Manual Técnico PTF - INSTALACIONES · PDF file6 La práctica ha indicado que para efectos de instalaciones sin trinchera las uniones termofusionadas (para el caso

Manual Técnico PTF

MANUAL TECNICO PTF

2007

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Indice

Tuberías de PVC Termo Fusionadas (PTF)

Prefacio ............................................................................................................................................................. 5

Situación actual de las infraestructuras ................................................................................................................ 5

Descripción ....................................................................................................................................................... 6

Dimensiones y aplicaciones................................................................................................................................. 6

Conexiones y accesorios .................................................................................................................................... 7

Proceso de termofusión ...................................................................................................................................... 7

El Porceso se desarrolla así ................................................................................................................................ 7

Métodos de Instalación ....................................................................................................................................... 9

Encamisado básico de tuberías existentes ........................................................................................................... 9

Encamisado mediante ruptura por explosión localizada en tuberías rígidas ........................................................... 11

Encamisado mediante ruptura por corte en tuberías flexibles .............................................................................. 13

HDD: procedimiento de diseño, cálculo y construcción ........................................................................................ 13

Termo expansión controlada de encamisados precisos con orientación molecular (Duraliner) ................................. 15

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Tuberías PTF

Tuberías de PVC Termo Fusionadas (PTF)

Prefacio:Durante más de 60 años el PVC ha venido demostrando su capacidad y versatilidad para la resolución de los más variados y extensos requerimientos en el transporte del agua, ya sea por gravedad o a presión.

A lo largo de todos estos años es que se ha podido comprobar la estabilidad de las diferentes características mecánicas que posee, cubriendo rangos de diámetros desde los 12mm hasta los 1200mm y aún más.

Para cuando el PVC entró a revolucionar el mercado de la conducción de agua, el mundo estaba extremadamente sediento de infraestructura nueva, las ciudades estaban en crecimiento horizontal y vertical, lo que se daba era una expansión demográfica, a la que seguidamente se le asociaba una mayor densidad.

A medida que el tiempo transcurrió, las ciudades y poblados han entrado en necesidades de reorganización, de replantear sus usos y densidades.

A consecuencia de ello es que hoy en día es sumamente frecuente que lo que tiempo atrás era una ciudad de casas con amplios jardines y de muy baja densidad poblacional, hoy se estén transformando en ciudades con edificios de oficinas y condominios residenciales, implicando que la densidad poblacional se duplique, triplique o hasta sea ya 10 o más veces mayor.

Situación actual de las infraestructuras:Esto implica que las demandas de aprovisionamiento y evacuación de aguas sean mayores, haciendo obsoletos los sistemas que se construyeron tiempo atrás.

Ha de sumarse también el hecho de que en estos sitios es muy frecuente que, de manera gradual o en una sola etapa, se hayan construido obras de infraestructura muy importantes y con costos de reposición muy elevados, como por ejemplo abastecimiento de gas, cableado telefónico, redes de fibra óptica, vías pavimentadas y aceras.

Al revisar y sumar los factores y sus efectos, queda claro que si se han de requerir trabajos para aumentar la capacidad de sistemas hidráulicos, como por ejemplo sistemas sanitarios, abastecimiento de agua potable, evacuación pluvial, etc., la alternativa de romper las vías existentes para sustituir la tubería o para colocar una nueva, ha de ser, forzosamente, la última alternativa a considerar.

Es por ello que en los últimos años el desarrollo de procesos constructivos y tecnologías que permiten la rehabilitación de sistemas existentes sin requerir de mayores obras temporales, ha aumentado a pasos agigantados, siendo la tecnología de instalaciones sin trinchera, una de las más representativas tendencias. Por tecnología sin trinchera se entienden, en general, aquellos sistemas de tuberías que se instalan con un mínimo de obras externas, usualmente una pequeña cámara cada cincuenta, cien o más metros, en la que se introducen los equipos que llevarán a cabo la rehabilitación, o bien una instalación nueva e independiente del tendido existente, colocada sin mayor afectación a la infraestructura y vida circundante.

En este sentido, los métodos de unión convencionales, desarrollados para construcción con zanja abierta, ameritan un perfeccionamiento para poder sacar el máximo de provecho de las prestaciones mecánicas y químicas que este material ofrece y sus beneficios en el desempeño estructural e hidráulico.


