBERÍA DIÁMETRO UNIDAD MATERIAL X NN.N MM XXXX

Igualmente se recomienda crear adicionalmente una capa con que lleve por nombre TSDIAC (TUBERIA SIN DIAMETRO CONOCIDO), para aquellos casos que no aparezca la información en el plano NOMENCLATURA DE LAS OTRAS CAPAS

Finalizada las características de las tuberías continuamos con el resto de las capas, creando una capa para cada uno de los siguientes elementos, escribiendo los nombres de estas capas como ya se menciono en mayúsculas y en Plural:

HIDRANTES PURGAS TANQUILLAS TOMAS ESTANQUES NODOS

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VENTOSAS BOCALLAVE POZOS VALVULAS EBOMBEO (ESTACIONES DE BOMBEO) CANAL DE CONCRETO (TUY I LA MARIPOSA) PTRATAMIENTOS (PLANTA DE TRATAMIENTO) EMBALSE CLORADORAS MANIFOLDS TEXT SÍMBOLOS

En esta capa ubicaremos todos aquellos símbolos gráficos, que son de ayuda en el dibujo pero que no son de ningún interés a la hora de migrar la información a un Sistema de Información Geográfico (SIG), como ejemplo los tapones. TIPO DE TEXTO Y CARACTERISTICAS Romans S, se utilizará para dimensionamientos, textos, títulos, cotas coordenadas, cuadriculas y sustitutos, en color blanco, tamaño 8. Romans D, se utilizará para títulos de notas, leyendas, títulos de proyectos, enumeración de planos, enumeración de hojas y datos e rótulos. SIMBOLOS

Se acordó, privilegiar los símbolos utilizados por el Instituto Nacional de Obras Sanitarias (INOS), en virtud de ser ampliamente conocido por el personal de la empresa, lo que facilita el manejo de los planos digitalizados por parte del personal de HIDROCAPITAL, ya que están familiarizados con los mismos.

INTERCAMBIO, MIGRACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LA INFORMACIÓN

En virtud de los avances técnicos que se van produciendo es necesario, establecer como el formato estándar para la distribución e intercambio de la información el formato R12dxf de AutoCAD, se puede trabajar en la versión que le parezca mas cómoda a cada usuario, pero la entrega de la información se deberá realizar en este formato.

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ELEMENTOS DE ACERO (Tuberías y Estructural):

• CORROSION:

La corrosión es el resultado de una compleja acción electroquímica. En la practica se distingue el oxido de la laminación, que se produce por efecto del agua en el metal al rojo durante la laminación, del oxido atmosférico que se inicia a medida que se desprende la costra de laminación.

La intensidad de la corrosión depende de las condiciones ambientales, los efectos de la corrosión se miden por medio del espesor del material perdido (“ mils” , milésimo de pulgada), (1 mil = 0,025 mm.).

Los métodos de control de la corrosión se basan en la compresión del

mecanismo que la produce. Sin embargo, las pinturas son el método más usado para proteger el acero estructural y tuberías. Para conseguir una pintura eficaz y duradera además de la adecuada preparación de la base, es necesaria una correcta elección de la pintura, una ejecución técnicamente correcta de las capas protectoras y una construcción de la estructura adecuada al recubrimiento, esto es que el proyectista debe pensar en un mantenimiento económico y eficaz facilitando disposiciones constructivas contra la corrosión, por ejemplo con formas que aseguren el perfecto drenaje de las aguas pluviales, evitando la condensación sobre superficies que puedan generar una corrosión local intensa, con la accesibilidad a todos los rincones, etc.

Ataque gradual químico o electroquímico en un metal mediante la humedad

atmosférica u otros agentes.

• ACERO AL CARBONO:

Acero el cual debe sus propiedades sobre todo al carbono sin una cantidad importante de otros elementos aleados. El acero es clasificado como acero al carbono cuando el máximo contenido no exceda de los siguientes porcentajes: Carbono 0.50, Manganeso 1.65, Silicio 0.30, Cobre 0.20 (cuando sea especificado).

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• SOLDADURA:

La soldadura es un procedimiento de unión de dos o más piezas, a menudo metálicas, mediante una coalescencia o unión por una superficie de separación. La mayoría de los procesos de soldadura requieren una transmisión de energía a los materiales a soldar, con o sin presión entre ellos. Una forma de energía aplicada es el calor, que puede provenir de diversas fuentes.

• MATERIAL BASE: El criterio de la escuela norteamericana es que el proceso de soldadura debe

influir lo menos posible sobre el material base, a tal efecto la AWS suministra tablas de grados y calidades de acero utilizables en estructuras soldadas siempre que se utilicen los electrodos y procedimientos indicados. Es el material sobre donde se va a soldar.

• MATERIAL DE APORTE: Constituye la masa o cuerpo del electrodo y su presencia en la soldadura se

determina por la fusión del extremo del electrodo al producirse el arco. El material del electrodo debe elegirse de manera que la soldadura obtenida corresponda a las características que el material base.

• SOLDADURA A TOPE:

La soldadura por unión a tope será aquella en la que las piezas a unir se posicionen enfrentadas y con sus bordes perfectamente alineados, dejando una separación entre las chapas, aproximadamente, igual a su espesor.

En los casos de piezas excesivamente gruesas, es conveniente realizar un

chaflán en sus bordes en forma de V o de X para asegurar la penetración del cordón.

Para realizar la soldadura es necesario mantener una posición correcta de la

antorcha, con una inclinación aproximada de unos 15º a 20º, asegurando de esta forma la cobertura de la soldadura mediante el gas protector.

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La dirección de soldadura estará en función del material y del espesor de la pieza a soldar. Si se suelda acero o metales similares, la dirección de soldadura no será determinante, si bien es recomendable efectuar la soldadura de derecha a izquierda, pues, aunque la cantidad de material depositado es menor, se obtiene una velocidad de soldadura elevada y un excelente aspecto del cordón. Por el contrario, en la soldadura de izquierda a derecha, la calidad de la unión es inferior, dando lugar a un mayor calentamiento del cordón y una mayor deposición del material en exceso. El primer tipo de soldadura es recomendable en la mayoría de los casos, pero necesaria cuando se trata de chapas de pequeño espesor, como sucede con la carrocería.

En materiales como el aluminio, se hace obligatorio realizar la soldadura de derecha a izquierda.

• SOLDADURA DE ARCO ELECTRICO:

La soldadura al arco eléctrico es la aplicación de un material de aporte o soldadura, para unir dos o más piezas de acero estructural o de acero de refuerzo, que se denominan material base, mediante el procedimiento de arco manual o el procedimiento de arco sumergido (S) según lo indique el proyecto.

Según la posición relativa de las piezas por soldar, las juntas se clasifican en junta a tope (B), junta en .T. (T), junta en esquina (C) y junta traslapada.

Dependiendo de la forma de la junta, la soldadura puede ser de ranura

rectangular, de ranura en .V. simple, de ranura en .V. doble, de ranura en bisel simple, de ranura en bisel doble, de ranura en .U. simple, de ranura en .U. doble, de ranura en .J. simple, de ranura en .J. doble y de filete.

Los elementos principales de las juntas. De acuerdo con la ubicación de los

elementos por soldar, las posiciones para ejecutar la soldadura se denominan: planta, horizontal, vertical y sobre cabeza.

• CLASIFICACION DE LA SOLDADURA: La clasificación de la soldadura es una herramienta que permite enjuiciar

los numerosos componentes que intervienen en la soldadura, facilitar el estudio de los mecanismos de transferencia de cargas, normalizar procedimientos que hagan mas expedita la estimación de costos, y finalmente permitir una representación simbólica que obvie muchas instrucciones para su ejecución.

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La soldadura de filete es la más comúnmente usada, pues su versatilidad permite ejecutar cualquier tipo de unión básica. La soldadura en filete es una soldadura de sección transversal triangular que une dos superficies, aproximadamente en ángulo recto una con respecto a la otra.

El tamaño de la soldadura queda expresado por la dimensión menor de sus

dos lados, que son generalmente iguales. La longitud efectiva de la soldadura en filete es la longitud total del cordón. Si el cordón de soldadura se deposita a lo largo de una línea curva, su longitud efectiva debe medirse a lo largo del eje de la garganta.

El otro tipo de soldadura extensamente empleado es la soldadura en ranura

(se usa para soldar tuberías). En la soldadura en ranura la unión se efectúa depositando el metal de aporte en una ranura practicada en ambos miembros o en uno de estos, siendo la unión a tope. A objeto de logar una transición lo más perfecta posible entre los elementos soldados, con el mínimo riesgo de falla frágil, se deben preparar los bordes. La elección del tipo de preparación debe considerar el proceso y la posición de soldadura, espesor del material y tipo de unión, la penetración necesaria, economías de material y operaciones, las deformaciones en piezas, etc.

De acuerdo a la penetración de la soldadura en el espesor del material

unido, se distingue dos tipos de soldadura en ranura; de penetración completa y de penetración parcial. Por lo general no se hacen biseles si no se requiere penetración completa o en espesores menores de 6 mm. Para planchas de espesor mayor de 6 mm. ya se requiere biseles en V o en X si se quiere garantizar la penetración completa.

Las soldaduras de penetración parcial no deben utilizarse en estructuras

sometidas a fatiga o impacto, o donde se prevea la posibilidad de falla frágil. Las soldaduras a tope realizadas con penetración completa, solicitadas por

cargas estáticas, se consideran que tienen las mismas tensiones admisibles que el metal base, por lo que generalmente no se calculan.

Las soldaduras a tope de penetración parcial y las soldaduras en filete

requieren del cálculo de una tensión equivalente o tensión de comparación cuando actúan varias tensiones simultáneamente sobre el cordón de soldadura.

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• TIPOS DE SOLDADURAS:

� FILETE: La mas usada de todas las soldaduras (puede ser simple o doble).

� TAPON O MUESCA: Usadas con perforaciones preparadas.

� PUNTO O PROYECCION: Usada sin perforaciones preparadas. Usar

arco o resistencia.

� COSTURA: Continua – usar arco o resistencia.

� RANURA: La segunda mas usada. Puede ser simple o doble. Tiene muchas variaciones.

� POSTERIOR O RESPALDO: Tipo de saliente posterior, o soldadura

de respaldo de soldadura de ranura simple.

� SUPERFICIAL: Superficie hecha por soldadura.

� PESTAÑA: Usada en uniones de metales de calibre liviano.

• TENSIONES Y DEFORMACIONES DEBIDAS A LA SOLDADURA:

En una unión soldada pueden presentarse tensiones y deformaciones de

cualquier magnitud, que están relacionadas con la técnica de soldadura (proceso, materiales, ejecución, etc.) y que difícilmente pueden predecirse en el cálculo.

Al soldar dos planchas, la contracción de la soldadura se ve impedida por el

material base el cual sufre entonces tensiones de tracción en la dirección de la soldadura. La contracción por enfriamiento de la soldadura provoca el acercamiento de las piezas. Las distorsiones y tensiones residuales producidas en el proceso de soldadura pueden, en general, mantenerse dentro de los límites tolerables siguiendo durante la ejecución de las juntas las siguientes recomendaciones (en ocasiones con aplicar una de ellas es suficiente, en otros casos será necesario):

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a. Reducir las fuerzas ocasionadas por las contracciones. b. Hacer que las fuerzas ocasionadas por la contracción trabajen para

reducir las distorsiones (por ejemplo, colocar las planchas de forma tal que la junta entre ellas se vaya abriendo en el sentido contrario a la contracción).

c. Equilibrar las fuerzas de contracción con otras.

Puesto que las exigencias son distintas para cada obra, el único esquema

general valido es el trabajo conjunto proyectista-constructor en la elaboración de planos y especificaciones de soldaduras. Para cualquier obra importante de construcción soldada los planos deben especificar claramente los siguientes datos:

a. Calidad del material base y tipos de electrodos a utilizar. b. Proceso de soldadura.

c. Forma del cordón, longitudes y espesores.

d. Diferenciar soldadura en taller o soldadura de montaje.

e. Secuencia y dirección de soldadura.

f. Utilización de dispositivos auxiliares para girar, reforzar, etc.

g. Inspección.

h. Ensayos.

