MANUAL TÉCNICO TUBERÍAS PEAD

INDICE1.- Introducción.2.- Consideraciones del material.

2.1 Ventajas.2.2 Propiedades físicas del material.2.3 Propiedades químicas del material.

3.- Cálculo Hidráulico.3.1 Para tuberías HDPE trabajando en presión.3.2 Tuberías HDPE trabajando como acueducto.3.3 Verificación del desgaste por abrasión.3.4 Cálculo para prevenir deformaciones en tuberías enterradas

4.- Dimensiones de las tuberías.5.- Sistemas de unión.

5.1 Unión por termofusión.5.2 Unión por electrofusión.5.3 unión por compresión.

6.- Piezas especiales6.1 Fitting HDPE6.2 Accesorios para unión por compresión6.3 Presentación y forma de entrega.

7.- Normas y consideraciones para diseño con tuberías HDPE7.1 Normas y control de calidad7.2 Comportamiento en función del tiempo y temeratura7.3 Comport. en función de tiempo, temperatura y tensiones.

8.- Técnicas de Instalación8.1 Suministro de las tuberías.8.2 transporte interno y acopio.8.3 Instalación en zanjas.8.4 Instalaciones aéreas o superficiales

9.- Principales aplicaciones en tuberías HDPE

THYSSEN Plastic Solutions THYSSEN Plastic Solutions AGENCIA BS.AS. TEL: 0223 15 564 8800agencia@tubospead.com

1. INTRODUCCIÓN

THYSSEN PLASTIC SOLUTIONS opera bajo la directa conducción del Conde Claudio Gabriel Ladislao Zichy Thyssen, perteneciente a una familia de amplia tradición industrial, con inversiones en diversas partes del mundo.

THYSSEN PLASTIC SOLUTIONS produce tubos por extrusión de resina de polietileno, bajo la misma filosofía deCalidad y Satisfacción al cliente que identifica a todas las empresas del grupo.La industria petroquímica ha desarrollado desde 1933 los métodos de obtención de ésta resina termoplástica a partir de la polimerización del etileno. Esta evolución ha sido contínua, sin embargo, ciertos desarrollos produjeron fuertes impactos en el mercado, como el PE63 a mediados de los 70, el PE80 en la década del 80 y finalmente, la tercera generación denominada PE100.Estas familias definen estrictas características técnicas para el material independientemente de la marca comercial del polietileno. Una de las principales fortalezas de la empresa es su compromiso por utilizar siempre materias primas dela más alta calidad disponible en el mercado mundial. Los tubos TPS son fabricados en polietileno PE80 y PE100, con tecnología única en sudamérica y materias primas provistas por empresas líderes.Esta combinación garantiza máxima elasticidad y flexibilidad, junto con una excepcional resistencia mecánica, química y térmica a sus productos.

2

2.- CONSIDERACIONES DEL MATERIAL

2.1 VENTAJASLas tuberías y fittings HDPE superan largamenteen muchas condiciones de uso a las tuberías deacero, hierro fundido,asbesto-cemento, fibra-vidrio, etc. debido a:• Gran resistencia a los agentes corrosivos.• Gran resistencia a los fluídos químicos.• Insensibilidad a la congelación.• Escasa pérdida de carga por roce.• Atoxicidad.• Bajo efecto de incrustación.• Alta resistencia a la abrasión.• Fácil de transporte por su bajo peso.• Flexibilidad.• Gran resistencia y estabilidad frente a la radiación ultravioleta.

2.2.- PROPIEDADES FÍSICAS DEL MATERIAL

3

2.3.- PROPIEDADES QUÍMICAS

Las tuberías HDPE poseen excelentes propiedades químicas; el material es insoluble en todos los solventes orgánicos e inorgánicos; sólo es atacado a temperatura ambiente y en el transcurso del tiempo por oxidantes muy fuertes(H2SO4 conc, HNO3 conc., agua regia).Los halógenos en estado libre (cloro, bromo, etc), a temperatura ambiente forman polietileno halogenado con desprendimiento de haluro de hidrógeno. La estructura del material no queda destruida pero cambian las propiedades físicas y químicas.Otros elementos que no deben ser transportados en tuberías HDPE son: Tetracloruro de Carbono, Flúor, Ozono,Trióxido Sulfuro, Cloruro de Thyonil, Tuoleno, Xileno, Tricloroetileno).

4

5

3.- CÁLCULO HIDRÁULICO

Las características de la superficie de las tuberías HDPE y su resistencia a la corrosión, incrustaciones y sedimentación, significa que estas tuberías tienen mucho menos pérdida de carga que las tuberías tradicionales.La capacidad de desagüe y velocidad de flujo de las tuberías HDPE, se pueden calcular usando las fórmulas de Prahdtl - Colebrook, Hazen - Williams o Manning.

Las tuberías HDPE poseen un factor de rugosidad de Darcy igual a 0,007 mm. El coeficiente de Manning “n” esde 0,009 para agua limpia a temperatura ambiente el alcantarillado. En tuberías tradicionales se hacen correcciones al valor de “n” debido a sedimentaciones yembanques; la naturaleza antiabrasiva y no polar delpolietileno minimiza este efecto.3.1 PARA TUBERÍAS HDPE TRABAJANDO EN PRESIÓNPara el cálculo del caudal en una tubería a sección llena, se utiliza lafórmula de Hazen-Williams, que tiene la siguiente expresión:

Si se desea obtener la pérdida de carga, ésta se deduce de la fórmula anterior:

Los valores obtenidos mediante la fórmula de Hazen-Williams; también pueden ser determinados al aplicar directamente eldiagrama de la páginasiguiente.

Cuba termostatizada para ensayos de resistencia de las tuberías sometidas a presión y temperatura

6

7

EJEMPLO: Tubería 90 mm DI 79.8 mm, se quiere transportar agua, con un caudal = 3 l/seg. ¿Cuál es la pérdida de carga?: observando la recta trazada en el nomograma se concluye que es 0.5 m cada 100 m, a una velocidad de 0.6 m/seg.Una tubería de acero de similar diámetro interior, conduciría el mismo caudal a una velocidad de 0.63 m/seg, con una pérdida de carga de 1.5 m cada 100 m, es decir 3 veces la pérdida del HDPE

8

Las pérdidas de cargo, que se producen por el escurrimiento a través de singularidades, se pueden convertir en unalongitud equivalente de tubería. Sumándose al largo real de latubería con objeto de efectuar un cálculo simplificado delas pérdidas totales de energía.En la tabla siguiente se entregan los valores de longitudequivalentes en función del diámetro interior de la piezaespecial.