La práctica ha indicado que para efectos de instalaciones sin trinchera las uniones termofusionadas (para el caso de termoplásticos) son de las más deseables.

Actualmente estas son muy empleadas en otros materiales, pero en unos casos el producto resulta prohibitivamente caro o en otros las bajas prestaciones mecánicas hacen que se deban usar espesores de pared muy altos, lo que afecta sensiblemente el desempeño hidráulico, y que en algunos casos restringe seriamente la longitud de tramos sin trinchera.

Para el PVC se dispone actualmente de uniones del tipo “restringidas” las que han dado muy alentadores resultados, si bien hay algunas limitantes en cuanto a equipo y tramos a colocar.

En respuesta a ello es que Durman ha decidido incorporar al mercado latinoamericano la patente que cubre a las tuberías de PVC termofusionado, mismas que se caracterizan por:

• Altísima compatibilidad para acoplar a otros sistemas, ya sean existentes o ya sean nuevos.• Costos de producto muy razonables.• El sistema terminado suele ser sensiblemente más económico y rápido que otros actualmente en uso.• Se puede usar con accesorios de hierro, acero, PVC, etc.• Permiten mayores longitudes de instalación “por jornada” que los sistemas actuales.

Queda así en las manos de diseñadores y constructores esta tecnología que permitirá la exitosa ejecución de obras de instalación de tuberías sin trinchera. También, si el proyecto lo amerita, pueden ser usadas en instalaciones de trinchera abierta.

Descripción:Las tuberías PTF se producen a partir de una dosificación especial y única para el PVC tal que permitan la termofusión entre dos tubos, enlazando así los polímeros de tal forma que no se afecte ni la resistencia del tubo ni su elasticidad ni comportamiento a corto, mediano o largo plazo.

El compuesto especial y patentado que se usa en estos elementos permite obtener una unión con igual, o mejor, comportamiento mecánico y químico que lo que se puede esperar en el cuerpo del tubo.

Cabe señalar que aunque hay variaciones en la composición, estas no afectan la compatibilidad con el PVC estándar ni con las soldaduras químicas que en ellos se emplea. Su resistencia química y biológica es la misma.

En el mercado se pueden encontrar diversos productos en los que se usan procesos parciales de termofusión, pero son para aplicaciones muchísimo menos rigurosas que las que se pueden encontrar en una tubería subterránea, expuesta a exigencias estructurales, como es el caso de las tuberías de abastecimiento o potable o las de evacuación de aguas negras.

El uso de materiales y sistemas de ensamble diferentes a los termofusionados de PTF Durman, da uniones que son quebradizas y en consecuencia muy susceptibles a las vibraciones y deformaciones.

Otras uniones tienen bajísima resistencia y en consecuencia fallan en condiciones muy inferiores de las que harían fallar al tubo.

Dimensiones y aplicacionesLas tuberías PTF Durman están disponibles en prácticamente todos los diámetros y grupos de especificaciones disponibles en el mercado latinoamericano.


Por tanto se pueden obtener para dimensiones tales como:-DIN-ASTM (IPS, DI, ASTM D-3034)-ISO, así como las diferentes homologaciones aplicables a América Latina-AWWA

Se fabrican principalmente en diámetros de 75mm en adelante, sin que signifique que haya impedimentos fabriles para diámetros menores, sino por aplicaciones posibles.

En cuanto al diámetro máximo, se puede llegar hasta los 1200mm, según disponibilidad y ubicación del equipo que extruye el tubo.

Las tuberías PTF pueden ser empleadas tanto para redes de distribución a presión para agua potable, para riego, etc. También para conducciones, redes y desfogues de aguas negras, colectores pluviales, pasos de alcantarilla, ductos para cableado, etc.

Conexiones y accesoriosEl PTF Durman, a diferencia de otras alternativas termoplásticas termofusionables, posee la suficiente tenacidad y rigidez como para poder unirle, con gran seguridad y confiabilidad, sistemas de uniones tales como flangers, dressers, uniones químicamente soldadas, uniones con empaque de hule, silletas de derivación, etc.