Como conclusión de estas consideraciones acerca de cómo podemos evitar

tensiones y contracciones, debemos indicar un dicho que sabiamente resume la intención de este párrafo: “ La construcción mejor soldada es aquella en la que se ha soldado el mínimo” .

• CLASIFICACION DE LOS ACEROS:

Por su resistencia a la deformación los aceros se clasifican de la siguiente

manera:

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I.- Aceros de baja resistencia: Son todos aquellos que tienen un límite elástico de 30 KSI mín. II.- Aceros de media resistencia: Son los aceros con un límite elástico de 35 KSI mín. III.- Aceros de alta resistencia: Son los aceros con un límite elástico de 45 KSI mín.

• CLASIFICACION, ESPECIFICACION, DESCRIPCION Y USO FINAL DE LOS ACEROS:

ACERO PARA FABRICACION DE TUBERIA DE CONDUCCION, SOPORTE Y REVESTIMIENTO

Especificación Descripción y uso final API 5L-B y X-42 Tubería de conducción media resistencia.

API 5L-X-46 Tubería de media y alta resistencia. API 5L-X-52 al X-70 Tubería de alta resistencia.

API X-52, 60 y 65-GA Tubería de alta resistencia para servicio gas amargo.

• ELECTRODOS: Los ELECTRODOS son designados por la AWS como EXXXX, donde el

prefijo E significa electrodo y se refiere siempre a la soldadura por arco eléctrico. Las dos primeras cifras de un total de cuatro, o los tres primeros de un total de cinco, indica la resistencia mínima a la tracción (o tensión nominal a la tracción) en miles de libras por pulgada cuadrada (ksi), así por ejemplo: E60XX indica una resistencia a la tracción de 60 ksi (4220 kgf/cm2).

La penúltima cifra indica la posición para soldar, por ejemplo: EXX1X,

todas las posiciones; EXX2X, cordón en posición horizontal o plana.

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Las dos últimas cifras, en conjunto, indican la clase de corriente a usar y el tipo de recubrimiento del electrodo. Ajustando la intensidad de la corriente (amperaje) se logra la acción apropiada del arco. Si el electrodo se separa bastante, el arco se interrumpe. Por el contrario, si el arco es demasiado corto, chisporrotea. Cuando el arco tiene una longitud correcta, el material fluye uniformemente, formando una serie de ondas estrechas que se superponen unas a otras. El grado de uniformidad depende de la habilidad del soldador. El sufijo, cuando se suministra (por ejemplo EXXXX-A1), indica la aleación aproximada del material de aporte. ESCOGENCIA DEL ELECTRODO:

Para escoger el electrodo adecuado es necesario analizar las condiciones de trabajo en particular y luego determinar el tipo y diámetro de electrodo que más se adapte a estas condiciones.

Este análisis es relativamente simple, si el operador se habitúa a considerar los

siguientes factores:

1. Naturaleza del metal base. 2. Dimensiones de la sección a soldar. 3. Tipo de corriente que entrega su máquina soldadora. 4. En qué posición o posiciones se soldará. 5. Tipo de unión y facilidad de fijación de la pieza. 6. Si el depósito debe poseer alguna característica especial, como son:

resistencia a la corrosión, gran resistencia a la tracción, ductilidad, etc. 7. Si la soldadura debe cumplir condiciones de alguna norma o

especificaciones especiales. Después de considerar cuidadosamente los factores antes indicados, el usuario no debe tener dificultad en elegir un electrodo, el cual le dará un arco estable, depósitos parejos, escoria fácil de remover y un mínimo de salpicaduras, que son las condiciones esenciales para obtener un trabajo óptimo.

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ALMACENAMIENTO DE ELECTRODOS:

Todos los revestimientos de electrodos contienen H2O. Algunos tipos como los celulósicos requieren un contenido mínimo de humedad para trabajar correctamente (4% para un AWS E-6010). En otros casos, como en los de bajo hidrógeno, se requieren niveles bajísimos de humedad; 0.4% para la serie 70 (Ej. 7018), 0.2% para la serie 80 (Ej. E-8018); 0.15% para las series 90, 100, 110 y 120 (Ej. 9018, 11018, 11018 y 12018).

Este tema es de particular importancia cuando se trata de soldar aceros de baja aleación y alta resistencia, aceros templados y revenidos o aceros al carbono-manganeso en espesores gruesos.

La humedad del revestimiento aumenta el contenido de hidrógeno en el metal de soldadura y de la zona afectada térmicamente (ZAT). Este fenómeno puede originar fisuras en aceros que presentan una estructura frágil en la ZAT, como los mencionados anteriormente. Para evitar que esto ocurra se debe emplear electrodos que aporten la mínima cantidad de hidrógeno (electrodos bajo hidrógeno, Ej. 7018), y además un procedimiento de soldadura adecuado para el material base y tipo de unión (precalentamiento y/o post-calentamiento según sea el caso).

De todo lo anterior se puede deducir fácilmente la importancia que tiene

el buen almacenamiento de los electrodos. De ello depende que los porcentajes de humedad se mantengan dentro de los límites requeridos y así el electrodo conserve las características necesarias para producir soldaduras sanas y libres de defectos.

Como las condiciones de almacenamiento y reacondicionamiento son

diferentes para los diversos tipos de electrodos, hemos agrupado aquellos cuyas características son semejantes, a fin de facilitar la observación de estas medidas.

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RESISTENCIA A LA TRACCION: Para los electrodos de acero dulce y los aceros de baja aleación: las dos

primeras cifras de un número de cuatro cifras, o las tres primeras cifras de un número de cinco cifras designan resistencia a la tracción:

RESISTENCIA A LA TRACCION

E-60xx Significa una resistencia a la tracción de 60.000 lb/pul2 (42,2 kg/mm2 E-70xx Significa una resistencia a la tracción de 70.000 lb/pul2 (42,2 kg/mm2 E-100xx Significa una resistencia a la tracción de 100.000 lb/pul2 (42,2 kg/mm2 POSICIONES PARA SOLDAR:

POSICIONES PARA SOLDAR E-xx1x Significa para todas las posiciones E-xx2x Significa posición horizontal o plana E-xx3x Significa posición plana solamente

REVESTIMIENTO:

REVESTIMIENTO E- 6010 y E- 6011 Tienen un revestimiento con alto contenido de materia orgánica

E- 6013 Tienen un revestimiento con alto contenido de oxido de rutilo (titanio)

PREVIAMENTE DEFINIREMOS LOS SIGUIENTES

CONCEPTOS: A. Condiciones de Almacenamiento: Son aquellas que se deben observar al almacenar en cajas cerradas.

B. Condiciones de Mantención: Son las condiciones que se deben observar una vez que los electrodos se

encuentran fuera de sus cajas. En Tabla I se indican estas condiciones.

C. Reacondicionamiento o resecado:

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Aquellos electrodos que han absorbido humedad más allá de los límites recomendados por la norma requieren ser reacondicionados, a fin de devolver a los electrodos sus características. En los electrodos sus características.

La operación de resecado no es tan simple como parece. Debe realizarse en hornos con circulación de aire. En el momento de introducir los electrodos en el horno, la temperatura del mismo no debe superar los 100 y las operaciones de calentamiento y enfriamiento deben efectuarse a una velocidad de alrededor de 200, para evitar la fisuración y/o fragilización del revestimiento. PROCEDIMIENTO PARA SOLDAR ACERO AL CARBONO:

Los mejores resultados se obtienen manteniendo un arco mediano, con lo que se logra una fusión adecuada, permitiendo el escape de gases además de controlar la forma y apariencia del cordón.

Para filetes planos y horizontales, conviene mantener el electrodo en un ángulo de 45° respecto a las planchas, efectuar un pequeño avance y retroceso del electrodo en el sentido de avance. Con ello se logra una buena fusión al avanzar, se controla la socavación y la forma del cordón al retroceder al cráter. Para filetes verticales ascendentes, se mantiene el electrodo perpendicular a la plancha moviéndolo en el sentido de avance. El movimiento debe ser lo suficientemente rápido y la corriente adecuada para permitir alargar el arco y no depositar cuando se va hacia arriba, para luego bajar al cráter y depositar el metal fundido, controlando la socavación y ancho del cordón.

La soldadura sobrecabeza se ejecuta en forma similar a la horizontal, pero

la oscilación en el sentido de avance debe ser mayor para permitir que el metal depositado en el cráter se solidifique.

Cuando se suelda vertical descendente, el cordón de raíz se hace con un

avance continuo, sin oscilar, y la fuerza del arco se dirige de tal manera que sujete el baño de fusión. Para los pases sucesivos se puede usar una oscilación lateral.

PROCEDIMIENTO PARA SOLDAR ACERO AL CARBONO DE BAJA Y MEDIANA ALEACION (BAJO HIDROGENO):

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Procedimiento para Soldar: El procedimiento para soldar todos los electrodos de Bajo Hidrógeno es

básicamente el mismo. Las aleaciones incorporadas a sus revestimientos no afectan las características de operabilidad de los electrodos. Para los que poseen hierro en polvo se debe usar una corriente ligeramente mayor (EXX18), que para aquellos que no lo contengan (EXX16). El arco debe mantenerse lo mas corto posible en todo momento, pudiéndose usar una oscilación muy suave para controlar la forma y ancho del cordón. En soldaduras de varios pases, toda la escoria debe ser removida y la limpieza del cordón debe ser efectuada a conciencia.

Soldaduras en plano: Esta soldadura debe ser hecha con el mayor amperaje permitido por

diámetro, para asegurar una buena fusión en los costados. Se puede usar una oscilación de 2 1/2 veces el diámetro del electrodo, aunque se recomienda, para soldaduras anchas, varios cordones angostos.

Soldadura vertical: El cordón de raíz debe hacerse ascendente, con un arco corto y muy poco

movimiento en sentido de avance. El electrodo no debe ser movido bruscamente hacia arriba y por ningún motivo alargar el arco. Es preferible para este cordón usar un movimiento en forma de "V". El electrodo se mantiene un instante en el vértice de la "V" para lograr penetración y remoción de escoria. El largo de la "V" no debe ser mayor de 1/8". El segundo cordón y los sucesivos pueden hacerse con un movimiento oscilatorio de lado a lado, deteniéndose en los costados para permitir que la escoria atrapada en el primer cordón pueda salir a la superficie.

Soldadura sobrecabeza: Se recomienda hacerlo con cordones angostos y mantener el electrodo en

un ángulo de 30° respecto a la cara vertical. Soldadura horizontal:

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Los filetes horizontales deben hacerse con un cordón angosto, con el electrodo dirigido dentro de la unión en un ángulo de 45°. El cordón angosto debe hacerse también en los pases subsiguientes

• GEOMETRIA DEL BISEL EN TUBERIAS:

GEOMETRIA DEL BISEL

TALON

ANGULO DE LA JUNTA

SEPARACION

ESPESOR DE TUBERIA

GEOMETRIA DEL BISEL

Garganta

e

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METAL DE APORTACIONBORDE DE LA JUNTA

METAL BASE

ZONA DE SOLDADURA

ZONA DE INFLUENCIA TERMICA

ZONA TERMICAMENTE AFECTADA y AREA DE SOLDADURA

ESP

ESO

R D

E

TU

BE

RIA

3 mm

3 mm

AREA DE SOLDADURA Y PARAMETROS GEOMETRICOS

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TABLA DE CONSUMO DE ELECTRODOS Y PESO DE TUBERIA:

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TABLA DE CONSUMO DE ELECTRODOS Y PESO DE TUBERIA

# DIAMETRO (Pulg)

ESPESOR (mm)

ESPESOR (Pulg) ESPESOR TUBERIA

(Kg x ml)

Area de Soldadura

(cm2)

ELECTRODOS (Kg x Cordón)

