PREGUNTA 4 TUBERIAS POR MATERIALESLas tuberas se fabrican en
diversos materiales en funcin de consideraciones tcnicas y
econmicas. Suele usarse el polister reforzado con fibra de vidrio
(PRFV),hierro fundido, acero, latn, cobre, plomo, hormign,
polipropileno, PVC, y termoplstico polietileno de alta densidad
(PEAD), etctera.La clasificacin de las tuberas segn sus materiales
puede ser:Metlicas:1. Hierro: De fundicin Forjado2. Acero: Sin
proteccin o Galvanizado3. Cobre: Rgido o FlexibleNo metalicas1.
Cermica: Vidriada o Vitrificada2. Hormign: Simple, Armado o
Pretensado3. Plstico: Rgido (policloruro de vinilo) o Flexible
(polietileno)4. PVCa) TUBERIAS DE HIERROUna tubera de hierro
fundido se fabrica mediante una colada en un molde o mediante
inyeccin del hierro fundido en un proceso llamado fundicin, en el
cual la tubera sale sin costura. La ventaja de este sistema es que
las tuberas tienen gran durabilidad y resistencia al uso. Por
contra son ms frgiles ante los golpes.
Se utiliza generalmente en el servicio de agua y desage, sobre
todo cuando la tubera debe estar en contacto directo con la
tierra.
Las tuberas de hierro fundido son largamente utilizados para
aguas residuales.
Tubera de hierro fundido
En colectores de alcantarillado, este tipo de tubera se
recomienda emplear:
a) Cuando la tubera sea instalada en un lugar de paso de
vehculos y con un recubrimiento mnimo (tapada). b) Cuando la tubera
sea instalada a grandes profundidades por sobre los lmites de
resistencia de otros materiales. c) Cuando la tubera sea instalada
en forma colgada o aparente, donde pueden producirse deformaciones
importantes. d) Cuando existe la necesidad de atravesar o pasar
sobre ros.
e) Cuando existe la necesidad de pasar sobre vanos de puentes
donde la vibracin afectara a otro tipo de materiales. f) Cuando la
pendiente del colector es superior a 15 %.
La principal desventaja que se puede mencionar de los tubos de
hierro fundido es la abrasin, principalmente en tuberas de
impulsin. Para la utilizacin en redes de alcantarillado, los tubos,
deben ser protegidos contra la corrosin interna y externa mediante
por lo menos, un revestimiento de cemento. Modernamente, tales
revestimientos son ejecutados empleando materiales vinlicos,
resinas epxicas y ceras micro cristalizadas.
b) TUBERIAS DE ACERO:La tubera de acerogalvanizadoes una tubera
deacero(estirado o con soldadura), como en el caso anterior, pero a
la que se ha sometido a un proceso de galvanizado interior y
exteriormente. El galvanizado se aplica despus de formado el tubo.
Al igual que la de acero al carbn, se dobla la placa a los dimetros
que se requiera. Existen con costura y sin costura y se utiliza
para transportar agua potable, gases o aceites
Hay tres mtodos de fabricacin de tuberas de acero:1
Aceroestirado o Sin costura (sin soldadura). La tubera es un
lingote cilndrico que se calienta en un horno antes de la extrusin.
En la extrusin se hace pasar por un dado cilndrico y posteriormente
se hace el agujero mediante un penetrador. La tubera sin costura es
la mejor para la contencin de la presin gracias a su homogeneidad
en todas sus direcciones. Adems, es la forma ms comn de fabricacin
y por tanto la ms comercial.2 Con costura longitudinal. Se parte de
una lmina de chapa, la cual se dobla para darle forma a la tubera.
La soldadura que une los extremos de la chapa doblada cierra el
cilindro. Por tanto, es una soldadura recta que sigue toda una
generatriz. Variando la separacin entre los rodillos se obtienen
diferentes curvas y con ello diferentes dimetros de tubera. Esta
soldadura ser la parte ms dbil de la tubera y marcar la tensin
mxima admisible.