Todas estas clases de uniones o conexiones se unen con el mismo procedimiento que se sigue para el caso de PVC tradicional. Proceso que es satisfactoriamente más sencillo y económico que el que se sigue con PEAD y muchísimo más económico que el que se usa con otras alternativas este sistema.

Proceso de termofusiónEl proceso se lleva a cabo con el mismo equipo que se emplea para la termofusión a tope, como el caso específico del PEAD.Para llevar a cabo un trabajo de este tipo la lista de equipos y medidas es la siguiente:

• Tubería de PVC tipo PTF en los diámetros y espesores solicitados• Verificar la existencia de corriente eléctrica congruente con el voltaje, fases, frecuencia y amperaje requeridos para operar el equipo.• Máquina para “facing” y fusión a tope. Debe verificarse previo a iniciar la operación que las denominadas “muelas de sujeción” sean adecuadas para el diámetro externo real del tubo a termofusionar, recuérdese que existen diferentes valores según se trate de normas con base en IPS, DI, DIN, ISO, etc. Se recomiendan los equipos McElroy, entre otros.• Equipo para verificación del proceso de termofusión: termómetro hasta 400º C, manómetro acoplable al equipo de facing y fusión a tope. Precisión hasta 1PSI y escala desde cero hasta 300PSI, cronómetro y datos específicos de parámetros para el diámetro y espesor a termofusionar. • Se recomienda explícitamente el uso de un dispositivo de captura de datos, digital, con puerto de enlace y software para usar con computadora personal, similar a los DataLoger de McElroy. El uso de este aditamento permite una validación directa de cada una de las termofusiones llevadas a cabo.• Equipo de protección contra viento y lluvia• Cronómetro• Procedimiento escrito

El proceso se desarrolla así:• Llevar el tubo al sitio en donde se hará la termofusión, mismo que se recomienda cercano al sitio de colocación final.


• Si el proceso de instalación a seguir implica trabajos sin trinchera “trenchless”, asegúrese de las obras temporales requeridas para llevar a cabo la inserción de la tubería estén en el grado de avance programado. Tómese en cuenta que una vez unidos los tubos, el paso de maquinaria y personal será difícil si ha de cruzarse con el tramo termofusionado y sin instalar. • Así mismo se debe verificar que la termofusión se esté llevando a cabo en el lado en el que se requiere insertarla. Traslados innecesarios de tuberías ya fusionadas solo implican posibles daños al tubo y gastos de mano de obra.

• Verificar las características de la tubería a instalar y que se cuente con las condiciones apropiadas, entre ellas un sitio seguro (protegido del tránsito vehicular, de posibles derrumbes, etc).

• Verificar las condiciones meteorológicas y decidir si se requiere o no de protección contra la lluvia y/ o el viento.

• Colocar la máquina de facing y fusión a tope en una posición horizontal, asegurándose de que la misma está firmemente apoyada. Esto por cuanto durante el proceso habrán movimientos que pueden desalinearla o volcarla.

• Alinear los tubos respecto al eje longitudinal del equipo.

• Asegurar en posición los dos tubos a termofusionar, ayudándose con el sistema de muelas que el equipo trae.

• Ejecutar el proceso de careado o facing. Este se lleva a cabo al poner la plancha con cuchillas en su posición, ponerla a girar y, mediante el mando hidráulico del equipo, hacer presión de ambas caras contra las cuchillas del disco. Es muy importante asegurarse de que ambas caras toquen de forma razonablemente uniforme al disco con las cuchillas.

Si en la operación de careo el equipo tiende a trabarse, disminuya momentáneamente la presión, para reiniciarla una vez que el equipo gira de nuevo.

• Una vez obtenido el careo, retire el disco y colóquelo en un sitio en donde esté seguro.

• Remueva todos los residuos y “rizos” de PTF que quedaron debido a la operación de careado. No hacerlo además de dar una mala impresión al sitio de trabajo, puede causar desde problemas de contaminación en las caras a termofusionar hasta accidentes.