1 4 6,02 0,237 14,19 0,52 0,170 2 4 6,35 0,250 1/4" 14,92 0,58 0,190 3 4 7,14 0,281 16,63 0,75 0,243 4 6 6,35 0,250 1/4" 22,87 0,58 0,284 5 6 7,11 0,280 25,47 0,74 0,362 6 6 7,92 0,312 28,22 0,93 0,455 7 6 8,74 0,344 30,96 1,15 0,560 8 6 9,53 0,375 3/8" 33,56 1,37 0,672 9 8 6,35 0,250 1/4" 30,82 0,58 0,379 10 8 7,04 0,277 34,05 0,72 0,472 11 8 7,92 0,312 38,14 0,93 0,606 12 8 8,18 0,322 39,34 1,00 0,649 13 8 8,74 0,344 41,91 1,15 0,746 14 8 9,53 0,375 3/8" 45,49 1,37 0,896 15 10 6,35 0,250 1/4" 38,78 0,58 0,474 16 10 7,09 0,279 43,17 0,74 0,599 17 10 7,80 0,307 47,36 0,90 0,734 18 10 8,74 0,344 52,86 1,15 0,933 19 10 9,27 0,365 55,94 1,30 1,056 20 12 6,35 0,250 1/4" 46,73 0,58 0,569 21 12 7,14 0,281 52,41 0,75 0,730 22 12 7,92 0,312 57,98 0,93 0,909 23 12 8,38 0,330 61,26 1,05 1,024 24 12 8,74 0,344 63,81 1,15 1,119 25 12 9,53 0,375 3/8" 69,36 1,37 1,343 26 12 10,31 0,406 74,87 1,62 1,586 27 14 6,35 0,250 1/4" 54,69 0,58 0,664 28 14 7,14 0,281 61,35 0,75 0,851 29 14 7,92 0,312 67,90 0,93 1,061 30 14 8,74 0,344 74,76 1,15 1,306 31 14 9,53 0,375 3/8" 81,29 1,37 1,567 32 16 6,35 0,250 1/4" 62,64 0,58 0,758 33 16 7,14 0,281 70,30 0,75 0,973 34 16 7,92 0,312 77,83 0,93 1,212 35 16 8,74 0,344 85,71 1,15 1,492 36 16 9,53 0,375 3/8" 93,22 1,37 1,791 37 24 9,53 0,375 3/8" 140,95 1,62 3,173 38 30 9,53 0,375 3/8" 176,75 1,37 3,359

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TABLA DE EQUIVALENCIAS DE DIAMETROS O ESPESORES DE LAMINAS Y TUBERIAS:

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EQUIVALENCIAS (CALIBRES) # PULGADA PULGADA mm cm 1 1/16" 0,0625 1,59 0,16 2 3/32" 0,09375 2,38 0,24 3 1/8" 0,125 3,18 0,32 4 1/4" 0,25 6,35 0,64 5 9/32" 0,28125 7,14 0,71 6 5/16" 0,3125 7,94 0,79 7 11/32" 0,34375 8,73 0,87 8 3/8" 0,375 9,53 0,95 9 13/32" 0,40625 10,32 1,03 10 7/16" 0,4375 11,11 1,11 11 1/2" 0,50 12,70 1,27 12 9/16" 0,5625 14,29 1,43 13 5/8" 0,625 15,88 1,59 14 3/4" 0,75 19,05 1,91 15 7/8" 0,875 22,23 2,22 16 1" 1 25,40 2,54 17 1 1/8" 1,125 28,58 2,86 18 1 1/4" 1,25 31,75 3,18 19 1 3/8" 1,375 34,93 3,49 20 1 1/2" 1,50 38,10 3,81 21 1 3/4" 1,75 44,45 4,45 22 2" 2 50,80 5,08 23 2 1/2" 2,50 63,50 6,35 24 3" 3 76,20 7,62 25 3 1/2" 3,50 88,90 8,89 26 4" 4 101,60 10,16 27 6" 6 152,40 15,24 28 8" 8 203,20 20,32 29 10" 10 254,00 25,40 30 12" 12 304,80 30,48 31 14" 14 355,60 35,56 32 16" 16 406,40 40,64 33 18" 18 457,20 45,72 34 20" 20 508,00 50,80

___________________________________________________________________________





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35 24" 24 609,60 60,96 36 27" 27 685,80 68,58 37 30" 30 762,00 76,20 38 36" 36 914,40 91,44 39 42" 42 1.066,80 106,68 40 48" 48 1.219,20 121,92 41 54" 54 1.371,60 137,16 42 60" 60 1.524,00 152,40 43 72" 72 1.828,80 182,88 44 74" 74 1.879,60 187,96 45 84" 84 2.133,60 213,36 46 96" 96 2.438,40 243,84 47 100" 100 2.540,00 254,00 48 108" 108 2.743,20 274,32 49 120" 120 3.048,00 304,80

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DEFINICIONES:

• TEOREMA DE BERNOULLI:

“ Para líquidos incompresibles en movimiento uniforme, y sin tomar en cuenta fricción, la energía total se conserva, pudiendo aparecer transformada de una sección a otra, o bien que la constante que llamaremos ES (Energía Especifica) es siempre igual a la suma de las energías potencialmente acumuladas en ese liquido en movimiento” .

La ECUACION DE BERNOULLI tiene una gran importancia en la

mecánica de los fluidos ya que agrupa los tres tipos de energía que se consideran para un fluido en movimiento, estas son:

V2/2g = Energía Cinética P/� = Energía de Presión o Piezometrica Z = Energía Potencial Las tres vienen expresadas en metros o pies de columna de fluido y su

suma permanece constante a lo largo de un sistema de tuberías. Para un fluido ideal, en el que se consideran las pérdidas de carga por

efecto del roce igual a cero, se tiene:

P1/� + V21/2g + Z1 = P2/� + V2

2/2g + Z2

• LEY DE HOOKE:

Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. No obstante, si la fuerza externa supera

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un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

• PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS:

El contacto entre el fluido y el materia de la tubería provoca perdidas de

carga por efecto de la fricción o roce que allí se produce. Estas perdidas serán proporcionales a la rugosidad de la tubería.

• PERDIDAS MENORES:

Las pérdidas menores son aquellas producidas por loa accesorios que

necesariamente debemos colocar en las tuberías para que estas puedan realizar funciones específicas como:

� Desviaciones en 90º y 45º � Corte del flujo.

� Regulación de presión y caudal.

� División del flujo.

� Reducciones de diámetros. � Paso del fluido en un solo sentido

Las pérdidas de carga que producen estos accesorios se pueden determinar

por dos métodos: El de la longitud equivalente y el de las perdidas locales.

• SUCCION NEGATIVA Y POSITIVA DE UNA BOMBA:

Se dice que una bomba tiene una succión negativa cuando el nivel del fluido a succionar se encuentra por debajo del nivel de la bomba. Una succión es positiva cuando el nivel del fluido a succionar se encuentra por encima del eje de la bomba.

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• POTENCIA:

La potencia es el trabajo que se requiere por unidad de tiempo para elevar una determinada cantidad de fluido a una altura dada. Se puede expresar en HP y CV.

• CAUDAL DE IMPULSION DE LA BOMBA:

Es el volumen útil suministrado por la bomba en la unidad de tiempo en

m3/seg (También se usan lps y m3/h).

• ALTURA DE IMPULSION DE LA BOMBA:

Es el trabajo mecánico utilizable transmitido por la bomba al líquido que impulsa, relacionado con el peso del mismo, expresado en metros.

• BOMBAS:

Las bombas son líneas que comunican energía al fluido elevando su altura piezometrica.

Es una máquina que tiene por finalidad intercambiar energía con un fluido

que circula a través de ella. • BOMBA CENTRIFUGA:

Una bomba centrífuga es una maquina conformada por un conjunto de

paletas rotatorias encerradas dentro de una carcasa , las cuales imparten energía a un fluido mediante la fuerza centrífuga.

Es aquella que imparte energía cinética al líquido mediante la fuerza

centrífuga generada por el movimiento rotativo del impulsor ( ruedas de alabes).

Mientras que la fuerza centrífuga desarrollada por el liquido de depende

de tanto la velocidad periferia del impulsor como la densidad del liquido de bombeado, la cantidad de energía transferida al liquido por cada unidad de peso de ( libra ) del liquido es independiente del propio liquido , por lo tanto , para una bomba dada que opera a una cierta velocidad y maneja un cierto volumen la energía mecánica aplicada y transferida al liquido en ( Lbf – pies /

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Lb.) de liquido es la misma para cualquier liquido independientemente de su densidad.

La altura de la bomba o energía en (Lbf - Pies / Lb). Será por lo tanto

expresada en metros y obviando los efectos de la viscosidad la altura en metros generada por una bomba a cierta capacidad, permanecerá constante para todos los líquidos; así que en el caso de bombas centrífugas, en discusiones de es natural hablar en términos de metros de columna de líquido.

Aun cuando la altura de una bomba es constante para cada bomba a cierta

velocidad y capacidad, la potencia necesaria para mover el líquido es función de la densidad de este último.

Perfil de una Bomba centrífuga

• CURVA CARACTERISTICA DE UNA BOMBA:

La Curva Característica de una Bomba representa la relación entre la altura comunicada al fluido y el caudal de paso, a su velocidad nominal de giro. La altura es la energía comunicada al fluido por unidad de peso, o bien, la diferencia de presiones entre la salida y la entrada de la bomba, y se representa sobre el eje vertical Y, en metros. El caudal se representa sobre el eje horizontal X, en las unidades de caudal elegidas. Para que la curva característica de una bomba sea valida, la altura debe disminuir al aumentar el caudal.

• DISPOSITIVOS PARA MEDIR PRESION:

� Barómetros: Miden la presión atmosférica � Manómetros: Miden las presiones relativas positivas en espacios

cerrados, con respecto a la presión atmosférica local.

� Vacuometros: Miden las presiones relativas negativas o vacíos, con respecto a la presión atmosférica local.

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� Manómetros Diferenciales: Miden la diferencia de la presión entre dos puntos de un fluido.

• PRESION BAROMETRICA:

La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre la superficie terrestre. El instrumento utilizado para medirla es el barómetro, en milibares o milímetros de mercurio. El valor de la presión normal a nivel del mar es de 1.013,25 milibares o 760 mm de mercurio. Esta presión sufre variaciones que provienen de las diferentes temperaturas que se registran sobre la tierra por la acción del sol. A medida que se calienta el aire, disminuye la presión. En la presión atmosférica de una determinada zona intervienen ciertos factores, como las variaciones del tiempo y la elevación sobre el nivel del mar. Por ejemplo, cuando se produce un huracán tropical, la altura barométrica, cuyo valor normal es de 760 mm de mercurio, desciende a 665 mm.

• PESO ESPECIFICO:

Es el peso por unidad de volumen de un fluido. Esta propiedad es muy

importante para el cálculo de la potencia de una bomba ya que no es lo mismo bombear agua limpia que agua residual. Se denomina con la letra griega (�) y sus unidades en ambos sistemas son: kg/m3 y lbs/ft3.

• DENSIDAD:

La densidad de un fluido se define como la masa por unidad de volumen.

Sus unidades en ambos sistemas son: kg/m3 o lbs/ft3.

• VISCOSIDAD:

De todas las propiedades de los fluidos la viscosidad es la que mas se toma en cuenta para su movimiento, debido a que es la resistencia que ofrece el fluido a su movimiento y en consecuencia a un esfuerzo de corte. Cuando un fluido esta en reposo su viscosidad no ejerce ningún efecto, por lo que podemos decir que es igual a cero (0).

• PRESION:

La presión en un fluido se transmite con igual intensidad en todas las

direcciones y siempre en forma normal a la superficie. P=F/A; P=Fuerza/Area.

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La hidrostática estudia los fluidos en reposo, es decir, cuando no hay

movimiento relativo entre sus partículas. Su ecuación básica es: P=� . h La presión hidrostática puede expresarse en sus unidades básicas o como

una altura de la columna del fluido en estudio. Podemos así decir que la presión es igual a metros de columna de agua (mca) o pies de columna de agua (pca) o mm de mercurio, etc. La presión en un punto será igual entonces al peso de la columna de fluido que actúa sobre el.

• CAUDAL:

El caudal o gasto es el volumen de fluido que pasa por la sección transversal de un conducto en una unidad de tiempo. Q=volumen/tiempo y sus unidades son: lts/seg, lps, m3/seg, pies3/seg, gpm (galones por minuto).

• TAMAÑO NOMINAL: Tamaño teórico, modificado por tolerancia

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TIPS IMPORTANTES:

• Para determinar el Volumen de almacenamiento de los Estanques, podemos considerar que el volumen de almacenamiento para compensar variaciones de consumos esta representada y se mantiene en el orden del 25 al 28% del Qm. Un porcentaje bastante económico y razonable será del 30%.