3 Con soldadura helicoidal (o en espiral). La metodologa es la
misma que el punto anterior, con la salvedad de que la soldadura no
es recta sino que recorre la tubera siguiendo la tubera como si
fuese roscada.
Su uso comn es en el transporte de agua, vapores, aceites,
combustibles y gases. Se utiliza para altas temperaturas y
presiones. Las tuberas con mayor capacidad condujeron al desarrollo
de aceros con un mayor lmite de fluencia.
El transporte de gas, petrleo y cidos requiere de un acero
resistente a la corrosin.
Se unen por uniones roscadas, soldadas y con brida.
c) TUBERAS DE COBRE:Los tubos de cobre con sus caractersticas de
material ligero, fuerte, adaptable y de alta resistencia a la
corrosin muestran un envidiable comportamiento en residencias
individuales, en edificios y condominios de varios pisos, en
oficinas, locales comerciales e industriales. Es el material
preferido para este tipo de instalaciones en los pases
desarrollados y que su uso es cada vez ms frecuente en los pases
emergentes
La mayora de las instalaciones modernas se hacen con tuberas de
cobre, ya que es un material ligero, fcil de manipular y que suelda
con facilidad. Adems, sirve para las conducciones tanto de agua fra
como de agua caliente.
Existen bsicamente dos tipos de tuberas de cobre: Tubos de cobre
rgido: se presentan en forma de barras rectas de 5 metros. Tubos de
cobre blando o recocido: se venden en rollos de 50 metros. Es un
material mucho ms moldeable.
Cobre
Las tuberas de cobre se pueden doblar y curvar, y si se hace
correctamente se puede incluso evitar la instalacin de codos. La
tubera se introduce en el interior de un muelle y con una simple
presin sobre l, el tubo de cobre se curvar sin deformarse ni
aplastarse.
El cobre es un metal blando y por lo tanto fcil de cortar. Se
puede usar una sierra para metales, aunque, para evitar deformar la
tubera y que el corte sea recto y limpio, es preferible usar un
corta tubos. Esta herramienta posee unas ruedecillas que, una vez
adaptadas al dimetro del tubo, permiten cortarlo sin esfuerzo y sin
temor a hundirlo por la presin.
Cobre fcil de cortar
2.2 TUBERIAS NO METALICAS:
TENEMOS:
Tuberas cermicas Tuberas de hormign y de hormign armado Tuberas
de polister Tuberas de PVC Tuberas de polietileno (PE) y de
polipropileno (PP)
Tuberas no metlicas
a) TUBERIAS CERAMICASLos tubos de gres, sobre todo los
vitrificados, son muy resistentes a la abrasin, y al ataque de
muchas sustancias qumicas
Los tubos cermicos son qumicamente inertes logrando resistir los
ataques qumicos corrosivos de las aguas domsticas e industriales.
Poseen una buena resistencia a la abrasin.
Son lisas, con bajos coeficientes de friccin, impermeables y
poco atacables por cidos; son sin embargo las que ms se deben
controlar y comprobar debido a su fragilidad, permeabilidad por
fisuras y por la dificultad de ejecucin de sus juntas.
Tubos de Cermica
b) TUBERIAS DE HORMIGON:La tubera decemento,hormignu hormign
armado es eficaz, econmica y ecolgica para redes hidrulicas que
trabajan en rgimen libre o en baja presin. La experiencia en su
utilizacin es amplia, ya que el uso del hormign como material de
construccin es muy antiguo y ha tenido, a lo largo del tiempo,
muchas modificaciones, tanto en la composicin de los materiales
utilizados para el hormign como en los procedimientos
constructivos.
Los tubos de hormign, se fabrican en moldes metlicos, empleando
hormigones ricos en dosificacin de cemento. Los tubos pueden ser de
hormign simple o de hormign armado. Los tubos pueden ser de hormign
simple o de hormign armado.
Las tuberas de hormign armado deben llevar armaduras de refuerzo
solamente cuando se trata de grandes dimetros. Este tipo de pueden
alcanzar un tamao de dimetro inmenso.
c) TUBERIAS DE POLIESTER (PEHD):
Se fabrican con resinas de polister, refuerzos de fibra de
vidrio y cargas inertes (arenas, carbonato clcico, etc.) con
secciones de 400 a 1500mm.