• Coloque el disco de termofusión, mismo que conviene precalentar unos dos minutos antes, asegurándose que la temperatura sea la recomendada en la literatura provista por Durman-Nicoll

• Etapa de calentamiento y derretido: Una vez que la temperatura en el disco térmico es la indicada, asegurándose previamente de que se colocó en el sitio adecuado, proceda a presionar las dos caras a termofusionar. Esto se hace empleando los mandos hidráulicos / mecánicos que trae el equipo. NUNCA trate de hacer esta operación manualmente, hay riesgo de salir herido y certeza de que el trabajo no será adecuado.

• Verificar durante la etapa de calentamiento y derretido que la temperatura, la presión y el tiempo sean los correctos. Una vez que haya cumplido este ciclo, nuevamente con los controles hidráulicos separe los tubos y retire el equipo de calentamiento. Esta es una operación que debe hacerse con cuidado pero con rapidez .

• Etapa de fusión: Proceda nuevamente a poner frente a frente las dos caras a termofusionar. Hágalo atendiendo al tiempo y presión definidos en la carta técnica entregada


para el proyecto. Esta etapa es muy importante para lograr una adecuada fusión, por lo que deben atenderse muy bien los parámetros citados.

• Una vez que ha transcurrido el tiempo de fusión (según diámetros y espesores es de 12 a 20 minutos, pero verifique el dato exacto)

• Libere los dos tubos que ya se termofusionaron, pero no les haga movimientos bruscos ni deformaciones o curvaturas.

• Prepare el equipo para la siguiente termofusión, repitiendo los pasos necesarios (puede ser desde el paso 1, dado que muchas veces el equipo se va desplazando a lo largo del tendido de tubería a termofusionar)

• Cada vez que reinicie el ciclo, asegúrese de no exceder la longitud requerida o especificada para ese tramo. Evitará así tener que hacer cortes de uniones, que no darán ningún beneficio a nadie. • Coordinar el inicio de las actividades siguientes a la termofusión, de manera que el tramo a colocar no quede demasiado tiempo a la intemperie o sujeto a daños por terceros o equipos.

Métodos de instalación

Tal y como se ha venido señalando, existen múltiples métodos para instalar tuberías PTF, ya sean procedimientos convencionales, o ya sean específicos para usos sin trinchera.

Funcionalmente los podemos clasificar en métodos para tuberías nuevas (que pueden, no obstante, ser como complemento o sustitución de tuberías) y los de rehabilitación de sistemas existentes.

En esta sección se describen los datos más importantes para los procedimientos en sí. Dado que en la mayoría de los casos son aplicaciones basadas en procedimientos en uso (si bien de muy alta tecnología), puede entonces encontrarse mucha información en fuentes propias de los vendedores de equipos y en normas y reglamentos.

Encamisado básico de tuberías existentes

Consiste en introducir una tubería nueva dentro de una ya instalada, la tubería entrará deslizándose solamente, se aplica una fuerza de halado (o empuje según el caso) para vencer la fricción y algunas cargas parásitas.

Una vez introducido el tubo, se procede a inyectar el material de relleno o “grouting” que puede ser, según sea el caso desde un suelo ligeramente estabilizado con cal (carbonato de calcio), que es en muchos de los casos, hasta un concreto fluido con granulometrías, revenimientos y dosificaciones cuidadosamente definidas y controladas (en ciertas aplicaciones muy especiales).

Cuando se empleen las alternativas de encamisado se debe prestar especial atención al hecho de que la capacidad hidráulica


será, a lo sumo, igual a la de la conducción original, si bien suele ser inferior.

Esto se debe a que el diámetro exterior del tubo nuevo tiene que ser menor al diámetro interno del tubo existente, caso contrario no se puede introducir el nuevo tubo, y menos aún inyectar el material de relleno.El

nuevo diámetro interno (Df) será igual al diámetro interno existente (Di) menos el doble (en la mayoría de los casos) del espesor libre requerido para inyección (Tiny) y menos dos veces el espesor de pared (Tw):

Df = Di – 2*Tiny – 2*Tw

Una ventaja importante es que en el caso de flujo por gravedad la n de Manning disminuye (que tiende a aumentar el caudal) y en el de conducción a presión la C de Hazen & Williams aumenta (tiende a disminuir las pérdidas energéticas por fricción), como se muestra en el ejemplo siguiente:

Ejemplo:Dado el caso hipotético en que se desea rehabilitar una tubería de concreto en muy mal estado, de 900mm de diámetro, de un colector pluvial que trasiega un caudal Q1, con una tubería de PVC de 750mm de diámetro

externo, con un espesor de pared de 23.1mm. Verificar el % de variación en el caudal.