• La operación con bombas en paralelo puede resultar mas inestable debido a

que una pequeña diferencia en la descarga, puede producir significativas variaciones en el flujo. Una situación muy probable ya que en la práctica no existen dos bombas idénticas, ni aun siendo nuevas y mucho menos después de tener algún grado de desgastes. Aunque las bombas se identifiquen como idénticas, en la practica siempre presentan diferencias debido a:

a. Variaciones geométricas (Permitidas dentro de las tolerancias

normales de fabricación), entre sus impulsores. b. Variaciones en el ajuste del impulsor de una bomba respecto a la

otra.

c. Variaciones en la forma y severidad del desgaste de los impulsores en determinado momento.

• La selección de la bomba adecuada para cualquier aplicación entre la

multitud de estilos, tipos y tamaños puede ser difícil para el usuario o el contratista de construcción. El mejor método es hacer investigaciones preliminares, llegar a decisiones básicas y selecciones preliminares y analizar la aplicación con el proveedor de la bomba.

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SISTEMAS DE BOMBEO:

• TUBERIA DE SUCCION DE UNA BOMBA CENTRIFUGA Para una bomba centrifuga uno de los aspectos mas importantes es la tubería de succión. Muchos de los problemas que se presentan en las bombas son debidos al mal diseño o instalación de dicha tubería. Condiciones generales:

a. La succión de una bomba centrifuga debe ser lo mas corta posible y con el menor numero de accesorios a fin de disminuir las perdidas de carga por fricción.

b. Es recomendable utilizar siempre codos de radio largo a fin de provocar

menor perdida de carga.

c. Si es necesario utilizar reducciones, es conveniente que sean excéntricas para evitar la formación de burbujas de aire.

d. El diámetro de la tubería de succión debe ser tal que la velocidad en su

interior no supere la velocidad de 2 m/seg para agua fría.

e. Cuando el tramo horizontal es muy largo es recomendable colocarla con una ligera pendiente hacia la succión.

f. No instalar ninguna sección de la tubería por encima de la boca de entrada

de la bomba.

g. No es recomendable conectar la succión directamente a la línea de suministro, sino construir tanquillas.

h. En el caso de que más de una bomba succione de una misma tanquilla, es

recomendable que cada una tenga su propia tubería de succión.

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i. Es preciso sellar bien las uniones para evitar la entrada de aire en la tubería.

j. Por la misma razón se debe mantener siempre sumergida la válvula de pie

por debajo del líquido que se va a bombear.

k. Para evitar que las bombas trabajen en vació es recomendable el uso de flotantes eléctricos o electrodos que controlen en forma automática el nivel mínimo de succión.

l. Si la bomba tiene una succión negativa, solo necesita como accesorios

una válvula de pie con una rejilla para mantenerla cebada.

m. Para una succión positiva solo se requiere como accesorio una válvula de compuerta antes de la bomba, y una rejilla a la salida del tanque. La válvula de compuerta permitirá cortar el flujo de agua de ser necesario.

n. Si se coloca un codo a la entrada de la bomba, este deberá ser instalado en

forma vertical.

o. Las bombas deben instalarse lo más cerca posible de la fuente de suministro.

p. Cuando el equipo de bombeo se usa en niveles donde es posible una

inundación, se pueden tomar dos precauciones:

1. Se usa bomba sumergible 2. Se debe proporcionar bombas auxiliares o de achique.

q. Si necesariamente tenemos que colocar una línea de succión larga, abra que aumentar el diámetro para reducir las perdidas por fricción.

r. La entrada de la tubería vertical de succión debe estar sumergida hasta

cuatro veces su diámetro.

s. Para instalaciones de bombas grandes es recomendable probar la tubería de succión hidrostáticamente.

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• TUBERIA DE DESCARGA:

En la descarga de la bomba, se debe instalar siempre una válvula de retención o check, e inmediatamente una válvula de compuerta.

La válvula de retención protege la bomba de las sobrepresiones o “ golpes

de ariete” que se producen cuando la bomba detiene su marcha y toda la columna de fluido tiende a regresar. Igualmente impide que la bomba gire en sentido contrario cuando detiene su marcha. Finalmente protege los sellos mecánicos y los estoperos con prensa estopa de las sobrepresiones.

La válvula de compuerta en cambio, es necesaria para el cebado y para

cortar el flujo ante una posible reparación de la bomba o de la válvula de retención. Por lo general, esta última tiende a fallar antes que la válvula de compuerta.

En algunos casos es conveniente agregar una junta de expansión, tomando

la precaución de colocarlas de manera que las reacciones debidas alas condiciones de flujo y presión se absorban por la ubicación estratégica de anclas, soportes colgantes y tornillos que controlan el movimiento.

Si se utilizan reducciones en la tubería de descarga, deberán colocarse entre

la válvula de retención y la bomba. Las características de la tubería de descarga son determinadas por la

perdida de carga, la velocidad y la viscosidad del fluido por lo que siempre es conveniente utilizar tuberías con un diámetro dos medidas superiores al diámetro de la salida de la bomba y nunca menor que este ultimo.

Tubería descarga = Ø Salida Bomba + 2”

• CARACTERISTICAS DEL RENDIMIENTO DE LAS BOMBAS:

a. El punto de operación es la intersección de la curva de carga-capacidad y

la curva del sistema.

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b. Puede modificarse el punto de operación de una bomba estrangulando la descarga (con este procedimiento se altera la curva de carga incrementado las perdidas por fricción). La alteración del punto de operación mediante variaciones de la velocidad o por estrangulamiento de la descarga puede obtenerse únicamente cuando la carga positiva neta de succión disponible es igual o mayor que la requerida.

c. Evidentemente es conveniente seleccionar la bomba de un tipo tal que las

condiciones de servicio caigan muy cerca de su punto de máxima eficiencia.

d. No se debe seleccionar una bomba con un diámetro de descarga muy

grande, este tendrá más efectos nocivos sobre el rendimiento de la bomba cuando se proveen gastos variables. En estos casos pueden ocurrir pulsaciones y fluctuaciones de la presión.

e. Cuando la bomba opera con un gasto reducido:

� Aumenta la temperatura � En las bombas de una sola etapa se desarrolla un empuje radial que

incrementa la carga sobre los cojinetes.

� Se puede producir una recirculación interna, en el área de succión del impulsor como en la descarga. Esto puede producir fluctuaciones en la presión y daños similares a los producidos por la cavitación.

� Operación ruidosa y desgastes prematuros debido a la recirculación

en la succión.

� La recirculación en la descarga, además de producir fluctuaciones en la presión genera cavitación local en las puntas del impelente. En una bomba de varias etapas estos problemas se limitan a la primera etapa.

• PUNTO DE OPERACION:

Es aquel punto en donde coincide la curva característica de la bomba con la del sistema, y es el punto en el cual la bomba debería trabajar.

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Sin embargo el envejecimiento de la tubería, con el tiempo hace que su rugosidad aumente, y en consecuencia también aumente su perdida de carga.

Ante la necesidad de vencer una mayor altura las bombas responden

disminuyendo el caudal como se indica en la figura siguiente:

H

Q

Hg

Curva Caracteristica de la Tuberia vieja

Curva Caracteristica de la Tuberia nueva

Curva Caracteristica de la Bomba

PUNTO DE OPERACION DE LA BOMBA

También afecta el punto de operación la variación de los niveles de succión,

ya que esta afecta la altura geométrica de elevación y la curva característica del sistema se desplaza en forma paralela a si mismo.

• POTENCIA DEL MOTOR:

Las normas vigentes de instalaciones sanitarias aconsejan calcular la

potencia del motor multiplicando la potencia de la bomba por 1,15 La potencia del motor siempre debe ser mayor a la que requiere la bomba;

para vencer tanto las perdidas mecánicas que se producen en la transmisión, como la inercia inicial tanto de los equipos como del fluido. Sin embargo hoy en día con el desarrollo de nuevos motores eléctricos no es necesario un incremento tan grande de potencia, y generalmente basta con un aumento comprendido entre el 10% y el 25%, sin embargo es recomendable analizar cada caso particular para poder determinar la exacta potencia del motor.

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• VELOCIDADES RECOMENDADAS PARA SISTEMAS DE BOMBEO:

VELOCIDADES RECOMENDADAS PARA SISTEMAS DE BOMBEO

VELOCIDADES RECOMENDADAS MAXIMAS TUBERIA

m/seg pie/seg m/seg pie/seg DESCARGA 1,5 a 3 5 a 10 3,7 12 SUCCION 1 a 1,5 3,28 a 5 2,2 7

• INTALACIONES DE BOMBAS EN SERIE Y EN

PARALELO:

INSTALACION EN SERIE: Consiste en conectar la descarga de una bomba con la succión de otra. El hecho de conectar dos bombas en serie equivale a duplicar la altura manteniendo el caudal constante. De igual forma podremos conectar dos o más bombas en serie y con cada etapa se incrementarán la altura. El caudal en cambio permanece constante porque no hay ni salida ni entrada de fluido.

INSTALACION EN PARALELO: Hay caso en que lo que se desea es aumentar el caudal manteniendo una altura constante y para ello podemos conectar las bombas, aumentando de esta forma el caudal manteniendo la altura constante. • CARACTERISTICAS DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS:

• Puede estar proyectada para impulsar caudales tan pequeños

como 1 gal /min ó tan grandes como 4.000.000 gal/min. • Son el tipo más corriente de bombas roto dinámicas.

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• El montaje es generalmente horizontal, ya que así facilita el acceso. Sin embargo a la limitación de espacio, algunas unidades de gran tamaño son colocadas verticalmente.

• Los proporciones de los rodetes varían dentro un campo

muy amplio, lo que permite hacer frente a una dilatada gama condiciones de funcionamiento.

• Y por ultimo son de un alto rendimiento.

• TIPOS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS: • TIPO VOLUTA:

En esta el impulsor se encuentra en una carcaza en espiral de expansión progresiva , diseñada de tal forma , que reduce gradualmente la velocidad del líquido. Por este procedimiento , parte de la energía de velocidad inicialmente transferida al líquido, después que sale del roce, se convierte en energía de presión estática. Son de tipo horizontal o vertical en mono o multietapa.

• TIPO DIFUSOR:

En este tipo de bomba los alabes de guía estacionarios, circundan el impulsor. En los pasajes entre los alabes se hace de una expansión progresiva y se cambia la dirección del fluido, convirtiendo parte de la velocidad añadida en energía de presión. Se usan en aplicaciones mutietapas y a grandes presiones.

• TIPO FLUJO MIXTO:

Las bombas de flujo mixto , desarrollan la presión, parcialmente por fuerza centrífuga y mayormente por la cantidad de movimiento en La dirección axial. Estas bombas son comúnmente llamadas bombas de propela, siendo generalmente de tipo vertical, aplicándose comúnmente cuando se exige una gran capacidad y baja presión de servicio.

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• TIPO FLUJO AXIAL:

Las bombas de flujo axial, desarrollan su presión por medio del intercambio de la cantidad de movimiento en la dirección axial exclusivamente. El diámetro del impulsor, es igual a la succión que en la descarga. Este tipo es adecuado para elevar grandes caudales y pequeña altura

• TIPO FLUJO RADIAL:

Es aquella que utiliza principalmente la fuerza centrífuga para impartir energía al líquido impulsado.

• BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALES:

Son bombas cuyo eje horizontal, que sirve de apoyo a uno o varios impulsores giratorio genera el movimiento del agua, principalmente debido a la acción de una fuerza centrifuga.

Las bomba centrifugas horizontales tiene la ventaja de poder ser ubicadas

en sitio a parte del punto de captación, lo cual permite escoger una ubicación mas favorable en lo relativo a posibilidad de inundación, mejor terreno para fundación, acceso, etc.

• BOMBAS CENTRIFUGAS VERTICALES:

También se les llama turbo bombas o bombas de pozo profundo; en realidad son las bombas centrifugas cuyo eje es vertical y sobre, el cual se apoya un determinado numero de impulsores que elevan agua por etapas.

Las bombas centrifugas verticales deben ubicarse directamente sobre el

punto de captación, por lo cual casi se limita su utilización en pozo profundos . • COMPONENTES PRINCIPALES DE LAS BOMBAS

CENTRÍFUGAS:

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LA CARCASA: Es el elemento que envuelve los rodetes de la bomba, este

rodete tiene como objetivo descargar el liquido a altas velocidades. La función de la carcasa es reducir esta velocidad y convertir la energía cinética en energía de presión, conduciéndola a la tubería de salida.