Poliester
Caractersticas: Tienen una gran solidez y son muy flexibles. Son
muy resistentes a la corrosin (ideales para el transporte de
salmuera). Tienen una gran capacidad hidrulica. Se fabrican con 6
metros de longitud. Resistentes a la corrosin electroltica. No
requieren proteccin catdica o de otro tipo. Tienen un coeficiente
de dilatacin trmica lineal muy bajo. Se pueden cortar con facilidad
en cualquier posicin. Son muy impermeables debido a que se trata de
un material muy compacto. Permite conducir aguas con una amplia
gamas de pH. Los tubos manifiestan una gran resistencia a la
abrasin (ensayos con lodos abrasivos). Garantizados hasta
temperaturas de 35 C para pH entre 1 y 10. Resistente a los ataques
qumicos. Se pueden almacenar al aire libre sin problemas. Son muy
caros.
d) TUBERIAS DE PVC:PVC Es la denominacin por la cual se conoce
el policluro de vinilo, un plstico que surge a partir de la
polimerizacin del monmero de cloroetileno (tambin conocido como
cloruro de vinilo). Los componentes del PVC derivan del cloruro de
sodio y del gas natural o del petrleo, e incluyen cloro, hidrgeno y
carbono.En su estado original, el PVC es un polvo amorfo y
blanquecino. La resina resultante de la mencionada polimerizacin es
un plstico que puede emplearse de mltiples maneras, ya que permite
producir objetos flexibles o rgidos.Una de las propiedades ms
interesantes del PVC es que resulta termoplstico: al ser sometido
al calor, se vuelve blando y se puede moldear con facilidad. Al
enfriarse, recupera la solidez anterior sin perder la nueva
fisonoma. Este tipo de tuberas, gracias al gran desarrollo
tecnolgico de la industria de plsticos y la facilidad de
manipulacin de todos los productos fabricados con ste material,
hacen que en la actualidad tengan gran aceptacin para redes de
alcantarillado, solamente en dimetros pequeos de 6" y 8" ya que
para dimetros mayores el costo es muy alto.
Son de poco peso (Peso especfico 1.4 g/cm3). Son inertes a la
corrosin por aguas y suelos agresivos. La superficie interior de
los tubos puede considerarse "hidrulicamente lisa". Baja
probabilidad de obstrucciones. No favorecen el desarrollo de algas
ni hongos.
PREGUNTA 5 PRINCIPALES PROBLEMAS DE TUBERIASLas instalaciones
hidrulicas precisan de materiales muy resistentes al impacto, a la
vibracin, obstrucciones, corrosin, desgaste o abrasin, fugas y
roturas.CORROSIN EN TUBERAS El agua en las instalaciones
hidrulicas, est expuesta a muchos metales y a diferentes
condiciones de temperatura, velocidad y presin.En las instalaciones
hidrulicas modernas hay docenas de diferentes usos para el lquido:
agua fra para beber; agua caliente para bao; agua para proteccin
contra incendios; agua para acuarios, animales domsticos y plantas,
y agua para enfriamiento y calefaccin. Las diferencias en
temperaturas, presiones y velocidades que presentan los diferentes
usos del agua afectan las propiedades de sta en cuanto sus
tendencias hacia la corrosin.Por lo tanto, se debe aplicar la
tecnologa proveniente de la teora y la experiencia al seleccionar
los materiales y los mtodos para tratar el agua de acuerdo con sus
distintos usos; determinando cuales son los metales que deben
evitarse. El factor econmico es el que determina cual metal es el
que va a utilizar.Las causas ms comunes de los problemas de
corrosin en las instalaciones internas son:1. La suavizacin
completa de la totalidad del suministro de agua, en general
incrementa la corrosividad del suministro. Sin embargo, ciertos
equipos y lugares como lavanderas, laboratorios y sistemas abiertos
y cerrados, pueden requerir de aguas suavizadas por completo con el
fin de mantener la formacin de incrustaciones.2. La seleccin de
materiales inadecuados para la tubera o una combinacin errnea de
materiales, lo que produce fallas en los tubos debido a la
corrosin.3. Soslayar el efecto de la velocidad al seleccionar los
materiales de la tubera y los tamaos de los tubos.4. No instalar
equipos adecuados para el tratamiento de aguas ni disponer de un
acceso que facilite las reparaciones o reposiciones.5. El manejo de
agua caliente domstica a una temperatura demasiado alta.6. No
aplicar los productos qumicos recomendados para los sistemas de
agua caliente domestica, calderas, torres de enfriamiento y
sistemas cerrados, adems de no supervisar el tratamiento.7. Omitir
de la disposicin de un sitio para efectuar pruebas de corrosin, con
el fin de observar y vigilar el sistema de tubera para determinar
si es necesario aplicar qumicos o cambios en el tratamiento.8. El
diseo de un sistema que no se pueda limpiar, pasivar ni enjuagar
adecuadamente antes de usarlo.9. Soslayar el efecto del diseo
original del edificio sobre el diseo de futuras ampliaciones.10.