3.2 TUBERÍA HDPE TRABAJANDO COMO ACUEDUCTOPara el cálculo del escurrimiento gravitacional, se utiliza lafórmula de Manning:

Para el caso de escurrimiento a Boca Llena, R = D/4 (D =Diámetro interior), el ábaco de la página siguiente ilustra elcálculo hidráulico en esta situación.Si el escurrimiento es a sección parcial; situación quegeneralmente se presenta en el escurrimiento normal:

9

10

Metodología - EjemploSe desea encontrar la tubería capaz de transportar un caudal de 70 l/s para una pendiente del 5 0/00 .Entrando el ábaco de escurrimiento a Boca Llena, con un diámetro tentativo de 315 mm PN4; se obtiene:

Golpe de arietePor golpe de ariete, se denomina a la situación de impermanencia en el tiempo, a que se ve sometida una tubería a sección llena, al producirse un cambio en las condiciones del escurrimiento; lo cual genera como consecuencia másimportante una variación en la Presión del Flujo. Entre las causas más comunes, se pueden señalar a:-Abertura o cierre (parcial o total) de válvulas.-Partida o detención del funcionamiento de bombas.-Partida o detención del funcionamiento de turbinas.La variación de presión máxima que se produce, se puede calcular mediante la teoría de la onda elástica de Joukovsky:

Las mayores sobre presiones, o sub-presiones; se obtienencuando el tiempo de la maniobra t, es inferior o igual al tiempo crítico Tc:

Ejemplo:Para una tubería 280mm, PN 10 y 1.000 m de largo, por la cual escurre un caudal de 100 l/s, y que se encuentrasometida a una presión de 15 m.c.a. en su punto más bajo;se detiene el flujo en un lapso de tiempo inferior al tiempocrítico:

Por lo tanto la tubería debe estar diseñada para soportar una presión máxima de:7,17 + 15,0 = 86,7 m.c.a. que equivale a 8,7 kg/cm2.Lo cual es efectivo, ya que la presión nominal de diseño deesta tubería clase 10, es igual a 10 kg/cm²

3.3 VERIFICACIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓNEl desgaste de estas tuberías depende de la velocidad, el tiempo de sólidos y el porcentaje en peso de los sólidos enla pulpa. Para velocidades bajo 2 m/seg prácticamente no es posible detectar la erosión en las tuberías cualquiera sea el tipo de sólido. Para velocidades mayores (sobre 5m/seg) las tuberías se desgastan. A mayor diámetro de la tubería se permite mayor velocidad.La experiencia ha demostrado que el desgaste de las tuberías HDPE es mucho menor que el de las de acero.En caso de hacer instalaciones a velocidades altas conviene realizar pruebas con la pulpa, para determinar posibles desgastes a velocidades de depositación.

11

3.4 CÁLCULO PARA PREVENIR DEFORMACIONES EN TUBERÍA ENTERRADAEn el ensayo de aplastamiento, los tubos no se rompen sino que van deformándose a medida que aumenta la presión,hasta el extremo que la parte superior de los mismos llega a tocar, sin agrietarse, el fondo abombado hacia arriba. Por ello, en las consideraciones que se hagan respecto a la resistencia, debe tenerse en cuenta este comportamiento.Una parte de la deformación que se produce bajo los efectos de una carga es elástica (reversible), en tanto que la otra esplástica (irreversible). De todos modos el ensayo de aplastamiento sólo permite apreciar hasta que punto se deforma el material, sin corresponder a las cargas a que está sometido el tubo en la zanja colmada. En la práctica, la deformación esmucho menor que la producida en el ensayo de aplastamiento bajo carga toda vez que las paredes de la excavación sostienen el tubo.En principio hay que señalar que incluso cuando se trata de canalizaciones fabricadas con materiales convencionales,hay que apisonar el terreno circundante según DIN 4033, apartado 82. Si la naturaleza de éste no lo admitiese deberá traerse de otro sitio material apisonable (DIN 4033, apartado 8.1).Para determinar la capacidad de carga de una tubería flexible desde hace ocho años vienen midiéndose la presión ejercida por la tierra y la deformación experimentada, observándose que con el tiempo deja de producirse la disminución del peso de la tierra debida a esfuerzos de fricción en las paredes de la zanja.En el cálculo del peso muerto de la tierra se toma como base el valor máximo posible g H. Las cargas originadas por lasruedas de los vehículos pueden convertirse por los métodosusuales (p. ej. el Boussinesq) en una carga superficial porcirculación o peso vivo Pv .

Para el factor de impacto Y se recomiendan lossiguientes valores:Camiones de gran tonelaje 60: 1,2 camiones de gran tonelaje 30: 1,4 camiones normales 12: 1,5. Con ello la carga total sobre la tubería alcanza:

La altura mínima de cobertura, con vistas a las cargas producidas por la circulación variable debe alcanzar 0,8., siendo igual al diámetro d en las tuberías de d > 0,8m. Para la circulación ferroviaria y aérea se considerarán alturas mínimas > 1,5 => 1,2 m.En los casos en que no se disponga de datos más exactos, puede recurrirse a los módulos de deformación del terrenode la tabla 2, válidos para esfuerzos de compresión de hasta aprox. 0,1 N/mm 2. Si estos son mayores, aumentan los módulos de deformación del terreno por lo que puede contarse con valores más altos en capas de cobertura gruesas,con tal que se confirmen por medición. La deformación (aplastamiento de la parte superior $y) de las tubería HDPEbajo el peso de la tierra se determina a través del valor Rs, que figura en la abscisa del diagrama de Watkins, Fig. 8, elcual es el cociente de la consistencia del terreno y de la rigidez de la tubería.

12

En la ordenada del diagrama de Watkins figura la deformación de las tuberías referida al respectivo valor Rs que multiplicada por la compresión del terreno EB

.

Caso 1: refuerzo vertical de la zanja con tablestacas o tablones de madera (no apisonado).Caso 2: consolidación vertical de la zanja con tablas acanaladas, perfiles ligeros tablestecados o relleno no apisonado o tratamiento del relleno con agua a presión.

Caso 3: zanja rellanada a capas apisonadas contra el terreno natural o terraplenada (sin indicar grado ade apisonado).Caso 4: zanja rellenada a capas apisonadas o terraplenada,indicando grado de apisonado

Las tuberías HDPR PM 3,2, que se utilizan habitualmente para canalizaciones, pueden emplearse sin comprobación estática especial en zanjas correctamente colmadas y apiusonadas cuyo relleno no tenga más de 6 m de altura.En cuanto a la aplicación de los módulos para calcularla deformación producida en los tendidos realizados en aguas subterráneas o cauces fluviales, hay que distinguir entre los siguientes casos:

13

1. En terrenos no coherentes (gravas, arenas).a) Cuando se tengan que contener aguas subterráneas y el relleno de ambos lados de la tubería se apisone en seco, puede recurrirse al módulo correspondiente a terrenos apisonados.b) Cuando no tengan que contenerse aguas subterráneas, y por consiguiente, no resulte posible el apisonado, así comocuando se instale una tubería en un cauce fluvial se utilizaráel módulo correspondiente a terrenos no apisonados.

2. En terrenos coherentesPese a contenerse las aguas subterráneas y a apisonarse los rellenos no coherentes, pueden producirse con el tiempohundimientos y mezclas. Por consiguiente, al igual que en elcaso 1b, deben utilizarse los valores EB mínimos, con lo queresultan paredes gruesas.