TIPOS DE CARCASAS: BOMBAS DE CARCASA PARTIDA: Tiene una carcasa superior y una inferior, unidas por tornillos con sus

empaquetaduras correspondientes. BOMBAS DE UNA SOLA ETAPA CON CARCASA ARMADA: En el sentido longitudinal del eje de los impulsores generalmente tiene una

carcasa única atornillada al cuerpo de la bomba que contiene los cojinetes, de ellos y a la propia base del conjunto.

BOMBAS DE MULTIPLES ETAPAS: Armadas en esta forma, generalmente tienen tres tipos de tazones: succión

descarga y los intermedios. La carcasa generalmente se construyen de hierro fundido con partes determinadas pulidas o acabadas en bronce.

EL IMPULSOR: Es el componente de bombeo propiamente dicho, fijado al eje mediante

diversos dispositivos. En función de la forma de diseño de construcción y uso se tienen impulsores cerrados, semi- abiertos y abiertos, así como también para usos especiales impulsores tipo turbina en forma de disco y paleta perimetrales. El diámetro, la geometría y el número de impulsores definen las características hidráulicas fundamentalmente de la bomba.

EL EJE:

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Es el elemento acoplado al motor, trasmita la fuerza motriz y el movimiento giratorio al impulso. El eje generalmente se constituye de acero de alta resistencia a la corrosión y a la torsión.

El eje debe tener lubricación, ya que por estar en continuo movimiento y al

efecto de fuerzas que causan desgaste, estos elementos son: Los cojinetes, estos pueden ser lubricados con aceites, grasas o agua dependiendo de la fabricación del mismo.

Estos son los elementos más importantes con los cual se compone una

bomba, acotando que existen otros elementos secundarios que también se deben atender frecuentemente, tales elementos son los siguientes: Los sellos, bujes, anillos de desgaste, soportes, etc.

CURVAS HIDRÁULICAS DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA: Una bomba centrífuga que opera a velocidad constante puede descargar

cualquier capacidad desde cero a un valor máximo que depende del tamaño de la bomba, diseño y condiciones de succión. Los diferentes parámetros del funcionamiento de una bomba son interdependientes, sus variaciones se representan por curvas características.

Consideremos una bomba en acción, la salida estando cerrada, el gasto

será nulo pero la altura manométrica será máxima; una de las formulas que nos permite establecer estas condiciones es:

2

2

8500*

��

��

�= nDHm

En donde: Hm. = Altura manométrica máxima en mts. D2 = diámetro exterior del impulsor en cm. n= Velocidad del impulsor en rpm. La grafica siguiente muestra cada una de las características de la bomba y la

relación que guarda una con la otra.

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Fig. 3.5 Curvas hidráulicas de una bomba centrifuga

Por lo general la curva del caudal contra Hm. curva de la bomba, para una bomba centrifuga se puede expresar en la siguiente forma funcional.

CBQAQHm ++= 2

Los coeficientes A, B y C pueden ser calculados tomando tres puntos de la

curva del fabricante. La potencia consumida por una bomba cuando esta enviando un caudal Q

(m`3/seg.), con una altura y con una eficiencia conjunta bomba- motor η es:

mQgHP ρη1=

Al diseñarse una bomba se pede modificar la curva de presión –gasto, la

bomba debe ser utilizada al máximo de su eficiencia, y la bomba será diseñada para una presión y un gasto que será la base de los cálculos.

OPERACIÓN EN PARALELO: Suelen colocarse dos o más bombas operando en paralelo, cuando el caudal

requerido es mayor que el suministrado por una sola bomba. En este caso todas las bombas trabajan a una misma altura y sumando sus respectivos caudales. La Fig. muestra la curva de operación de dos bombas funcionando en paralelo en un punto P, a una altura H1 = H2 y suministrado un caudal total Q1 +Q2 , y estos

Potencia

Eficiencia

Hm - Q

Hm.

Q

CV

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valores tendrán una altura máxima de lo que proporcione la primera bomba y se representa en el H.

Fig. 3.6 Operación en Paralelo

n

nQ

DnQ

CnQ

BAH ��

��

�+��

��

�+��

��

�+=2

n = numero de bombas

3.4.5.1 OPERACIÓN EN SERIE: Para bombear caudales, superiores a las capacidades de las bombas

disponibles en el mercado, normalmente se recurre a la configuración en paralelo. El número de unidades que se emplean dependen de las peculariedades del sistema y de las capacidades de las bombas disponibles.

El número razonable de bombas es tres: dos para atender al caudal

total y al tercero de reserva. Esta solución es menos costosa y ofrece mayor flexibilidad que la utilización de solamente dos bombas. Cuando dos o más bombas operan en serie, el caudal es el mismo para todas y las alturas manométricas se suman.

Bomba 1 Bomba 2

Q

H

___________________________________________________________________________





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Fig. 3.7 Operación en Serie

[ ]nDQCQBQAH n ..........2 ++++=

n = numero de bombas

TÉRMINOS DE ALTURA DE ELEVACION:

En sus forma elemental, la altura de elevación o carga hidráulica denota la distancia a la que la superficie libre de una extensión de agua descansa sobre una línea de referencia; como tal, representa una energía o una habilidad para hacer trabajo. La energía puede existir también como una presión, algunos consideran que la carga estática es la suma de la elevación; si embargo, estos dos factores se consideran generalmente separados.

En cualquier sistema de bombeo , el liquido se tienen que mover a través

de la tubería o conductos que ofrecen, ciertas resistencias causando ciertas perdidas por fricción; esta perdida se llama carga por fricción mientras que la energía que se ha convertido en velocidad se llama elevación correspondiente a la velocidad. Por lo tanto, las cargas estáticas, cargas de presión, cargas de fricción y elevaciones correspondientes a la velocidad, pueden todas encontrarse en cualquier sistema . Cuando se considera una sola bomba, la carga es una medida de la energía total impartida al líquido por una velocidad y capacidad de operación.

Bomba 1

Bomba 2

Q

H

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ALTURA DE ELEVACIÓN DEL SISTEMA:

La carga total de un sistema contra la cual de be operar una bomba esta compuesta de la siguiente manera:

• Carga estática. • Diferencia de presiones.

• Carga de fricción

• Pérdidas de entrada y salida

• Elevación correspondiente a la velocidad.

CARGA ESTÁTICA:

La carga estática se refiere a la diferencia de elevación. Así la carga estática total de un sistema es la diferencia de elevación entre el nivel del liquido de succión.

La carga estática de descarga es la diferencia de elevación entre el nivel del

líquido de descarga y la línea de centro de la bomba. La carga estática de succión, es la diferencia de elevación entre el nivel del líquido de succión y la línea del centro de la bomba.

Si la carga estática de succión es un valor negativo por que el nivel del

líquido de succión esta debajo de la línea de centro de la bomba, generalmente se dice que es una elevación “ estática de succión”

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EFECTO DE LA CARGA ESTATICA VARIABLE:

A una velocidad constante, la carga desarrollada por una bomba centrifuga varia con la capacidad de descarga de de la bomba. Si se va usar una bomba en un sistema en el que hay una variación de carga estática, la capacidad descargada por el sistema variara también; una bomba para esa instalación, con frecuencia se calculara la fricción a la capacidad especificada, agregándola a la carga promedio, y dará la suma, como la carga de diseño.

Además se agregara la misma carga de fricción a las cargas estáticas

máximas y mínimas, y dará las cargas resultantes como la máxima y mínimas de operación que encontrara la bomba.

CARGA DE FRICCION:

La Carga de fricción es la equivalente, expresada en metros de liquido bombeado, que es necesario para vencer las perdidas de fricción causadas por el flujo del liquido a través de la tubería, incluyendo todos los accesorios, la carga

bomba

Carga estática de descarga

Carga estática total

Carga estática de succión

Liquido de la descarga a presión atmosférica y nivel de succión arriba de la línea de centro de la bomba

Presión atmosférica

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por fricción varia (1) la cantidad de flujo, (2) el tamaño, tipo y condición de la tubería y accesorios, y (3) el carácter del liquido bombeado

curva carga de fricción

PERDIDAS DE ENERGÍA DEBIDO A LA FRICCIÓN:

La resistencia que presenta un flujo que está en movimiento a través de una tubería resulta en pérdida de altura o presión, esta resistencia es llamada comúnmente como Fricción, la cual es medida en metros o pies de líquido.

Esta resistencia es debido al esfuerzo cortante viscoso entre el líquido y la

turbulencia que ocurre a lo largo de la tubería debido a la rugosidad. Los problemas de flujos de fluidos reales son mucho más complejos que

el los fluidos ideales, debido a los fenómenos causados por la existencia de la viscosidad.

La viscosidad introduce resistencias al movimiento, al causar, entre las

partículas del fluido y entre éstas y las paredes limítrofes, fuerzas de corte o de fricción que se oponen al movimiento; para que el flujo tenga movimiento, debe realizarse trabajo contra estas fuerzas resistentes, y durante el proceso parte de la energía se convierte en calor.

La inclusión de la viscosidad permite también la posibilidad de dos

regímenes de flujo permanente diferente y con frecuencia situaciones de flujo completamente diferentes a los que se producen en un fluido ideal. También los efectos de viscosidad sobre el perfil de velocidades, invalidan la suposición de la distribución uniforme de velocidades. Existen dos clases de flujos: Laminar y turbulento, dependiendo de la velocidad del fluido dentro de la tubería:

H

Capacidad

Perdidas por fricción

Curva de fricción del

Q

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PÉRDIDAS DE ENTRADA Y SALIDA:

A menos que proceda de una línea principal a presión, como una de suministro de agua, el abastecimiento de succión de una bomba viene de un depósito de alguna forma o de una cámara de entrada. Las perdidas ocurren en la conexión de la tubería de succión del suministro.

La magnitud de la perdida depende del diseño de la entrada de tubo; una

boca acampanada bien diseñada produce la mínima perdida. Igualmente a la descarga del sistema donde termine la línea de descarga en alguna extensión del líquido, el extremo de la tubería se llama salida , la velocidad del fluido se pierde por completo y se debe considerar como parte de las perdidas totales por fricción.

ELEVACIÓN POR VELOCIDAD:

La elevación correspondiente por velocidad es la energía cinética en un liquido en cualquier punto, expresada en metros por kilogramos de liquido, si el liquido esta en movimiento a cierta velocidad, la elevación correspondiente a ala velocidad equivalente a la distancia que la masa de agua tendría que caer para adquirir esta velocidad .Por lo tanto esta elevación se expresa de la siguiente manera:

gV

hv .2

2

=

Siendo: hv = Elevación de velocidad, en metros. V = La velocidad en m/sg. g= La gravedad en, m/ sg

CURVA DE CARGA HIDRAHULICA DEL SISTEMA:

Las pérdidas de carga por fricción, las pérdidas de presión y las cargas estáticas de cualquier sistema puede relacionarse, la curva se llama “ CURVA DEL SISTEMA” , para sistemas de cargas variables o diferencias de

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presión, es posible construir curvas de carga estáticas y diferenciales de presión máxima y mínimas.

La capacidad que una bomba es capaz de descargar en condiciones variables se puede predecir sobreponiendo esas curvas de carga de los sistemas en una curva de capacidad de carga de la bomba.

Fig 3.10 Curva de Carga del Sistema

Si sobreponemos a la curva del sistema la curva característica de una

bomba centrifuga y las hacemos coincidir, el punto en el cual se interceptarían las dos curvas daría la capacidad que tiene dicha bomba a este punto se le llama punto de trabajo y se define de la siguiente manera:

PUNTO DE OPERACION:

Es aquel punto donde la bomba debería trabajar, sin embargo este punto puede variar con el tiempo, esto se debe al envejecimiento de las tuberías por el aumento de la rugosidad y en consecuencia el aumento en las perdidas de carga, otra de las posibles variaciones es cambio en los niveles de succión ya que afecta la altura de geométrica o estática trasladándose paralelamente en el sistema.