Inspeccionar en forma inadecuada las instalaciones originales de
plomera para asegurarse de que: No se instalen conexiones que
reduzcan el flujo. Se usaran adecuadamente compuestos para tubera
no corrosivos. Se efectuaran en forma competente el escariado de
los tubos y la soldadura, lo que permitira que el agua fluya con
una turbulencia mnima por la tubera.11. La existencia de aguas
estancadas en un edificio nuevo, durante varios meses antes de que
lo ocuparan los inquilinos.El proceso corrosivo se ha identificado
como una reaccin electroqumica en la que estn involucrados nodos y
ctodos; el nodo es el electrodo donde ocurre la prdida de
electrones, se forman iones metlicos positivos y ocurre la corrosin
y la oxidacin qumica, y el ctodo es el que se protege. El caso ms
comn sera unir 2 metales distintos; por ejemplo, se conecta una
tubera de acero y una vlvula de metal que contenga cobre, en este
caso, el acero sera el nodo y el cobre el ctodo, entonces las
cuerdas del tubo de acero se corroen y el cobre quedara protegido.
En el acero galvanizado, el zinc es el nodo, es el metal sacrificio
que inhibe la corrosin del ctodo.Fuera del nodo y el ctodo existen
otros dos componentes en la celda de corrosin que son el
electrolito, agua, por ejemplo, y el circuito elctrico, los cuales
son tambin esenciales para que la corrosin ocurra.Para reducir o
detener la corrosin el diseador puede disponer de lo siguiente:1.
Aislar el nodo respecto al ctodo.2. Aplicar un recubrimiento
protector que interrumpa la corriente de la corrosin.3. Imponer una
corriente elctrica opuesta a la corriente de la corrosin (proteccin
catdica).4. Eliminar el electrolito (manteniendo seco el metal).En
una superficie de acero corrodo se pueden formar numerosos nodos y
ctodos pequeos e individuales para perpetuar el proceso corrosivo,
esto lo puede causar ligeras diferencias de exposicin al ambiente,
cuando en la superficie hay pelculas protectoras imperfectas,
pequeas diferencias en el contacto con el aire y el agua, y en la
limpieza de las superficies.La corrosividad de un agua depende por
completo de su grado de saturacin con los iones o molculas del
metal o compuesto con el cual est en contacto. La rapidez de
corrosin depende de las reacciones en el nodo y el ctodo, y se
puede medir por una corriente de corrosin la cual depende de la
fuerza electromotriz involucrada, la resistencia del electrolito y
los metales y pelculas metlicas que estn involucrados; pero la
rapidez de corrosin suele determinarse con mayor confiabilidad
exponiendo el metal especfico al ambiente en que se instalar
durante periodos establecidos.Mediante pruebas peridicas se pueden
detectar condiciones que faciliten el desarrollo de procesos
corrosivos, por lo que se podr disponer cambios en los equipos o en
los productos qumicos utilizados en el tratamiento de aguas antes
de que ocurran fallas serias, como fugas y la obstruccin de tuberas
con productos de la corrosin.