3. Cálculo para prevenir abolladurasSe entiende por abolladura la deformación reniforme, que experimenta la sección de la tubería. Las tuberías instaladas en el agua o en terrenos situados por debajo del nivel de las aguas subterráneas, cuya presión hidrostática sea superior a su presión interior, deberán calcularse a prueba de abolladuras, lo mismo que las sometidas a vacío. La presión de abolladuras Pko de una tubería no deformada ni subterránea respecto a la presión exterior del agua o de gases, o sometida a depresión, se calcula a través de:

Las presiones de abolladura a largo plazo, calculadas a través de ecuación (5) para tuberías de Hostalen, se muestrangráficamente en la figura 9, confirmándolas en gran parte los resultados de los ensayos realizados. La presión de abolladura admisible se obtiene aplicando un factor de seguridad de 2.A las tuberías instaladas en aguas subterráneas o en cauces fluviales, el terreno circundante les ofrece en determinadoscasos un apoyo, incrementando su presión de abolladura respecto a las tuberías no subterráneas según la ecuación (5). Dicho incremento es tanto mayor cuanto más alta es la consistencia del terreno respecto a la rigidez de la tubería, pudiendo tenerse en cuenta a través de los factores de apoyo fs indicados en la tabla 5 :

El factor de seguridad contra abolladura, debe ser S=> 2.Los terrenos que, bajo los efectos del agua, adquieren las características de un líquido viscoso (p.ej. los pantanosos, lodosos) no ofrecen ningún apoyo, es decir fs = 1. en talcaso, la sobrepresión exterior pw debe calcularse análogamente a la de las aguas subterráneas.Al instalar tuberías de plástico en excavaciones practicadas con broquel, en ningún caso debe superarse la presión de abolladura admisible en las mismas.Las conducciones instaladas en aguas subterráneas, p. ej. enterrenos pantanosos, deben asegurarse suficientemente

para impedir que floten, p.ej., mediante caballetes, cuya distancia entre sí depende de la flexión admisible en aquellas. Como complemente, ilustraremos con un

ejemplo lo que acabamos de manifestar:

14

15

Si el tendido se realiza por debajo del nivel de las aguassubterráneas, conteniendo éstas (es decir bombeándolas,rellenando y apisonando los lados de la tubería y colmandola zanja, D p = 95 %) y manteniendo su nivel 1,5 m sobrelaparte inferior de la tubería, se calcula adicionalmente laabolladura de ésta respecto a aquellas: sobrepresión exteriorde las aguas subterráneas P w = 0,15 bares.La presión requerida para que empiecen a abollarse lastuberías para PN 3.2, después de 50 años sin apoyo delterreno circundante, se desprende de la figura 9: P ko = 0,15bares de sobrepresión.- Factor de reducción para la tuberíadeformada (según figura10)

16

17

5.- SISTEMAS DE UNIÓN

5.1 UNIÓN POR TERMOFUSIONEl método de soldadura, es el más común y seguro para unir tubos HDPE. El proceso es relativamente rápido, simple ybarato, no requiere de materiales adicionales. La unión se produce a través del calentamiento de los extremos del tubo, con una temperatura que oscila en los 200 ºC,dependiendo de las condiciones climáticas.Una vez alcanzada la temperatura, se somete a los tubos a una presión homogénea y constante, resultando en una fusión molecular perfecta, logrado que ambos tubos se comporten como un solo cuerpo.

El sistema puede realizarse mediante dos técnicas:• Unión por Tope• Unión por Socket

En la primera no se requieren accesorios, soldándose ambos tubos entre sí. Para la misma, Thyssen Plastic Solutions cuenta con maquinaria y herramental para soldar tubos desde 40 mm hasta 1200 mm de diámetro.En la segunda, se utilizan accesorios hasta los 125 mm de diámetro, y se requiere de herramental especial.Thyssen Plastic Solutions produce con modernas maquinarias, accesorios facetados como codos, “T” o “Y” a partir del propio sistema de termofusión., como se oberva en el capítulo siguiente.

Durante el procedimiento de soldadura, deben observarse estrictos parámetros de Presión, Tiempo y Temperatura, dependiendo de las características de la cañería, relación de diámetros y espesores (SDR) y tipo de material empleado.Tambien son relevantes las condiciones climáticas en que se hace la operación.Como guía, se suministran a continuación tablas con los parámetros recomendados por los fabricantes de las máquinas soldadoras, que deberán respetarse para minimizar el riesgo de fallas en la soldadura, según el tipo de tubería utilizada.

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

5.2 UNION POR ELECTROFUSIONPosibilita realizar la unión de tubos en muy corto tiempo, a través de un accesorio especial en el que se insertan losextremos de ambos tubos y se conecta a un dispositivo que envía energía eléctrica que se traduce en calor, logrando laelectrofusión.Para éste sistema solo existe una técnica que se utiliza en todos los tubos, variando los accesorios, cantidad de calor ytiempo requerido según el diámetro y paredes de los tubos.Las monturas por electrofusión son de alta practicidad y permiten realizar ramificaciones, desviaciones etc. sin necesidad de cortar el suministro principal, posibilitando además hacer pruebas en las instalaciones antes de ponerlas en funcionamiento.

5.3UNION POR COMPRESIONLas uniones pueden ser realizadas hasta diámetros de 110mm,mediante accesorios denominados “de compresión”·.Por medio de ellos se pueden unir mecánicamente extremos de dostubos de igual o diferente diámetro, o unir tubos con alguna otrapieza.La unión se logra mediante la compresión de un sello intermedio,tipo “O ring”, una garra que actúa como sujeción dela tubería, y un cono que se fija al tubo, presionando la garra haciael tubo.Thyssen Plastic Solutions dispone de todos los accesoriosnecesarios y de personal especializado para su correctainstalación.

29

6.- PIEZAS ESPECIALES- Fitting

6.1.- FITTING HDPE

CODO SEGMENTADO SOLDADO A TOPE

CODO DOBLADO A PARTIR DE TUBO

30

NOTAS: 1.- En Tee fabricadas, la presión de trabajo es 60% de la que corresponde al espesor de la tubería con la que fue fabricada2.- El largo “L” puede disminuirse manteniendo la relación L = 2H

TEE CON REDUCCIÓN

31

REDUCCIÓN CONCÉNTRICA Se fabrican para PN: 2.5, 3.2, 4.6 y 10 Kg/cm2

32

REDUCCIÓN EXCÉNTRICA MOLDEADA

PORTA FLANGES (STUB-END)

33

FLANGES SUELTOS

PERNOS STANDARD PARA FLANGES

34

PERNOS STANDARD PARA FLANGES

35

6.2 ACCESORIOS PARA UNIÓN POR COMPRESIÓN Los fittings sirven para unir tubos de polietileno de diámetrosiguales o diferentes. También se los puede utilizar para unirlosa alguna otra pieza. Se fabrican hasta diámetros no mayores a110mm, poseen un sistema de sujeción en acetol y como seatornilla al fitting, permitiendo un cierre hermético.En caso de que la tubería transporte líquidos corrosivos se lescoloca un o-ring de vitton.

RACORD HEMBRA RACORD MACHO CODO 90º

CUPLA REDUCCIÓN CUPLA

“T” 90º “T” 90º MACHO “T” 90º HEMBRA

36

6.3 PRESENTACIÓN Y FORMA DE ENTREGA

Los tubos de HDPE producidos por Thissen Plastic Solutions pueden ser entregados como tubos rectos, o en bobinas, si las dimensiones lo permiten.La siguiente tabla determina la factibilidad de entrega en bobinas.

37

7.- Normas y consideraciones para diseño con tuberias HDPE

7.1 NORMAS Y CONTROL DE CALIDADLas tuberías HDPE han sido diseñadas para las más duras condiciones climáticas y de agresividad química. Tienen un excelente comportamiento entre -40ºC y +60ºC. Las resinas utilizadas ya vienen pigmentadas por el fabricante, con antioxidantes que le dan una gran resistencia a los rayos ultravioleta. El alto peso molecular y una distribución molecular estrecha le da propiedadesfísicas muy estables difíciles de lograr con otros materiales termoplásticos.