Curva de carga del sistema

Perdidas de fricción

Carga estática total

H

Q

___________________________________________________________________________





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CARGA TOTAL DE SUCCION:

La carga total de succión es la carga estática en la alineación de la bomba de la línea de centro de la bomba menos todas las perdidas de carga por fricción Para la capacidad que se considera incluyendo la perdida a la entrada en la tubería de succión, mas cualquier presión (siendo el vacío una presión negativa), que exista en el abastecimiento de la succión.

� SUCCION NEGATIVA:

Es negativa cuando el nivel del fluido se encuentra por debajo del eje de la bomba.

Succión negativa

BOMBA

TANQUE

Altura estática

Perdidas por fricción

HB

Punto de operación

Fig. 3.11 Cruce de la curva característica de la bomba con la del sistema

H

Q

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� SUCCION POSITIVA:

Es positiva cuando La succión se encuentra por encima del eje de la bomba

Succión Positiva

CARGA TOTAL DE DESCARGA:

La carga de descarga de una bomba centrifuga es la altura de elevación medida en la boquilla de descarga. Es la suma algebraica de la carga estática, las perdidas de carga por fricción a la capacidad que se esta considerando la perdida de salida en el extremo de la línea de descarga y la carga terminal o presión; se puede expresar con lecturas absolutas o manométricas en metros de liquido.

CARGA TOTAL:

Es el incremento de energía total al líquido por la bomba, medido entre secciones de succión y descarga, expresado en metros o pies de columna de líquido bombeado.

La carga total es la suma de la carga de descarga y la de succión, como una

elevación de succión de una carga es negativa, la carga total es la suma de la carga de descarga y la elevación de succión. Si las cargas de descarga y de succión no determinan independiente, la carga tota se puede calcular, determinándose algebraicamente de la carga estática del nivel de abastecimiento al de descarga mas todas las perdidas por fricción para la capacidad que se esta considerando, mas las presión final de descarga menos la presión de succión de suministro.

BOMBA

TANQUE

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(NPSH) ALTURA DE SUCCIÓN NETA POSITIVA:

En el bombeo de líquidos la presión en cualquier punto en la línea de succión nunca deba reducirse a la presión de vapor de líquido. La energía disponible que puede utilizarse para pasar el líquido por la tubería de succión y la vía de agua de succión de la bomba dentro del impulsor es por eso la carga total de succión menos la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo. La carga disponible medida en la abertura de succión de la bomba, se ha llamado “ carga neta de succión positiva”

En el caso de bombas horizontales o a la entrada al impulsor de primera

etapa en las bombas verticales. La NPSH requerida la determina el fabricante de la bomba y es función de la velocidad y capacidad de la bomba.

El NPSH disponible representa el nivel de energía del fluido sobre

la presión de vapor en la entrada de la bomba y se determina siempre por el sistema que precede a la bomba. Salvo que la NPSH disponible sea, cuando menos, igual a la NPSH requerida en cualquier condición de operación, parte del fluido se vaporizará en la entrada a la bomba y llevará burbujas de vapor al impulsor.

Estas burbujas se aplastarán con violencia en algún punto corriente abajo de

la entrada de la bomba (por lo general, en algún punto dentro del impulsor) y producirán ruidos de chasquidos muy pronunciados, acompañados a menudo por daños físicos a las superficies metálicas adyacentes. Esto se llama cavitación y es altamente indeseable.

γγ

γγPv

gVPs

ZPa

NPSHd ps −+++=*2

2

fhPv

ZPt

NPSHD −−+=γγ

Pa = Presión atmosférica (absoluta). Ps = Presión manométrica en la succión de la bomba. Pv = Presión de vapor del liquido. Pt = Presión absoluta sobre la superficie del liquido en el tanque. Z = nivel del tanque respecto al eje de la bomba. V = Velocidad del flujo a la entrada de la bomba

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CAVITACION:

La cavitación es la formación y colapso ( implosión ) de burbujas en la corriente del liquido , cuando el liquido pasa por alguna estrangulación, aumenta su velocidad y disminuye su presión en la estrangulación este por debajo de la presión de vapor del liquido Pv ; formando un área mas grande donde se reduce La velocidad y hay recuperación de la presión ; en el momento que esa presión recuperada excede la Pv del liquido ocurre el colapso de las burbujas ondas de choque de alta presión .

La cavitación de la bomba se notadas cuando se producen los siguientes

fenómenos: ruido, vibración, caída en la curva de capacidad de carga de eficiencia y, con el paso del tiempo por los daños en el impulsor por picaduras y erosiona.

El proceso consiste de dos etapas: FORMACIÓN DE BURBUJAS EN EL LIQUIDO: Presión Líquido < Presión de Vapor COLAPSO DE LAS BURBUJAS: Presión de Líquido > Presión de Vapor. El proceso de cavitación ocurre con mayor frecuencia en:

• Hélices de barcos. • Impulsores de bombas • Turbinas hidráulicas. • Válvulas. • Válvulas de control.

En cualquier dispositivo utilizado para crear una diferencia de presión (�P)

en un liquido; placas orificio, placas perforadas, estrangulaciones, etc. De acuerdo a la intensidad del ruido y daños, se han propuesto diversas

clasificaciones para la cavitación, es la siguiente:

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TIPOS DE CAVITACION: CAVITACIÓN INCIPIENTE: Corresponde a la aspiración de la cavitación, el ruido que la acompaña

proviene de un débil burbujeo intermitente y no han de esperarse daños por vibración o erosión de las partes del dispositivo expuesto.

CAVITACIÓN CRÍTICA: Se presenta un ruido característico, claramente perceptible. Aunque es una

fase es mas severa que la cavitación incipiente, no producen daños apreciables. DAÑO INCIPIENTE: Esta fase corresponde a la aspiración de la erosión en los contornos sólidos

debido al impacto de las cavidades condensadas sobre tales contornos. La vibración y el ruido alcanzan niveles considerablemente superiores a los correspondientes a cavitación crítica.

ESTRANGULAMIENTO POR CAVITACIÓN: Condición en la cual en la cual la presión de vapor prevalece en toda la

región de flujo adyacente a la salida del dispositivo, y por lo tanto, una disminución de la presión del liquido aguas debajo de esa región no produce aumento de caudal.

GOLPE DE ARIETE:

El Golpe de ariete es un fenómeno (acústico) de onda de presión creado por los cambios relativamente repentinos en la velocidad de un líquido. Aunque el golpe de ariete puede aparecer como un término que se aplica solamente al agua y la connotación de 'martillar' a ruido, se ha convertido en un término genérico para los efectos de la onda de la presión en líquidos.

En sentido estricto, el golpe de ariete se puede relacionar directamente con la compresibilidad del líquido. En tuberías, los cambios repentinos en el flujo (velocidad) pueden ocurrir como resultado de:

• La operación de la bomba y de válvula en tuberías, • Colapso de bolsas de vapor.

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• El impacto del agua que sigue de la expulsión rápida del aire de un

respiradero o de una válvula parcialmente abierta.

• Potencialmente, el golpe de ariete puede crear serias consecuencias para los diseñadores de tuberías si no es reconocido y controlado correctamente mediante análisis y modificaciones del diseño. Han habido numerosas fallas en tuberías de diferentes grados con repercusiones de pérdida de características y de vidas.

Existen tres tácticas fundamentales para la atenuación del golpe de ariete: • Alteración de las características de la tubería tales como bajar del

perfil de la tubería para aumentar la presión local o aumento del diámetro de de la tubería de reducir velocidad.

• Puesta en práctica de mejores procedimientos de control de las

válvulas y de las bombas

• Diseño e instalación de los dispositivos para control de la onda.

Ecuación para determinar la sobre-presión o Golpe de Ariete:

tEDK

VP

**

1

1*3.63*1

+=

Donde:

1P = Es la sobre-presión en PSI V= Velocidad del fluido en, pie/seg. K = es el módulo de Bulk del líquido ( Agua 3*105). E= es el módulo elástico de la pared de la tubería ( Acero 3*107 ) D = Diámetro nominal de la tubería (pulg.) T = Espesor de la tubería en (pulg.)

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El cambio de la presión asociado al cambio de la velocidad a través de una onda de golpe de ariete (presión) es la bien conocida ecuación de Joukowsky

Vapp ∆−=∆ ..

GOLPE DE ARIETE POTENCIAL EN SISTEMAS CON BOMBAS:

El potencial para el golpe de ariete en sistemas de tuberías se puede

relacionar directamente con los cambios en el régimen respecto a las características de la respuesta de sistema. Claramente, las válvulas de control de funcionamiento rápido o la revocación repentina de atraviesan las bombas con las válvulas de cheque pueden conducir al martillo de agua.

Las válvulas pueden o ser una fuente del golpe de ariete o aún los medios

de atenuarla. Obviamente, los transeúntes ocurren con cada start-up de la bomba, parada normal, o pérdida repentina de energía al conductor —a menudo un motor eléctrico. Para el start-up de la bomba el sistema experimenta sobre todo subida de la presión, mientras que para la parada y el apagón hay descompresión.

MOTORES ELÉCTRICOS:

El encargado de impulsar un par torsor a la bomba; específicamente a las bombas centrifugas el accionamiento puede ser generado por un motor eléctrico o de combustión interna (gasolina o diesel). Este accionamiento esta basado en dos fenómenos físicos relacionados con el magnetismo, uno que se crea al pasar un campo magnético por un embobinado alrededor de un núcleo y el otro es el que de los polos magnéticos del mismo signo se repelen y los de signo contrario se atraen.

Nº de polos 2 4 6 8 10 12 14

N rpm 360 1800 1200 900 720 600 514

Velocidades Sincrónicas para 60HZ

Dependiendo del tipo de corriente, los motores se dividen en dos grandes grupos:

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CORRIENTE DIRECTA:

Los motores de corriente directa se pueden obtener en tres tipos: devanado en paralelo, en serie y compuesto, aunque el motor comercial de c-d devanado en paralelo estabilizado tiene algunos devanados compuestos.

El tipo de aplicación general del motor de c-d no es apropiado o para

mover bombas centrifugas porque la velocidad a plena carga de esos motores puede ser de 5 a 7.5 % arriba o debajo de sus velocidades específicas la velocidad esta por debajo de la especifica la bomba no producirá sus condiciones especificadas, mientras si la velocidad real del motor es mayor que la especifica. La velocidad de un motor puede reducirse introduciendo una resistencia en el circuito de la armadura; el último método de control de velocidad causa una perdida considerable de eficiencia.

CORRIENTE ALTERNA:

El flujo de corriente se invierte o se alterna periódicamente. El voltaje y la corriente varían en cantidad y dirección con el tiempo , o el máximo al mismo tiempo , o el máximo de la corriente puede ir adelante o atrás del máximo del voltaje ; la medida de este retraso se llama factor de potencia y puede variar de 0 – 1 ó de 0 – 100%.

POTENCIA ABSORBIDA POR LA BOMBA POTENCIA DEL MOTOR

Hasta 1 CV 50 % Mas

De 1 CV a 5 CV 30 % Mas



De 25 CV en adelante 10 % Mas

Márgenes de seguridad para Motores

En la práctica se dan las siguientes equivalencias:

KWWCV

CVWKW

736.05.735136.110001

====

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No confundir un CV (caballo de vapor) con una hp (caballo de vapor inglesa), que vale:

CVHPKW

CVWHP

019.110746

1*7461

=

=

Para realizar el cálculo de los factores debemos considerar las siguientes formulas:

� CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA:

ηϑ ***73.1*1000CosV

PI m=

Siendo para ambas fórmulas: =mP Potencia mecánica del motor en (Kw.) =I Intensidad absorbida en amperios (Amp). V = Tensión (diferencia de potencia) (Vol.). =ϑCos Factor de potencia =η Rendimiento.

� RENDIMIENTO DEL MOTOR:

)()(

kwPkwPm=η

Siendo:

1000

****73.1)(

ηϑCosIVkwPm =

La potencia absorbida puede calcularse:

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1000

**73.1)(

ϑCosIkwP =

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA:

• MOTORES DE UNA SOLA FASE:

Se dispone de motores de una sola fase en los siguientes tipos: monofàsicos, en serie universal, de arranque con repulsión, repulsión inducción y de capacitancia.