R.:/ Dado que se considera que el tubo de concreto está en muy mal estado, puede usarse un valor para Manning de 0.019. El tubo de PVC será muy liso, con uniones termofusionadas, de donde que n = 0.0092.

La pendiente, por necesidad, será la misma en ambos casos. Se asume además mismo porcentaje de calado.Por ello, tomando en cuenta que el caudal según Manning se calcula con la expresión:

Q = AR2/3 S1/2 n

Donde:A = área mojada por el flujo, en las condiciones en estudioR = Radio hidráulico = A/PP = perímetro mojadoS = pendiente longitudinal de la tubería

Dado que se trata de tuberías de sección circular:

Q = K(q) * D8/3 S1/2

n

Al efectuar la simplificación para Q2/Q1:

Q2/Q1 = (D2/D1)8/3 n1 (n2)D2 = 750 – 2*23.1 = 703.80

Sustituyendo:Q2/Q1 = (D2/D1)8/3 (n1/n2) = (703.80/900)8/3 (0.019/0.0092) = 1.07


Por ende el caudal que podrá trasegar el nuevo sistema sería, según la ecuación de Manning, un 7% mayor que el que el sistema ya deteriorado podía llevar, a pesar de que el diámetro se disminuyó en un 22%.

El espacio contemplado para dejar libre entre tubo viejo y tubo nuevo, es holgadamente suficiente como para incluso rellenar con mortero fluido o con concreto con tamaño máximo de agregado de 9.5mm con fluidificante. Tomando en cuenta que se trata de un tubo con una relación de diámetro a espesor de pared de 32.5, la rigidez anular superará los 50PSI, de donde que, siendo una tubería de pared “sólida”, la solución es totalmente autoportante.

Para el caso de tuberías a presión, la comparación se puede hacer vía pérdidas energéticas para un mismo caudal, o vía diferencias de caudal para una misma pérdida energética.

En ambos casos, la comparación se puede hacer con la ecuación de Hazen & Williams:

hf = K Q 1.852 * L (C ) D4.87

hf: perdidas piezométricas por flujoQ: caudal trasegándoseC: Constante de Hazen & Williams (90 para metal viejo, 150 para PVC)L: longitud del tendido en que se evalúan las pérdidasD: Diámetro interno REAL del tuboK: Constante. Es 1.21*1010 si se trabaja hf en m.c.a., Q en lt/s, L en m y D en mm

Nota: Este NO es el único método de rehabilitación de tuberías existentes. Existen también otros que permiten colocar tubería con igual o mayor diámetro que la existente,

pero son más laboriosos. Como todo en ingeniería, la decisión final dependerá de comparaciones de costo, vida útil, beneficios, etc.

Encamisado mediante ruptura por explosión localizada en tuberías rígidas

Este sistema consiste en hacer pasar una masa de metal, ya sea halándola de manera intermitente o empujándola por medios neumáticos, generando el efecto de impactos en ambos casos.

Durante esa fase, la tubería existente, ya sea de concreto, arcilla vitrificada (gres), GRP ó asbesto, se irá rompiendo de manera


controlada. El material resultante de esta ruptura es empujado de forma concéntrica hacia el medio circundante, por medio de la masa metálica, que se puede describir como semicónica o en forma de proyectil.

El material roto y dispersado se mantendrá aparatado de su posición original durante un tiempo corto, gracias al comportamiento del suelo ante cargas de este tipo.

Una vez que la tubería ha pasado por el sitio de ruptura de la existente, la labor estructural de soporte será llevada a cabo por la nueva.

Al definir el diámetro del tubo a colocar en la rehabilitación y la longitud a colocar en cada tramo, y conociendo las características aproximadas del suelo circundante, se puede calcular la fuerza de halado necesaria y así definir el equipo a usar y el espesor del tubo requerido para efectos constructivos y cotejarlo contra el definido para las condiciones de servicio una vez instalado.