PRUEBAS DE LABORATORIO DE LA TUBERÍA

-Pruebas de la materia primaLas propiedades físicas y químicas del polietileno de alto peso molecular sonverificadas y garantizadas por el fabricante de la misma; sin embargo en larecepción, el lote es sometido a ensayos en nuestros laboratorios, paracomprobar la densidad, fluidez y estabilidad térmica. Una vez que el lote ha sidoaprobado, se procede a la fabricación del tubo.

-Control de dimensionesSe realiza en línea de producción un monitoreo contínuo de espesores, a travésde medidores por ultrasonido instalados en las mismas.Además, se cortan probetas cada treinta minutos para realizar todos losdimensionales en un banco de medición calibrado. Allí se determinan Diámetro,Espesor, Ovalización, etc.)

-Prueba de presiónEsta es la prueba principal en el ensayo de tuberías y fittings. Para realizar estaprueba se preparan probetas que se someten a presión y temperatura, portiempos prolongados, de tal manera que se cumpla la norma ISO 4427 para elcaso de transporte de fluídos, y la N.A.G. 129 para el caso de tubos de gas.Algunas de las pruebas incluyen:

- Ensayo de 1000 hs. a 20ºC- Ensayo de reventamiento- Ensayo de 170 hs. a 80ºC- Ensayo de probeta entallada- Ensayo de probeta fusionada- Ensayo en probetas unidas a montura

-Prueba de resistencia a la tracciónSe realizan en probetas sacadas del tubo con dimensiones normalizadas; ennuestro laboratorio contamos para ello con una máquina de extracción deprobetas por sacabocados, para espesores de hasta 12 mm, y una fresa especialpara espesores mayores.Luego se someten al ensayo de tracción que deberá cumplir con el estiramiento yla tensión al punto de fluencia, requerido por las normas.

38

- Ensayo para determinación de densidadSe realiza éste ensayo tanto a la materia prima como al tubo fabricado, y se locompara con los valores declarados por el fabricante.Para ello contamos con una columna de gradientes y seis patrones de densidadcon certificados de calibración, además de los controles de temperatura ytermómetros solicitados por la norma DIN 53479 para la realización de ésteensayo.

-Ensayo de determinación de fluidez (Melt Index)Al igual que la densidad, el ensayo de fluidez se realiza tanto a la materia primacomo al tubo. Básicamente, se trata de determinar cuántos gramos de PE pasanpor un orificio calibrado cada 10 minutos, a temperatura y carga determinadaspor la norma ISO 1133

-Ensayo de estabilidad térmica a la oxidaciónEn nuestro laboratorio contamos con un Calorímetro Diferencial de BarridoDSC marca Seiko para determinar el tiempo de oxidación.Este equipo opera isotérmicamente a 200 - 210 ºC con dos medidores de flujopara el oxígeno y el nitrógeno, y un software que grafica y almacena los datos deltermograma, y define los puntos de cambio de flujo y el punto máximo de laexoterma de oxidación.

-Ensayo de reversión longitudinalEn una muestra de tubo, se realizan dos marcas a 100 mm de distancia, se colocala muestra en estufa a 110 ºC durante un tiempo determinado, según el espesor;pasado ese período a temperatura constante se retiran las muestras, se dejanenfriar a Temp. Ambiente y se realiza una nueva medición entre marcas, que nodeberá superar lo determinado por la norma ISO 2505.

-Prueba de dispersión pigmentosEsta prueba está normalizada según ISO 13949. Consiste básicamente en sacardelgadas porciones de tubo con un micrótomo (40 micrones) y someterla almicroscopio, donde se puede observar si los granos están uniforme y finamentedispersados dentro del material.

-Pruebas QuímicasEl fabricante de materias primas nos da una lista del comportamiento delpolietileno de alto peso molecular frente a distintos agentes químicos; sinembargo, las tablas de resistencia química corresponden a elementos puros quenormalmente no son los que el tubo tiene que enfrentar en la práctica. Paramayor seguridad, cuando se diseña un depósito para sustancias químicas, sesolicita al cliente una muestra de la sustancia química que se quiere transportar yse somete al siguiente procedimiento a la temperatura máxima de trabajoesperada.

39

1.- Se confeccionan 28 probetas de prueba, procediéndose a su pesaje.2.- Se colocan estas probetas dentro de un recipiente con lasustancia que se quiere probar.3.- Se saca una probeta cada día; se les pesa y se le sometaa un test de tracción, ASTM D 6384.- Se comparan los resultados de las probetas del líquido con probetas que no han sido introducidas en el líquido. Se permite una variación máxima de 5% de variación en el peso y 10% en las propiedades físicas para considerar el material aprobado para el fluído ensayado.5.- Se hace el mismo tipo de ensayo para soldadura.

7.2 COMPORTAMIENTO EN FUNCION DEL TIEMPO Y TEMPERATURAEn las tuberías de plástico sometidas a presión interior, su solidez depende de la temperatura y del tiempo. En la figura1 se representan los ensayos en función del tiempo, realizado con tubos llenos de agua a presión. Estas curvas son el resultado de numerosos ensayos y se confirma en el método de extrapolación de Arrhenius, para temperaturas bajas y tiempos prolongados.

40

La calidad de las tuberías HDPE está normalizada según DIN 8075 partes 1 y 2: Todas las tuberías se someten a con-trol de calidad en el laboratorio de fábrica.Mientras que la determinación exacta de los valres mínimos de la resistencia es únicamente una cuestión de orden técnico, los coeficientes de seguridad necesarios, que deben satisfacer diversos requisitos, sólo pueden ser determinados en la práctica.En primer lugar deben garantizar que las tuberías fabricadas en dimensiones exactas, determinadas por las propiedades de la materia prima, presenten todavía un margen de seguridad en lo que respecta ala rotura, trabajando a pleno esfuerzo de la presión nominal. El coeficiente de seguridad debe tener en cuenta, además, todos los esfuerzos adicionales, controlables que pueden producirse durante el servicio, como golpes de presión y tensiones térmicas en cambios de temperaturas, así como movimientos y hundimientos de tierras en tuberías ya tendidas.Además se exige que las tuberías no se dilaten mucho por efecto de la presión. Este requisito puede considerarse cumplido cuando la dilatación permanente de la tubería no es superior al 2-3% después de 50 años a 20ºC. Debido a estas consideraciones, el Comité Alemán de Normas ha establecido un factor de seguridad de 1,3 y 1,6 para los tubos de “polietileno duro”, según DIN 8075, 1º y 2º partes.Con ello se obtiene para las tuberías HDPE, un límite admisible de 50 Kg/cm2, valor que se aplica en el cálculo del grueso de pared. Debido a que el material usado por nosotros se comporta considerablemente mejor en unción del tiempo, el factor de seguridad se ha incrementado aproximadamente 1,8 a 1,9 para esfuerzos admisibles de Fv adm. = 5N/mm2 a 20ºC, con vista a una vida útil de 50 años.En el cálculo de presión de trabajo a distintas temperaturas se usa las curvas según DIN8075 para PE duro tipo dos y con un coeficiente de seguridad de 1.5.