• MOTORES DE JAULA DE ARDILLA:

Los motores de jaula de Ardilla son los motores polifásicos mas sencillos y los mas comúnmente usados parar mover bombas centrifugas. Tienen arrollamiento primario.( estator) devanado devanado secundario de jaula de Ardilla ( rotor) que toma fuerza del devanado primario por acción de transformador , sin ninguna conexión eléctrica separada .Se pueden nombrar algunas de los Mas usados:

• Motores de torque normal, con corriente de arranque normal

(NEMA)*, CLASE A.

• Motores de torque normal, con baja corriente de arranque (NEMA, CLASE B).

• Motores de alto torque de arranque y baja corriente de arranque

(NEMA, CLASE C).

• Motores de alto torque de arranque y alto deslizamiento, (NEMA, CLASE D).

• Motores de velocidades múltiples.

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�+��

��(��%��%��

FORMULARIO:

• Calculo para determinar el peso de la tubería por metro lineal:

W = 0,02466(D-e)e W = Peso de la Tubería en (kg/ml) D = Diámetro en mm.

e = Espesor de la Tubería en mm.

• Teorema De Bernoulli:

Es = V2 + P + z

2g w

La ecuación de Bernoulli tiene gran importancia en la mecánica de los fluidos ya que desglosa los tres términos de energía específica que se cumplen para un fluido, estos son:

gV2

2

= Energía cinética.

=λP

Energía de presión.

Z = energía potencial.

• Ecuación de Darcy - weisbach:

La ecuación de Darcy – Weisbach se expresa como sigue:

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g

VDL

fhf.2

..2

=

Donde:

hf = Pérdida por fricción (metros o pies de líquido)

L = Longitud de la tubería (metros, pies). D = Diámetro interior de la tubería (metros, pies). V = Velocidad promedio de flujo (metros/seg. , pies/seg.). g = Gravedad (9.81 metro/seg2 o 32.174 pies/seg2 ) f = Factor de fricción. • Predimensionamiento para calcular el diámetro según la formula de

Bréese: Para N = 24 horas

D = 4K Q

D = Diámetro en m. Q = Gastos en m3/seg. K4 = 0,7 – 1,6 Para N < 24 horas

D = 1,3 Q 1/4

N = Numero de horas de bombeo

N ____ = 24

� Potencia de una Bomba en HP:

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HP = Q H � 76 �

HP = Potencia en HP Q = Gasto en lts/seg H = Altura dinámica en m. � = Eficiencia � = Densidad del Liquido

� Area de una circunferencia:

A = �D2

4 • Perímetro de una circunferencia:

P = �D

• Formula de William y Hansen para calcular Perdidas de Cargas:

J = � L Qn Q = lps , L = m , n = 1,85 ó 2,00 , J = m

J = Perdida de Carga en metro � = Coeficiente que varia con el diámetro de la tubería y la rugosidad C de sus paredes (El coeficiente “�” se debe buscar en las tablas). L = Longitud total en metros. Q = Gasto en Lts/seg

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n = Con valores (entre 1,85 y 2,00), dándose para cada caso los valores de � correspondientes.

METODO DIRECTO: A.- Expresando la PERDIDA DE CARGA en función del diámetro:

J = Q1,85 x L_____ 0,09414 x C1.85 x D4,87

Q = m3 , L = m , D = m , J = m B.- Expresando el CAUDAL en la unidad mas usual (lts/seg):

J = 1,21957 x 1010 x L x Q1,85 C1,85 x D4,87 Q = lps , L = m , D = mm , J = m C.- Expresando el DIAMETRO en mm:

D = ( 1,21957 x 1010 x L x Q1,85 )1/4,87

C1,85 x J Q = lps , L = m , D = mm , J = m El valor de “ C” disminuye según aumenta la rugosidad de la superficie interna del material. Para tuberías circulares se tiene los siguientes valores experimentales.

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TIPO Coeficiente de rugosidad ( C )

Tuberías extremadamente lisas 140 Tuberías muy lisas 130 Tuberías de concreto 120 Tuberías nuevas de acero 110 Tubería norma de hierro, o de acero con 10 años de uso 100

Tuberías muy rugosas 60

• Consumo Máximo Diario

Qmax diario = K1 x Qm

K1 = 1,20 a 1,60 Qm = Consumo medio expresado en lts/seg.

• Consumo Medio (Gasto medio futuro):

Qm = Población x Dotación

86.400 Qm = lpd Población = # de Habitantes Dotación = Consumos Mínimos permisibles por personas • Perdidas menores (Perdidas localizadas) hL = K (v2) (2g) K = Coeficiente de perdidas menores v = Velocidad del Flujo (m/seg) g = Aceleración de gravedad (m/seg2)

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• Régimen permanente en fluidos Q = V . A Q = Caudal o gasto (lps) v = Velocidad del Flujo (m/seg) A = Area de la seccion (m2)

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“ La verdad es eterna; el conocimiento, cambiante. Confundirlos resulta desastroso” .

Madeleine L’Engle

TABLAS:

• PESOS Y MEDIDAS PARA LAS CABILLAS DE ACERO:

PESOS Y MEDIDAS CABILLAS DE ACERO (NORMAS COVENIN 316)

DESIGNACION #

DIAMETRO (Pulg)

DIAMETRO (mm)

AREA (cm2)

LONGITUD CABILLA

(m)

PESO (kgf/m)

PESO/PIEZA (kgf/pieza)

3 3/8 9,53 0,71 0,559 3,354 4 1/2 12,70 1,27

6 0,994 5,964

3 3/8 9,53 0,71 0,559 6,708 4 1/2 12,70 1,27 0,994 11,928 5 5/8 15,88 1,98 1,554 18,648 6 3/4 19,05 2,85 2,237 26,844 7 7/8 22,22 3,88 3,044 36,528 8 1 25,40 5,07 3,977 47,724 11 1 3/8 35,81 10,07

12

7,906 94,872

• Mallas Electrosoldadas:

Son productos constituidos por Alambres Trefilados de alta resistencia y cumplen con los requisitos de la Norma COVENIN 1022. Las Mallas Electrosoldadas SIDETUR pueden ser suministradas en rollos estándar y en forma plana. Las mallas son muy utilizadas y convenientes para el armado de diversos elementos estructurales tales como: pavimentos, losas, aceras, canalizaciones, túneles, tubería de concreto, escaleras, muros, estribos en vigas de corona y en machones, elementos prefabricados y pretensados. También se utiliza muy favorablemente en los sistemas estructurales tipo túnel. Mallas en Rollo Estándar: Se suministran de acuerdo al área total que cubren en metros cuadrados (m2) y con diferentes áreas de acero. Todos sus alambres son de superficie con resaltes.

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Características MALLA ELECTROSOLDADA

Separación entre alambres

Área de acero

Cantidad de Alambres Diámetro

Alambres

Long. Transv. Long / Transv

Largo x Ancho

Peso pieza Rollo Tipo

mm mm mm cm² / m m x m

Long. Transv.

kgf/pieza

10x10x120 4 100 100 1,257 45 x 2,65 27 450 238

15x15x120 4 150 150 0,838 45 x 2,65 18 300 160

15x15x60 4 150 150 0,838 22,5 x 2,65 18 150 80

6x6x100 3,43 150 150 0,616 40 x 2,50 17 266 97,52

6x6x50-A 3,43 150 150 0,616 40 x 1,25 9 266 50,21

6x6x50 3,43 150 150 0,616 20 x 2,50 17 133 48,76

• FORMULA DE PERDIDA DE CARGA PARA TUBERIA LLENA

(Las perdidas se expresan en mca y el caudal en m3/seg).

FORMULA DE PERDIDA DE CARGA PARA TUBERIA LLENA (Las perdidas se expresan en mca y el caudal en m3/seg)

FORMULA COEFICIENTE DE RESISTENCIA EXPONENCIAL CAUDAL

Hazen-Williams 10,674.C-1,852 .d-4,871.L 1,852 Darcy-Weisbach 0,0827.f(�,d,q).d-5.L 2 Chezy-Manning 10,294.n2.d-5,33.L 2

C = Coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams � = Coeficiente de rugosidad de Darcy-Weisbach (m)

f = Factor de fricción (Depende de �, d, y q) n = Coeficiente de rugosidad de Manning

d = Diámetro de la Tubería (m) L = Longitud de la tubería (m)

q = Caudal (m3/seg)

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• COEFICIENTE DE RUGOSIDAD PARA TUBERIA NUEVA:

COEFICIENTE DE RUGOSIDAD PARA TUBERIA NUEVA Material C Hazen-Williams

(Universal) � Darcy-

Weisbach (mm) n Manning (Universal)

Fundición 130 - 140 0,25 0,012 – 0,015 Hormigón o

Revestimiento de Hormigón

120 - 140 0,3 – 3,0 0,012 – 0,017

Hierro Galvanizado 120 0,15 0,015 – 0,017

Plástico 140 - 150 0,0015 0,011 – 0,015 Acero 140 - 150 0,03 0,015 – 0,017

Cerámica 110 0,3 0,013 – 0,015 • COEFICIENTE DE PERDIDAS MENORES PARA ALGUNOS

ACCESORIOS:

COEFICIENTE DE PERDIDAS MENORES PARA ALGUNOS ACCESORIOS

ACCESORIO COEFICIENTE DE PERDIDAS (K)

Válvula de Globo, toda abierta 10,0 Válvula de Angulo, toda abierta 5,0

Válvula de Retención, toda abierta 2,5 Válvula Compuerta, toda abierta 0,2

Codo de radio pequeño 0,9 Codo de radio mediano 0,8 Codo de radio grande 0,6

Codo a 45º 0,4 Codo de retorno (180º) 2,2

Tee estándar – flujo recto 0,6 Tee estándar – Flujo desviado 1,8

Entrada brusca 0,5 Salida brusca 1,0

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• ANCHO DE ZANJA PARA COLOCACION DE TUBERIAS:

ANCHO DE ZANJA DIAMETRO ANCHO DE ZANJA

m.m Pulgada Sin entibado (cm)

Con entibado (cm)

100 4 60 90 150 6 60 90 200 8 60 100 250 10 70 100 300 12 80 100 380 15 90 120 450 18 100 120 500 21 110 130 600 24 120 140 700 27 130 150 750 30 140 160 800 33 150 170 900 36 165 190

1.050 42 190 210 1.200 48 210 230 1.350 54 230 250 1.500 60 250 270 1.650 66 260 280 1.800 72 280 300 1.950 78 300 320 2.100 84 320 340 2.250 90 330 350 2.400 96 350 370 2.550 102 360 380 2.700 108 380 400

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“ Nadie ensucia el agua que va a beber” . Olivia González

CONSTANTES FISICAS:

• Acero (SIDOR):

� E = 2,04 x 106 kg/cm2. � E = 29 x 106 lb/pulg2.

� E = 2,1 x 106 kg/cm2. (Acero HG, AG comercial)

• Modulo de Elasticidad (E)

MODULO DE ELASTICIDAD MATERIAL E (Kg/m2)

Agua (K) 2 x 108

Acero (HG, AG) 2,1 x 1010

Asbesto-Cemento (ACP) 2,4 x 109

Hierro Fundido (HF) 6 x 109

Cobre 1,3 x 1010

Concreto Armado (Tubería) 3,5 x 109

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“ Para todo problema hay una solución fácil, que suele ser ingeniosa, plausible… y equivocada” .

H.L. Mencken CONVERSIONES: Longitudes:

• Pulg. a mm. � * 25,4 Presión / Esfuerzos:

• Kg/mm2 a PSI � * 1,422 • PSI a Kg/mm2 � * 0,7033

• PSI a BAR � * 0,0689

• BAR a PSI � * 14,5

• Kg/cm2 a mca � * 10 * Multiplicar

Temperatura:

• Grados Fahrenheit a Grados Celsius (ºC) � ºC = 5/9 (ºF – 32) • Grados Celsius (ºC) a Grados Fahrenheit � ºF = 5/9 ºC + 32)

Espesores (Espesor de materiales o recubrimiento de pintura):

• 1 mils = 0,025 mm. • 1 mm = 1000 µm.

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• 1 mils = 0,025 mm.

• 1 mm = 1000 µm.

• 1 µm = 0,001 mm.

• 16 mils = 406 µm.