Para tal fin se puede hacer el cálculo a partir del diámetro del tubo y su espesor de pared, junto con el esfuerzo admisible para el PVC en esa condición de carga (safe pulling force), establecido en 2800PSI o 195kg/cm2.

Como ejemplo se adjunta esta tabla de fuerzas de halado admisibles para tuberías AWWA C-900 y C-905, para otros diámetros, normas o espesores, los datos se pueden obtener con el representante de Durman más cercano.

Diámetro DIP DR

Fuerza de halado

segura (lbs)

Diámetro DIP DR

Fuerza de halado

segura (lbs)

75”DR26

Sch. 40Sch. 80

4.2005.5005.900

100”141825

13.46010.6007.700

100”DR26

Sch. 40Sch. 80

6.9009.30013.000

125”141825

27.70021.90016.000

150”DR26

Sch. 40Sch. 80

15.10016.50024.800

200”141825

47.70037.80027.600

200”DR26

Sch. 40Sch. 80

25.60024.80037.700

250”141825

47.70037.80027.800

200”DR26

Sch.40Sch.80

39.70035.20055.900

300”141825

71.80056.50041.600

250”DR26

Sch.40Sch.80

55.80046.60076.900

350” 1825

108.00079.000 350”

DR26Sch. 40Sch. 80

67.30055.10092.300

400” 1825

139.000102.000 400”

DR26Sch. 40Sch. 80

86.00072.100118.700

450” 1825

175.000128.000 450”

DR26Sch. 40Sch. 80

111.40091.100148.500

500” 1825

210.000155.000 500”

DR26Sch. 40Sch. 80

137.500107.000148.500

600” 1825

300.000220.000 600”

DR26Sch. 40Sch. 80

198.100149.000257.800

750”25

32.541

480.000265.000210.000

900”25

32.541

480.000380.000300.000

1050”32.54151

660.000400.000320.000

1200” 4151

520.000420.000


Encamisado mediante ruptura por corte en tuberías flexibles

Este sistema también permite colocar, basándose en el trazado de una tubería existente, tuberías con diámetro mayor o igual, generando muy significativas mejoras en el desempeño y durabilidad del nuevo sistema.

En esencia el método consiste en introducir una cabeza metálica en forma de cono, provista de aristas o cuchillas radialmente dispuestas.

Esta cabeza metálica es halada por medio de un cable o cuerda de alta resistencia, a través de la tubería receptora (usualmente de HDPE, metal o PVC). Mediante la secuencial aplicación de energía, la cabeza metálica efectúa el corte (usualmente dos) en el sistema a rehabilitar, permitiendo que el resto de la cabeza separe “en gajos” el tubo existente.

Simultáneamente se procede con el halado de la tubería PTF que

se va a instalar. En este caso, al igual que en el procedimiento anterior, es imprescindible que se analicen las condiciones de sitio, longitud y diámetro a instalar para así asegurarse de que la fuerza segura de halado sea compatible con lo que el tubo a colocar permite.

Debe tenerse siempre en mente que en rehabilitación se debe diseñar tanto para la vida en servicio con sus máximos esperables, como también para las solicitaciones que el proceso constructivo implicará.

HDD*: procedimiento de diseño, cálculo y construcción

Este procedimiento es uno de los más frecuentemente empleados y se le puede considerar tanto para sistemas completamente nuevos como también para sustituir o complementar sistemas ya existentes.

Una importante particularidad es que no usa el trazado de tuberías existentes, ni tampoco es un método de zanja abierta.

Básicamente consisten en taladrar un agujero nuevo en una masa de terreno, para que una vez llegado al punto de destino se coloque una masa metálica especialmente diseñada, que irá ensanchando aún más la cavidad, aprovechándose además de las inyecciones lubricantes que en la peroración se hicieron,

*Horizontal Directional Drilling


para que seguidamente quede colocada la nueva tubería.