41

7.3. COMPORTAMIENTO EN FUNCION DEL TIEMPO, TEMPERATURA Y TENSIONESEl módulo de elasticidad de los termo-plásticos no es constante sino que, depende de la temperatura y del tiempo deaplicación de los esfuerzos. Por tal motivo, resulta correcto denominarlo “Módulo de Plastodeformación (Ec)”

Módulo de plastodeformación (Ec) Establecido en función del esfuerzo de tracción y el tiempo de aplicación (determinado a 20ºC).

Análogamente, se han realizado ensayos para determinarlos módulos de plastodeformación bajo esfuerzos de compresión, obteniéndose valores similares a los de los esfuerzos de tracción, teniendo en cuenta la dispersión.Además de los módulos de plastodeformación descritos,correspondientes a esfuerzos de tracción y compresión,también resulta importante el comportamiento de los materiales para tuberías frente a los esfuerzos de flexión.A partir de la flecha, determinada a diferentes temperaturasen probetas de 120 x20 x 6 mm bajo un momento de flexión local constante(carga de 4 puntos) y una tensión de3N)mm2 en la superficie, se calculó el módulo de plastodeformación Ebc. En la figura 4 puede verse el módulo de plastodeformación por flexión de las tuberías HDPE en función del tiempo y la temperatura.

Módulo de RelajaciónLos elementos de construcción, sometidos durante muchotiempo a deformaciones constantes, experimentan unarelajación de las tensiones, que puede determinar su fallasi éstas descienden por debajo de valores admisibles. Talinconveniente puede evitarse si se tiene en cuenta en loscálculos el módulo de relajación en función del tiempo.Los resultados de los ensayos de relajación de tensiones,realizados según DIN 53441,se muestran en la fig. 5

42

43

Si el tendido se realiza por debajo del nivel de las aguassubterráneas, conteniendo éstas (es decir bombeándolas, relle-nando y apisonando los lados de la tubería y colmando la zanja, Dp = 95 %) y manteniendo su nivel 1,5 m sobre laparte inferior de la tubería, se calcula adicionalmente laabolladura de ésta respecto a aquellas: sobrepresión exterior delas aguas subterráneas P w = 0,15 bares.La presión requerida para que empiecen a abollarse lastuberías para PN 3.2, después de 50 años sin apoyo delterreno circundante, se desprende de la figura 9: P ko = 0,15 baresde sobrepresión.

-Factor de reducción para la tubería deformada (según figura 10)

44

8.1 SUMINISTRO DE LAS TUBERÍASEl sistema de transporte que más ventajas ofrece es el de rollos o carretes, puesto que permite tender sin elementosde unión tubos de hasta varios miles de metros de longitud (según dimensiones). El radio de arrollado no debe ser inferior a 10 veces el diámetro del tubo. Esto es posible de realizar solamente hasta tuberías HDPE de 180 mm PN 16, suministrándose en rollos de 50 o 50 m,dependiendo del diámetro.Para tuberías de mayores dimensiones (sobre 90mm) que ya no se pueden arrollar, se suministran en tiras de hasta 18m., siendo la longitud más frecuente de12 m.

8.2 TRANSPORTE INTERNO Y ACOPIO Al descargar las cañerías HDPE de un camión no hay que botarlas ni tirarlas, es necesario bajarlas con cuidado demanera que no se dañe la superficie. Sobre todo es importante proteger los extremos de la tubería ya que en caso dedaño se dificulta el proceso de soldadura. Al descargar rollos o cañerías conviene hacerlo con sogas textiles y no con metálicas que pueden rayar la tubería.Después de descargarlas, las tuberías HDPE suministradas en longitudes estándar deben colocarse sobre una superficie plana sin estar en contacto con cargas puntuales, 500mm de diámetro sólo se apilarán en dos capas, asegurándolas paraque no se desplacen por los lados. Al usar distanciadores de madera, estos no se deben separa a más dedos metros entre si. La altura máxima de apilamiento es de dos metros.

8.3 INSTALACIÓN EN ZANJASPara instalar redes de distribución de gas y agua son válidas las especificaciones contenidas en DIN 19630. Si lascondiciones locales permiten soldar por completo las tuberías HDPE fuera de zanja, ésta puede ser mucho más estrecha.En bosques o terrenos rocosos no es necesario eliminar los obstáculos, ya que dada la flexibilidad relativamente elevadade las tuberías HDPE pueden salvarse los mayores de ellos, tales como raíces de árboles o rocas. La tubería debe des-enrrollarse tangencialmente del rollo o carrete, procurando evitar hacerlo en espiral. Las tuberías no deberán doblarseen ningún caso. Además, es muy importante tanto en el desenrollado como en el tendido, así como, naturalmente durante el almacenamiento o el transporte, evitar que se deterioren exteriormente por piedras puntiagudas, etc. Las irregularidades que puedan existir en el fondo de la zanja, deberán compensarse previamente con arena o gravilla (según DIN 1063). Además al existir fondos con barro o pantanosos conviene hacer una sobreexcavación de 15 cm rellenando ésta con material estabilizado. La profundidad mínima de tendido de las tubería depende del diámetro exterior de éstas y de las cargas producidas porla circulación rodada, debiendo coincidir con la profundidad a que se congele el terreno (aprox. 70 a 80 cm). La zanja secolmará preferentemente con material exento de piedras, evitando los rellenos hidráulicos, puesto que, a causa de subaja densidad, las tuberías flotan incluso estando llenas de agua. En terrenos rocosos, es recomendable practicar conarena un lecho de asiento.

45

En la zanja, el lecho de apoyo se realizará con material sin piedras en una altura de 0,1d + 10 cm, consolidándolo con una apisonadora ligera antes de tender la tubería. Esta deberá cubrirse hasta 30 cm por encima de su parte superior con material apisonable carente de piedras. El ancho de la zanja donde se ubica la tubería debe ser igual a d+ 30 cm.El material de relleno se dispondrá en capas (=30 cm), apisonando cuidadosamente cada una de ellas.Una vez colmada y apisonada la zanja, los esfuerzos producidos por la fricción entre la tubería y el relleno evitan las dilataciones y contracciones debidas a variaciones de temperatura.Radios de curvaturaDado que las tuberías HDPE admiten radios de curvatura relativamente reducidos, el trazado deberá elegirse de modo que puedan realizarse cambios de dirección en sentido horizontal doblando únicamente aquellas, por lo que resulta innecesario utilizar codos costosos. Es recomendableno practicar a 20ºC radios de curvatura inferiores a los que se indican a continuación:

Si el tendido se realiza a 0ºC, los radios de curvatura indicados se incrementarán en un factor de 2,5. Entre 0 y 20ºC, elradio de curvatura puede determinarse por interpolación lineal.La congelación del agua no afecta para nada a las tuberías.Las tuberías no evitan de por sí que se hiele el agua que contienen. Los trabajos de tendido y soldadura deben someterse a un control de calidad.Las soldaduras se comprueban de acuerdo con la hoja de especificaciones DVS 2207 del Deutscher Verband Für Schweissttechnik (Asociación Alemana para la Técnica de Soldadura). Para verificar las costuras de soldaduras sindestruirlas, resulta adecuada la técnica ultrasónica descrita en DVS 2206.Otra prueba, que se realiza cuando el tendido ya se ha realizado, es la de agua a presión (comprobación de la hermeticidad). Para las tuberías de presión la verificación es de1,3 veces la presión nominal por un período de tres horas.Para colocar tuberías en una zanja se puede mover la máquina soldadora, soldando tramo a tamo o bien se sueldan tramos largos en una estación de soldadura (100-500 mts). En este último caso se tira la tubería con el uso de unacabeza especial o bien amarrando la tubería a un cable.Se debe tener cuidado de no rayar la tubería en exceso al tirarla por terrenos rocosos, conviene el uso de polines o bien rodillos de madera.