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Trabajo pesado es por lo general la acumulación de tareas livianas

que no se hicieron a tiempo. Henry Cooke

VALVULAS CLAVAL:

Productos de Obras de Agua

Desde 3/8" (10mm) a 48" (1200mm)

SERIE 131 Válvula de Control Electrónico • Diseñada para aplicaciones donde se necesita operación remoto electrónico • Ideal por Sistemas SCADA • Controles de piloto de solenoide de calidad • Controlador Electrónico 131VC y Transmisor de Posición de Válvula X117C Opcionales

Modelo 131-01

SERIE 133 Válvula Medidora • Mide y controla la tasa de flujo sin aparato distinto de medición • Totalizador incorporado • Capacidades para retransmisión • Ideal para retro-instalación de válvulas existentes

Modelo 133-01

SERIE 60 Válvula de Control de Bomba Reforzadora • Elimina ariete de conductos causado por los arranques y paradas de bombas • El control de solenoide puede ser operado manualmente • Válvula de retención incorporada • La válvula utiliza presión de la línea para operar

Modelo 60-11

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SERIE 61 Válvula de Control de Bombeo de Pozos Profundos • Previene ariete en conductos • El control de solenoide también puede ser operado manualmente • Distintas válvulas de control de flujo regulan las tasas de abertura y cierre

Modelo 61-02

SERIE 136 Válvula de Control de Solenoide Válvula de Limpieza Automática • Control por solenoide de respuesta rápida • Actuación no modulada de Todo o Nada • 136-AM es independiente y operada con batería • 136-01 disponible con característica de retención opcional.

Modelo 136-AM

SERIE 81 Válvula de Retención • Operación sin dar un portazo • Control dual de velocidad • Ideal por aplicaciones que necesitan cierre estanco al goteo, positivo y fiable • No tiene portaempaquetaduras o cajas de empaquetaduras

Modelo 81-02

SERIE 49 Válvula de Tasa de Flujo y Reducción de Presión • Reduce presión más alta de entrada a presión más baja y constante aguas abajo • Característica de Retención Opcional • Capacidad multi-funcional

Modelo 49-01

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SERIE 34 y 36 Válvulas de Aire • Protege conductos del aire acumulado que se recolecta en los puntos altos en los conductos y durante el ciclo de llenar • Estanco al goteo a presiones bajas • Internos y flotador estándar de acero inoxidable • Presiones de trabajo hasta 800 psi.

Modelo 34

Modelo 36

SERIE 90 Válvula Reductora de Presión • Mantiene la presión aguas abajo a un límite predeterminado • Característica opcional de retención • Diafragma sin fricción totalmente soportada

Modelo 90-01

SERIE 92 Válvula de Control Reductora de Presión / Sostenedora de Presión • Mantiene la presión aguas abajo sin oscilación en la demanda y mantiene la presión aguas arriba a un mínimo preprogramado • Característica opcional de retención

Modelo 92-01

SERIE 93 Válvula Reductora de Presión y Corte por Solenoide • Ideal para reducir presiones altas en líneas de transmisión para bajar presiones de sistemas de distribución

Modelo 93-01

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140


• El solenoide puede ser activado por remoto

SERIE 94 Válvula Reductora de Presión y Control de Golpe de Ariete • Se abre el piloto de ariete integral para prevenir el aumento rápido de presión • Característica opcional de retención

Modelo 94-01

SERIE 50 Válvula de Alivio de Presión / Sostenedora de Presión • Operación totalmente automático • Control preciso de presión • Abertura rápida mantiene la presión de la línea • Cierre lento previene ariete • Característica opcional de retención

Modelo 50-01

SERIE 52 Válvula Anticipadora de Golpe de Ariete • Protege el equipo de bombeo y los conductos de daños causados por cambios rápidos en la velocidad del flujo • Abre con la onda inicial de presión baja • Cierra lentamente para prevenir subsiguientes golpes de ariete

Modelo 52-03

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141


SERIE 124 Válvula de Flotador • Control del nivel en tanques preciso y repetible a puntos altas y bajos preprogramados • Corte fiable sin gotas • Acción no modulada de Todo o Nada • Use el Modelo 428-01 para servicio modulado

Modelo 124-01

SERIE 210 Válvula de Control de Altitud • Suministra control del nivel del tanque preciso y repetible • Característica opcional de válvula de control • Opción disponible para abertura retardada • Sistemas disponibles de pilotos de flujo de una vía y de dos vías

Modelo 210-01

CAVITACION DE LAS VALVULAS (CLAVAL):

Cuando sometidas a presiones diferenciales altas o tasas de flujo bajas, muchas veces válvulas exhiben ruido y vibración excesiva. Esto normalmente se atribuye al fenómeno de cavitación, el cual puede tener rango desde niveles relativamente inocuos nombrados cavitación incipiente a niveles considerablemente más agudos que actualmente dañan a las válvulas y tubería relacionada. Sobre periodos de tiempos extendidos, los niveles de ruido aún pueden causar la pérdida de oído en el personal de planta.

Cavitación ocurre cuando la velocidad del fluido en el área del asiento de

la válvula se vuelve excesiva, creando una reducción brusca severa en presión que transforma al fluido a estado de vapor, resultando en la formación de

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literalmente miles de burbujas diminutas. La subsiguiente disminución de velocidad y el aumento de presión que ocurre después del área del asiento de la válvula, causa a estas burbujas de vapor que se derrumban a una tasa de muchas veces por segundo. Si esto ocurre en proximidad cercana a cualesquiera superficies metálicas, daño puede ocurrir. Sobre tiempo, esto puede resultar en la falla de la válvula.

Los pasos tomados para minimizar o eliminar estas condiciones que adversamente afectan la operación y vida de servicio continua siendo uno de los retos más graves encontrados en la operación diaria de un sistema de distribución de agua.

Los Efectos Dañinos de Cavitación • Ruido excesivo • Erosión del cuerpo de la válvula • Componentes internos dañados • Pérdida de la capacidad de flujo • Fluctuaciones en presión • Desempeño disminuido • Altos costos de mantenimiento • Falla de la válvula • Reemplazos de válvula costosos

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“ Enfrentarse, siempre enfrentarse, es el modo de resolver el problema.

¡Enfrentarse a él!” . Joseph Conrad,

escritor inglés MISCELANEOS:

• Rendimiento Asfalto:

� 1 Ton Asfalto � 8,70 m2 � e = 5 cm. � 2,34 Ton Asfalto � 1 m3

• Densidad del Acero:

� d = 7.850 Kg/m3 � d = 7,85 gr/cm3

� d = 0,00785 Kg/cm3

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“ Sólo hay 3 cosas que no vuelven atrás: la palabra emitida, la flecha lanzada

y la oportunidad perdida” . anónimo

SIGLAS: SIGLAS SIGNIFICADO

ABRE Ámbito Bajo Responsabilidad de la Empresa AID Agencia para el Desarrollo Internacional

ANSI American National Standards Institute API Instituto Americano del Petróleo – American Petroleum Institute

ASQC Sociedad Americana de Control de Calidad

ASTM American Society for Testing y Materials – Sociedad Americana para Pruebas y Materiales

AWWA American Water Works Association CAS Costo Asociado al Salario

IATUR Instituto Autónomo de Turismo y Recreación del Hatillo INOS Instituto Nacional de Obras Sanitarias

INPSASEL Instituto Nacional de Prevención, Salud y Seguridad Laborales

ISO International Organization for Standardization – Organizacion Internacional de Normalizacion

LAEE Ley de Asignaciones Económicas especiales LOOU Ley Orgánica de Ordenamiento Urbanístico

LOPCYMAT Ley Orgánica de Prevención, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo LOPSAS Ley Orgánica de Prestación de los servicios de Agua Potable y de Saneamiento

LOT Ley Orgánica del Trabajo MSAS Ministerio de Sanidad y Asistencia Social NPSH Net Positive Suction Head OMS Organización Mundial de La Salud

RECA Reglamento Especial de Conservación Ambiental SAW Soldadura por Arco Sumergido – Submerged Arc Welding

SCADA Sistema de adquisición de data a distancia

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“ Para las cosas grandes y arduas se necesitan

combinación sosegada, voluntad decidida, acción vigorosa, cabeza de hielo,

corazón de fuego y mano de hierro” . Jaime Balmes,

sacerdote, filósofo y periodista español

BIBLIOGRAFIA:

• ABASTECIMIENTOS DE AGUA - TEORIA Y DISEÑO – 1980 - Simón Arocha.

• ABASTECIMIENTO DE AGUAS Y ALCANTARILLADOS –

1983 - Gustavo Rivas Mijares.

• DIMENSIONADO DE BOMBAS CENTRIFUGAS – ksb

• ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCION DE OBRAS DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS – 1976 - INOS

• BOMBAS, selección, uso y mantenimiento – Kenneth

McNaughton.

• MANUAL DE PROYECTOS ESTRUCTURAS DE ACERO – Tomo I, II y III – Siderurgica del Orinoco (SIDOR).

• HIDRAULICA DE TUBERIAS – Juan G. Saldarriaga V.

• BOMBAS CENTRIFUGAS – Ing. Giuseppe Bavaro – 1992

• M.O.P.U. 1987– Sistematización de los Medios de Compactación y

su Control. • PRINCIPIOS DE INGENIERÍA DE CIMENTACIONES – Braja

M. Da. International Thomson Editores.

• MECÁNICA DE SUELOS – Limusa Editores. T. William Lambe y Robert V. Whitman. Limusa Noriega Editores

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• GEOTECNIA. ENSAYOS DE CAMPO Y DE LABORATORIO –AENOR

• PG-3 – Pliego de prescripciones técnicas generales para obras de

carreteras y puentes.

•

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“ Para llevar a cabo grandes empresas hay que vivir como si nunca

se hubiera de morir” . Marqués de Vauvenargues

NOTA IMPORTANTE: El presente Manual debe ser considerado por el lector o usuario como un material de consulta que es susceptible a ser ampliado o modificado, se trata de la recopilación u ordenamiento de información técnica, por lo que le agradecemos, sus sugerencias u opiniones que hagan del mismo, una herramienta de gran utilidad para todos. En cuanto a las normas fueron copiadas textualmente y su uso o cumplimiento siempre estará sujeto al buen juicio del personal técnico o profesional que lo utilice. Este “ MANUAL TECNICO” no será comercializado, ni publicado se trata solamente de una recopilación de información para uso personal. Es importante señalar que muchas de las referencias utilizadas fueron copiadas de textos, libros o publicaciones compradas por mi, durante mi vida universitaria y profesional. De igual manera aprovecho para mencionar que este trabajo de investigación y asi lo llamo debido a que le he tenido que dedicar muchas horas de trabajo desde el año 1993 y hasta la presente fecha a recopilar información y transcribirlos de textos y con el apoyo del INTERNET.

Ing. Franklin Gallardo CIV: 62475

[email protected] ; [email protected] ; [email protected]

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“ El saber, después de la virtud, es ciertamente lo que eleva a un hombre

a mayor altura que otro” . Joseph Addison

COLABORADORES:

1. Personal Técnico, Profesional y Directivo de Ingenieria Galpeca, C.A. 2. 3.

Versión modificada o corregida el 10-11-07

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“ Es detestable esa avaricia espiritual que tienen los que, sabiendo algo,

no procuran la transmisión de esos conocimientos” .

Miguel de Unamuno

FRASES CELEBRES

1. El saber y la razón hablan, la ignorancia y el error gritan.

Arturo Graf 2. Sólo sé que no sé nada.

Sócrates

3. Es detestable esa avaricia espiritual que tienen los que, sabiendo algo, no procuran la transmisión de esos conocimientos.

Miguel de Unamuno 4. La guerra es una masacre entre gente que no se conoce para provecho de gente que sí se conoce para que no se masacre.

Paul Valèry 5. Sólo salgo para renovar la necesidad de estar solo.

Lord Byron

6. “ De todo DERECHO nace un DEBER” Formula de Kant

7.

El saber y la razón hablan, la ignorancia y el error gritan.

Arturo Graf

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INDICE TEMAS PAGINAS

1. INTRODUCCION 2 2. MISION, VISION Y VALORES 3

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INFORMACION ADICIONAL

• Colocar tabla de Calibres de láminas o Chapas de acero. • Colocar tabla de conversiones • Hacer INDICE • Agradecimiento • Dedicatoria • Prologo