El proceso de taladrado (Drilling) puede ser rectilíneo o puede ser con cambios de dirección, según lo que el sistema a colocar requiera y según, también, lo que las condiciones especiales de sitio obliguen. Un equipo mecánico con un sistema de torsión y avance se encarga de llevar a cabo la perforación. Para tal fin el barreno puede, durante su operación, acoplar elementos o extensiones de alta resistencia a la torsión que se irán colocando secuencialmente a medida que el proceso se desarrolla. Estas extensiones poseen la resistencia necesaria como para poder avanzar hasta centenares de metros con márgenes de seguridad muy cómodos.

La cabeza del barreno, eso sí, deberá ser seleccionada de acuerdo con las condiciones que se esperen encontrar en obra, en la zona a excavar. Igualmente se debe analizar la capacidad del equipo propulsor (que le da el torque al barreno), de manera que pueda efectuar la labor de rotación, perforación y posterior halado, con soltura. Estos datos se cotejan con el largo a perforar.

Los fabricantes proveen de información y asesoría técnica muy valiosa sobre este paso. Así mismo, es práctica común entre los representantes, ofrecer el servicio de selección de equipo e incluso el de alquiler de equipo más operario.

Para proyectos de pequeña a mediana escala, esta es una práctica conveniente para ambas partes. Sin embargo en condiciones especiales de instalación, o en proyectos de gran escala, la conveniencia de comprar el equipo es un tema muy digno de ser tomado en cuenta.

La gran mayoría de los equipos llevan a cabo esta labor de manera mecánica y automática, como por ejemplo el que se muestra en la fotografía, de la casa Vermeer.

El mecanismo consiste en un magazine en el que, de manera similar a como ocurre en una pistola automática tipo escuadra, cada vez que se “gasta” una extensión, la siguiente queda lista para ser usada, y así sucesivamente hasta concluir la labor o requerir un nuevo magazine.

El mismo equipo cuenta con los sistemas de almacenamiento e inyección de lodos bentoníticos y otros materiales que permitirán la adecuada lubricación del orificio y una más fácil ejecución de la obra. Adicionalmente el equipo cuenta con una serie de mandos para controlar y modificar o corregir, de ser necesario, el trazado de la perforación.


Este sistema lo que hace es verificar la posición espacial (profundidad, y coordenadas en el plano horizontal) y dirección de la cabeza perforadora. Esta a su vez, desde la cabina de mandos, puede ser redireccionada, o bien puede ser de forma automática.

Los equipos de diseño tradicional requieren que el operador lleve a cabo la acción, valiéndose de los datos tomados por el equipo móvil que un operador lleva sobre la zona de perforación, otros más avanzados poseen un sistema de circuito cerrado en el que a medida que se toman los datos, las verificaciones y correcciones, en caso de ser necesarias, se llevan a cabo en fracciones de segundo, de manera continua.

Con prácticamente todos los sistemas se pueden lograr perforaciones con precisión tan rigurosa como 0.20% o menos aún (con previsiones específicas en la preparación de la obra)

A medida que el barreno va avanzando, el equipo va inyectando una mezcla a base de bentonita que se encarga de lubricar la perforación, también le da estabilidad dimensional a la perforación temporal para las actividades que siguen.

Al salir el barreno al otro extremo, se procede a colocar la masa metálica (reamer head) en el extremo del barreno, esta al ser halada de regreso, y gracias a su configuración, ensanchará significativamente el diámetro del agujero, por lo que al halar el tubo PTF, entrará con mayor facilidad, deslizándose con baja fricción por las paredes del agujero.

Para llevar a cabo la acción de halado se debe verificar lo siguiente:• Que la “fuerza de halado segura” sea consecuente con la longitud de tubería a colocar, las condiciones del suelo y el diámetro del tubo.• Tener la tubería termofusionada y preparada para colocarse en el momento mismo en que se termine la perforación (el agujero tiende a cerrarse con rapidez).

• Asegurarse de tener la longitud adecuada de PTF según el tramo perforado, así como los dispositivos necesarios para su interconexión o taponamiento.

Concluida esta etapa, lo que sigue es llevar a cabo la interconexión y poner en operación, o bien continuar con la etapa siguiente de HDD.

Termo expansión controlada de encamisados precisos con orientación molecular (Duraliner)

Este sistema, tal y como lo señala el título, consiste en un encamisado estructural de PVC dentro de una tubería existente, sea cual sea el material que la constituye.