La fuerza máxima de tirado de la tubería HDPE es la siguiente:

Consideraciones sobre la Expansión térmica de las Tuberías HDPE El coeficiente de expansión térmica del HDPE es de 0.16 mm/mºC.

Expansión y Contracción en Tuberías HDPE enterradas En tuberías enterradas los cambios de temperatura son normalmente bajos y estacionales. La expansión lineal resultante es normalmente baja. La fricción entre el terreno yla tubería es normalmente suficiente para mantener la tubería en posición y transferir la elongación y tensión a la pared de la tubería. Si durante la instalación la temperatura exterior es mayor que la del terreno la tubería se contrae después de colocada y rellenad la zanja, para eliminar un exceso de tensión conviene colocar la tubería culebreada en la zanja e instalarla temprano en la mañana cuando todavía está fría.

8.4. INSTALACIONES AEREAS O SUPERFICIALESExpansión y Contracción de Tuberías HDPE en SuperficiesCuando las tuberías no pueden ser protegidas contra la acción directa de los rayos solares, conviene pintarlas de blanco para disminuir la absorción del calor. También se pueden cubrir con tierra, en este caso se deben tomar las mismas precauciones que en tuberías enterradas; el material debe ser compactado a cada lado de la tubería en un ancho igual a 2 diámetros, la altura de relleno debe tener por lo menos 30 cm sobre la parte superior de la misma. El ancho total de esta cubierta deba ser 5d. Si la tubería está en el fondo de un valle el ancho no se puede obtener, pero si las paredes laterales del valle son firmes estamos en el caso de una zanja. Colocando la tubería HDPE como en la figura se transfiere la dilatación lineal a deflexión lateral según la fórmula:

46

Cuando los movimientos laterales no son aceptables, se puede acomodar la tubería con codos de expansión; latubería se mantiene en posición con anclajes y guías.Debido al alto coeficiente de dilatación del HDPE sólo compensadores de deslizamiento lineal pueden ser usados

Empotramiento de Tuberías de HDPE en ConcretoDado que las tuberías de HDPE no se unen indisolublemente con el hormigón, las tuberías de dicho material se conectana las canalizaciones de hormigón soldando a las mismas un elemento anular reforzado con nervaduras, que se empotra en el hormigón. Si se exige hermeticidad al agua, se realiza una envoltura a base de caucho celular, separadamente o entre dos anillos de mampostería.Un apoyo deslizante o libre consta de un revestimiento de fibrocemento con un anillo de caucho. Los apoyos deslizantes se utilizan cuando se prevén hundimientos de terreno.Además al unir tuberías de HDPE a válvulas, fittings de hierro y otro tipo de tuberías es necesario empotrar esta uniónde tal manera que no se produzcan asentamientos o movimientos que dañen la unión.Al atravesar caminos con tráfico pesado puede ser conveniente concretar la zanja.

Precauciones para Instalación de Fittings FabricadosLas tuberías y los fittings HDPE son soldados en el lugar de trabajo. Esta fusión deja las uniones tan fuertes como latubería, sin embargo es necesario observar algunas precauciones:- Cuando se sueldan tres líneas de tubería a una Tee, es necesario moverla con cuidado.- No se debe levantar la Tee sin soportar las tuberías. Tees, codos y reducciones no deben soportar el peso de largostramos de tubería, este debe ser soportado por la tubería.- Los fittings soldados deben ser movidos lo menos posible. Si esto es indispensable no se debe cargar la tubería sobre elfitting.-Al soldar una Tee o Y es conveniente usar un flange en la salida lateral. Algunas veces se puede tener dos salidas con flanges. En estos casos la tubería puede ser colocada desde ambas direcciones o bien rodada hacia la zanja antes de hacer la conexión final.

47

9.- Principales aplicaciones de tuberías de HDPE.Transporte de agua potableLas tuberías HDPE para agua potable están normalizadas según DIN 19533 y DIN 19630 para su instalación. Para el cálculo hidráulico se usan las fórmulas de PrantiColebrook con una rigurosidad de K= 0.007mm. (Especificación W=327 de DVGW);o bien Hazen-Williams. Las tuberías de HDPE en dimensiones menores se usan con bastante éxito en los arranques domiciliarios, con fitting de conexión tipo Plasson. En conducciones de agua potable por zonas pantanosas y subacuáticas las tuberías de polietileno han dado excelente resultado.Transporte de Aguas Residuales Corrosivas Industriales La conciencia ante el problema ecológico derivado de la contaminación indiscriminada de ríos, lagos y mares ha llevado a las industrias a no botar sus desechos impunemente en cualquier lugar. Los grandes complejos químicos han debido desarrollar plantas especiales para el tratamiento de residuos o bien preparar grandes depósitos donde almacenar estos elementos. Normalmente, cualquiera sea la solución adoptada es necesario transportar líquidos corrosivos a bastante distancia. Estos líquidos deben ser transportados en la forma más económica posible y además deben asegurar una máxima estanqueidad, para no contaminar las áreas que atraviesa. El material que más se adapta a estas condiciones es el HDPE.Tuberías para Transporte de GasEn Europa y EE.UU., se usa tuberías de Polietileno desde hace mucho tiempo. Las tuberías HDPE por su resistencia al impacto, a terrenos agresivos, a los hidrocarburos, así como por su fácil tendido y unión dan excelentes resultados para redes de abastecimiento de gas natural y otros tipos de gases.De acuerdo a las normas existentes (DIN 19630) las tuberías HDPE pueden utilizarse en todas las conducciones degas que alcancen una presión máxima de servicio de 4 kg/cm2 (Norma DVGWG 475, G472). La resistencia de las tuberías HDPE a los residuos aromáticos u otros componentes del gas natural es muy elevada. En el ensayo de presión interna las tuberías con gas soportan sin romperse 5 veces más tiempo que con agua potable. Por lo tanto la duración predecible de las tuberías HDPE subterráneas que se ajustan a las especificaciones existentes es muy superior a los 50 años con una temperatura máxima de 20ºC.En tuberías HDPE de diámetro hasta 110 mm. El sistema Plasson nos asegura una excelente unión. También se usan las soldaduras de manguitos con elementos calefactores y las soldaduras de tope. Además se usan las uniones con manguitos electrosoldables.Las pérdidas de gas por permeabilidad específica son mínimas, debido al grueso de las tuberías HDPE. Según lasmediciones realizadas, las pérdidas por difusión alcanzan únicamente una fracción (1/1000) de las que suelen registrarse en las redes de abastecimiento. La permeabilidad a los gases, determinada por las compañías de gas, confirma que las pérdidas anuales que sufren las tuberías HDPE destinadas a las presiones citadas, son tan escasas que carece de importancia económica y ecológica, así como en cuanto a su seguridad.En conducciones antiguas de hierro fundido y que han perdido su hermeticidad la técnica del relinning, permiten reparar la red de tuberías con bastante economía.Tubería para Aire ComprimidoLa aplicación de las tuberías HDPE en aire comprimido se ha desarrollado principalmente con la aparición de los fittings tipo Plasson que permiten una fácil instalación además de una absoluta estanqueidad al paso del aire.Las principales ventajas de esta aplicación son:

- Fácil de transportar, se fabrican en tiras de 3, 6, 12 m o en rollos de 100 mts.- Fácil de cortarlas; no se necesita personal especializado.- Resistencia a la corrosión; las aguas sulfatadas no le afectan,- Las instalaciones se arman como un mecano en poco tiempo y son fácil de desmontar y trasladar para su aplicación en otro lugar.- Gran resistencia al impacto (no se quiebra).- A través de flanges o fittings especiales se pueden conectar fácilmente a instalaciones de acero antiguo, con conexiones tipo Victaulic o flange.

- El costo de instalación es menor que en acero.- Existe una amplia gama de fittings Plasson para cualquier aplicación.- Se puede usar el mismo sistema de aire comprimido para agua potable o industrial.- Las tuberías HDPE en instalaciones subterráneas o al aire libre no necesitan mantención.

Transporte Hidráulico de Relaves en MineríaEn los países mineros por excelencia como EE.UU., Canadá, Sud-Africa, el HDPE ha dado excelente resultado en transporte hidráulico de sólidos en suspensión.Para esta aplicación se usa principalmente tuberías sobre 110 mm de diámetro, de clase 10 y 16. El sistema de unión usado es de flanges con bridas o soldadura de tope. En soldadura de topes es conveniente sacarle la rebaba interna de la soldadura. Para esto se usa un equipo especial que saca la rebaba sin dañar internamente la tubería.

48

Protección de cables Eléctricos y TelefónicosLos tubos HDPE para la protección de cables pueden fabricarse de cualquier longitud. Por este motivo, su empleo resulta hoy en día corriente en la construcción de conducciones subacuáticas enterradas hasta el punto que al tender los conductoresde agua y gas, también se tiende una cantidad suficiente de tubos vacíos para la posterior introducción de cables. Los tubos sumergibles para la protección de cables deben calcularse contra deformaciones abolladuras tomando como punto de referencia un terreno no aprisionado con una densidad Procto (Dp = 85%)Enfriamiento de Tendidos Eléctricos SubterráneosEn el paso de zonas densamente pobladas o aglomeraciones industriales, los cables eléctricos de alta tensión debentenderse en canalizaciones subterráneas. Para poder transportar más energía (400 KW y más ), hay que refrigerarlas alobjeto de que no se destruya prematuramente su aislamiento sensible a la temperatura. En Europa se vienen instalando desde 1968 líneas eléctricas subterráneas, refrigeradas por el agua que circula a través de tuberías HDPE.Para esta aplicación las tuberías HDPE ofrecen las siguientes ventajas:- Resistencia a la corrosión;- Paredes lisas con buenas condiciones hidráulicas;- Suministro en carretes;- Instalación en rollos;Por refrigeración indirecta (tendido paralelo a las líneas eléctricas ), se puede transportar entre un 70 % y 80% más de energía.Por refrigeración directa (cables eléctr. instalados dentro de conductos de refrigeración) se puede transportar un 100% más.Conducción de líquidos o gases a baja temperaturaEn instalaciones de refrigeración resulta necesario trasladar gases o líquidos a bajas temperaturas. Para esta aplicación la tubería HDPE presenta las siguientes características favorables- Resistencia a temperaturas bajas hasta menos de 40ºC;- Baja conductividad térmica;- Buen coeficiente de roce para conducción de gases y líquidos;- Resistencia a la corrosión - Bajo peso especialmente apropiado para instalaciones en altura;- Fácil instalación.Para una mejor protección, la tubería HDPE puede recubrirse con otra cañería de mayor tamaño colocando poliuretano expandido. También es posible de recubrir el polietileno con cualquier otro aislante tradicional.Aplicación en plantas mineras.Las tuberías HDPE han reemplazado a las de hierro recubiertas con goma y las tuberías de acero inoxidable en innumerables aplicaciones mineras. Su bajo costo y su fácil instalación ha significado que las instalaciones modernas tengan una proporción cada vez mayor de estas tuberías HDPE. El reemplazo de antiguos sistemas de cañerías a HDPE es relativamente fácil ya que existen los fittings y elementos para efectuar estos cambios. El largo tiempo de duración, el bajo costo, la fácil instalación y la escasa mantención hacen que la tubería HDPE tenga ventajas comparativas interesantes respecto a los materiales tradicionales. El polietileno de alta densidad resiste prácticamente a todos los elementos corrosivos de la industria minera y las tuberías se aplican en rangos de temperaturas que van desde 40ºC a 60ºC y a presiones de hasta 16 kg/cm2. Las tuberías HDPE se utilizan por ejemplo en las siguientes instalaciones: - Plantas de flotación

- Plantas de lixiviación - Plantas de extracción por solventes- Plantas para tratamiento de carbón- Refinerías electrolíticas- Plantas de cianuración - Conducción de petróleos y gases- Plantas de obtención de yodo

Transporte de Líquidos Corrosivos en Plantas QuímicasAl igual que en el sector minero las tuberías HDPE han desplazado del mercado a los sistemas tradicionales que entraen el rango de competencia de este producto. Las plantas modernas de celulosa y refinación de azúcar en los países desarrollados han adoptado las tuberías HDPE con bastante éxito.Riego en agriculturaLa aplicación tradicional de las tuberías HDPE ha sido en la agricultura. Las aplicaciones agrícolas principales son:- Transporte de agua para dar de beber a los animales y riego menor en zonas áridas. - Riego por aspersión, su flexibilidad y facilidad de enrollado permite tener sistemas de riego por aspersión móviles.- Riego por goteo. En la última década el riego por goteo ha incrementado la productividad agrícola además de aumentarel número de hectáreas regadas, por un mejor aprovechamiento de las aguas.En estas aplicaciones han tenido principal importancia las tuberías, fittings y accesorios HDPE.

49

Técnica del relinning

Para restaurar canalizaciones deterioradas ya existentes, ha dado excelentes resultados introducir en su interior tube-rías HDPE. Este económico procedimiento se conoce por “relinning”, pudiendo utilizarse para canalizaciones de aguas residuales, tuberías de agua potable, conductos de gas y conducciones subacuáticas enterradas. Mediante el mismo, los conductos de nivel libre pueden convertirse en conductos de presión, para incrementar su capacidad. Ello reza también para las redes de gas a baja presión, que pueden adaptarse apara presiones medias y altas.El diámetro de las tuberías flexibles a introducir, llega en la actualidad a 630mm. Según el estado y el trazado de lacanalización antigua, pueden introducirse tuberías de hasta 400 m. La longitud de éstas depende de su peso específico, el esfuerzo de tracción admisible, que no debe exceder de 10N/mm2 , y del coeficiente de rozamiento, que en los tendidos que se han realizado hasta ahora no ha excedido de 0,8.Los tramos de tubería se unen con bridas desmontables en excavaciones practicadas al efecto. La “pera”, tiene por objeto evitar que se deteriore la tubería y en eliminar las últimas asperezas. Para que la tubería introducida no sufravariaciones longitudinales a causa de cambios de temperatura y de esfuerzos hidrodinámicos, el espacio existente entre la misma y la canalización antigua puede rellenarse p.ej. con hormigón de baja viscosidad. Si éste se bombea, la presión utilizada para ello no debe superar ala presión de abolladura de la tubería, adaptando medidas adecuadas- p.ej. llenando de agua la tubería de plástico y aplicando una sobrepresión interna, se evitará que los empujes ascensionales y a presión del material de relleno puedan abollarla