En vista de que sus características son muy extensas como para usarlas de nombre (si bien sí muy explicativas), se le denomina o llama por el nombre de la patente asociada: Duraliner.

Se le puede describir como un encamisado de gran resistencia y durabilidad que permite aprovechar las condiciones de instalación de una tubería que, por diversos motivos, ya no esté en buen estado de funcionamiento, sea en el aspecto estructural, el químico o el hidráulico.

Una de las más frecuentes aplicaciones es en tuberías metálicas que se han deteriorado por corrosión y/ o que las adherencias en su pared interna la hacen

hidráulicamente ineficiente. La fiabilidad sobre su capacidad para soportar presiones y la exactitud del diámetro externo del encamisado hacen muy seguro y expedito el proceso de


reconexión de derivaciones y operación de sistemas existentes como por ejemplo tees y silletas.

También se le puede emplear en colectores de aguas negras, pasos de alcantarilla y desfogues pluviales, siendo en este caso, al igual que en los anteriores, el factor de decisión el adecuado balance entre los aspectos económicos, constructivos, durabilidad e interferencia con otras obras, existentes.

Una interesante característica de este método, patentado, es que el tubo tendrá un diámetro externo igual al diámetro interno de la tubería existente, pero sin embargo la inserción o sondeo se hace

con una tubería con un diámetro inicial inferior al interno del sistema a rehabilitar.

De esta manera el proceso de inserción es sumamente rápido y no hay involucradas grandes fuerzas de halado.

Antes de colocar la nueva tubería es necesario que se de una limpieza interna del tubo a encamisar. Esta labor se suele llevar a cabo con dispositivos abrasivos rotativos que se hacen pasar a lo largo del segmento de tubería a tratar.

Así se logra una superficie interna muy apropiada para el encamisado, sobre todo porque elimina adherencias e imperfecciones que puedan afectar el adecuado proceso.

Una vez colocada la nueva tubería, se procede a colocar en los extremos del tubo los correspondientes dispositivos que permitirán llevar a cabo posteriormente las operaciones para expandir el tubo nuevo.

Estos son dispositivos especialmente desarrollados para el proceso con PTF, de donde que definitivamente se deben obtener por medio del representante de la marca, o bien al menos buscar el aval sobre los que se hayan de usar. Estos son reutilizables muchas veces, por lo que se recomienda proceder exclusivamente con equipo original.

Una vez colocados los correspondientes artefactos, se procede a llenar con agua limpia la tubería nueva, para posteriormente proceder con la termo expansión.

El proceso de termo expansión consiste en la aplicación gradual de presión al líquido dentro del tubo, a la vez que se va incrementado de manera paulatina y controlada la temperatura.

Esto se hace con una unidad móvil, usualmente colocada en un camioncito liviano. En este se incluye una caldera, un filtro, bombas y equipos de cómputo para monitorear la acción.

Luego se procede con una despresurización gradual, junto con un moderado enfriamiento. Así se obtiene una expansión permanente en el tubo, sin presencia de esfuerzos residuales ni cristalizaciones.


Tal y como se observa en la fotografía adjunta, el tubo se acoplará a las diferentes irregularidades que se puedan presentar en el trazado, lo que permite garantizar un

comportamiento conjunto y compatible.

Durante el proceso se da un reacomodo de los polímeros que da por resultado un PVC con una muy conveniente orientación molecular en el sentido anular. De esa manera el valor de HDB a 100 000 horas sube desde 4000 PSI hasta 7100PSI, lo que permite usar espesores finales de pared inferiores, para una misma resistencia del tubo y paralelamente se da una disminución en las pérdidas energéticas, mismas que son función de D4.87, siendo D el diámetro interno de la tubería. Cabe señalar que una tubería de hierro dúctil rehabilitada con Duraliner tiene la misma capacidad hidráulica a pesar de tener un diámetro relativamente menor, gracias al efecto del coeficiente de Hazen & Williams. Y desde luego que tiene mucho mayor capacidad hidráulica que su equivalente estructural en PEAD.

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Manual Técnico PTF - INSTALACIONES · PDF file6 La práctica ha indicado que para efectos de instalaciones sin trinchera las uniones termofusionadas (para el caso