Conducto de Aguas Servidas al Fondo del MarEl problema de las aguas servidas y la contaminación de las playas hace necesario un manejo de los resíduos, que permita solucionar esta dificultad.Las tuberías HDPE por sus características, son adecuadas para el transporte de resíduos al fondo del mar.La tubería se puede preparar en la playa y tirarla hacia el mar con un remolcador. La tubería se lastra con anillos de hormigón.Una vez que la cañería está flotando en la superficie del mar, se llena de agua con lo cual los anillos de lastre la llevan hasta el fondo.En el lecho se puede enterrar la tubería empotrándola con pilares de madera que la fijen ante cualquier movimiento.Los anillos de lastre deben estar separados de la tubería por anillos de goma.Esta técnica es muy usada en las playas, y puertos de Europa y Estados Unidos, llegándose a fabricar tuberías para esteefecto de hasta 1,5 mts de diámetro.

50

Conducciones subacuáticas enterradasUna aplicación muy interesante para las tuberías HDPE la constituyen las conducciones subacuáticas enterradas, ya empleadas con éxito en muchos lugares de Europa, América, Australia y Africa para atravesar ríos, canales, lagos o brazos de mar.Con las tuberías HDPE dejan de ser necesarios los costosos elementos prefabricados de adaptación al perfil del fondo, denominados “cuellos de cisne”, toda vez que por su flexibilidad natural se amoldan perfectamente por sí mismas a las irregularidades del terreno dentro de determinados radios mínimos en función de su presión interna.Las conducciones subacuáticas enterradas se utilizan como:

- tuberías de presión, por ejemplo: para agua potable.- tuberías de nivel libre, por ejemplo: para aguas residuales - tuberías para la protección de cables.

Una conducción subacuática enterrada puede estar integrada por una o varias tuberías situadas una al lado de otra o en forma de manojo. Según el tipo de aguas a atravesar,, estructura del fondo y factores de seguridad, las conducciones subacuáticas enterradas pueden tenderse por tres métodos diferentes.

Tendido sobre el fondoSi las circunstancias lo permiten, la tubería se tiende sencillamente sobre el fondo. Las distintas secciones de la misma seunen entre sí por soldadura en la orilla. La conducción resultante se transporta se transporta al agua después de haberla lastrado con anillos de hormigón, se tiende sobre el lugar donde ha de ir instalada y se sumerge inundándola.

Tendido en una zanja subacuáticaSegún las condiciones locales de las aguas a atravesar, después de haber soldado y lastrado en la orilla los distintos tramos que la componen, la tubería se hace flotar sobre la zanja ya trazada y se sumerge en la forma descrita más arriba, o bien se hace avanzar de una orilla a otra arrastrándola por el fondo de la zanja, después de haber dispuesto adecuadamente los elementos de lastrado. Una vez tendida la tubería en el fondo de la zanja, ésta se colma. El relleno hasta la parte superior de aquella debe realizarse, de ser posible, con tubos de guía, para evitar que sufra cargas.

Tendido directo mediante arado de dragadoLas tuberías enteras se tienden sin elementos de lastrado sobre la superficie del agua o bien, según sus dimensiones, se embarcan en carretes o rollos a bordo de la embarcación que debe realizar el tendido.Los tubos introducidos en el arado de dragado se unen al extremo de la conducción que ha quedado en la orilla o se fijan en la misma, hundiendo a continuación el arado en un hoyo excavado directamente en la orilla.El tendido propiamente dicho empieza cuando el dragador se ha sujetado al costado de la embarcación.Unas toberas situadas en el lado de avance de la draga dan paso a 8000 a 12000 l/min. de agua a una presión de 10-12 bares, que al abrir una estrecha franja en el terreno permiten el avance de aquella por el fondo. La embarcación y el arado de dragado se trasladan lentamente hacia la orilla opuesta por medio de cabrestantes, desenrollándose entre tanto y saliendo por la parte inferior del arado la tubería HDPE a tender.Una vez que ha pasado el arado de dragado, las paredes de la zanja se unen de nuevo, encerrando el tubo acabado de colocar. Según la estructura del fondo y las necesidades, el tubo queda enterrado a una profundidad de 2 a 6 metros pordebajo de aquel. En Finlandia Central hubo que tender durante el invierno una conducción de agua potable a través de un lago de varios centenares de metros de anchura. A tal objeto se colocaron en ambas orillas rollos de cable que se fueron desenrollando sobre el hielo que cubría la superficie del agua soldando a continuación sus extremos. Después de enfriada la costura, el tubo se rodeó con alambre de plomo y se tendió en un surco libre de hielo, sumergiéndose en el fondo del lago al llenarlo de agua potable. Era necesario unir dos fábricas de celulosa situadas a orillas de un lago con una conducción de agua de 4800 m a través del mismo. Con un diámetro exterior de 355 mm, se requirió un grueso de paredes de 20,1 mm para soportar una presión de trabajo de 6 bares a una temperatura máxima de 20ºC.Las distintas secciones de la tubería, de una longitud de 15 m cada una, se soldaron entre sí directamente a la orilla del agua, obteniéndose tramos de más de 100 m. Para ello, se empleó, también en este caso, un aparato de soldadura a tope.

51

A las secciones de tubería, lastradas con anillos de hormigón, se soldó en sus extremos, con el aparato anteriormente citado, collares prefabricados, arrastrándolas posteriormente a la orilla y subiéndolas sobre pequeñas balsas para facilitar la unión de las bridas. En Noruega meridional se fabricó un tubo continuo de 2100 m t 226 x 28 mm (previsto para sobrepresión interna de 16 bares y 15ºC de temperatura de servicio). Aún cuando la fábrica no esté emplazada junto al agua, las tuberías HDPE pueden elaborarse de manera continua sobre el terreno mediante extrusoras portátiles. De este modo, se ha construído a orillas del Báltico un conducto de desagüe de aprox. 2 Km. de longitud y de630 mm de diámetro exterior, que se sumergió en el fondo del mar a 2,5 mt. de profundidad. Mediante conductos a presión de Hostalen, conectados a una planta depuradora central, puede evacuarse de manera económica las aguas residuales de las poblaciones ribereñas del lago de Atter (Austria).

Mientras que las canalizaciones costeras deben seguir las orillas accidentadas de dicho lago, contorneando zonas pantanosas y otras dificultades similares, el recto trazado de las conducciones subacuáticas, que se tienden en un tiempo mínimo, permite acceder directamente a los puntos neurálgicos.

Se han instalado 27 Km. de dichas conducciones, de 140 a 600 mm de diámetro, a una profundidad máxima de 140 m. Su fabricación se realizó mediante una extrusora portátil instalada a orillas del lago, en tramos de aprox. 1000 m de longitud, que posteriormente se unieron entre sí mediante collares prefabricados y bridas desmontables. Las conducciones lastradas con bloques de hormigón instalados a una distancia de 3 a 4 m entre sí, se remolcaron al lugar previsto para su instalación, sumergiéndose por inundación.

THYSSEN Plastic Solutions THYSSEN Plastic Solutions AGENCIA BS.AS. TEL: 0223 15 564 8800agencia@tubospead.com

52