INFORMACION SOBRE TUBERIAS HDPE

1. TUBERÍAS HDPE
ALUMNO: ROMMEL ANDERSON VIZA RAMOS

2. ¿QUÉ ES HDPE?
 Es un polímero termoplástico conformado por unidades repetitivas de etileno. Se
designa como HDPE (por sus siglas en inglés, High Density Polyethylene) o PEAD
(polietileno de alta densidad).

3. Su bajo costo y su fácil instalación
han hecho que se utilicen cada
vez más en las instalaciones
modernas.
En definitiva, el largo tiempo de
duración, el bajo costo, la fácil
instalación y la escasa
mantención, hacen que las
tuberías HDPE tengan ventajas
comparativas superiores respecto
a los materiales tradicionales.
CARACTERÍSTICAS GENERALES

4. VENTAJAS
 Bajo peso
Las tuberías de HDPE pesan
considerablemente menos que la mayoría
de las tuberías de otros materiales.
Flexibilidad
La tubería no es frágil, es flexible por lo que
puede curvarse y deformarse sin efectos
adversos.
 Resistencia química
Los químicos naturales del suelo no afectan
las tuberías de HDPE, ni causarle
degradación de ninguna forma.

5. TAMAÑOS STANDARD (NICOLL)
 Longitud: La tuberia se proporciona con una longitud util (l) de 6m; 10m; 12m,
 Rollos de 100m, 150m y 200 m de acuerdo al diámetro (El diámetro interno mínimo
de la bobina no debe ser menor de 18 veces el diametro exterior de la tuberia) y
previo acuerdo con el cliente.

6. TAMAÑO DE LA TUBERÍA(CALPLAST)
 Las dimensiones de los rollos de Polietileno:

7. COLOR DE LA TUBERÍA
 La tubería proporcionada es de color azul que es destinado solo para el agua
potable (la norma también permite tubos negros con franjas azules).
 Para las instalaciones expuestas a la intemperie, todos los componentes azules y
los que no tengan capa negra deben ser protegidos contra la luz ultravioleta.

8. APLICACIÓN
MINERÍA
Ideales para:
 Conducción de relaves
 Riego de pilas de lixiviación
 Conducción de soluciones ácidas y
alcalinas
 Conducción de concentrados
(pipelines)
 Sistema de combate contra incendios.

9. Sistema de tuberías para
relaves(AUSENCO)
 PROYECTO : Cerro Verde
 UBICACIÓN : Arequipa, Perú
 CLIENTE : Sociedad Minera Cerro Verde
S.A./Fluor Canadá Ltda.
 AÑO : 2004 – 2010
 DESCRIPCIÓN : Cerro Verde es una mina a tajo abierto
cercana a Arequipa, Perú, en una elevación de 2.700 m
sobre el nivel del mar.
El diseño del sistema incluye una tubería de HDPE de 48” de
diámetro y 3.9 km de longitud para transporte de un total
de 34 Mt/a

10. AGRICULTURA
Algunos ejemplos de aplicaciones son:
• Riego por goteo (PE lineal)
• Riego por aspersión
• Transporte de agua
APLICACIÓN

11. SECTOR PESQUERO
Son livianas y de fácil manejo, además de
resistentes al agua salada y al ataque biológico
marino.
• Jaulas para el cultivo de salmones
• Descargas marítimas
• Transporte de agua salada
APLICACIÓN

13. AGUA Y ALCANTARILLADO
Las tuberías de PEAD presentan claras
ventajas sobre materiales como acero, PVC,
cemento o comprimidos en su uso en
arranques domiciliarios y en zonas de napa
freática alta, en las cuales se facilita su
instalación al efectuar las uniones fuera de
la zanja, sin necesidad de evacuarlas en el
momento de instalar la tubería.
APLICACIÓN

14. Instalación y Mejoramiento de los sistemas de agua
potable, alcantarillado y almacenamiento de
Moquegua
Con esta obra la población contará con
tuberías de HDPE cuya vida útil es de
100 años y son resistentes ante
eventuales sismos.

15. TIPOS DE ESPESORES
• Mínima Resistencia Requerida (MRS): Corresponde a la mínima tensión tangencial que el material
debe resistir a una temperatura de 20° C por un período de a lo menos 50 años.
• Presión Nominal (PN): Es la máxima presión de trabajo a la que puede ser sometida una línea o sistema
a 20° C durante a lo menos 50 años
• Relación de Dimensiones Standard (SDR): Es un valor a dimensional que relaciona el diámetro externo
nominal (DN) y el espesor de pared de una tubería (e). Cada SDR representa una presión nominal .

16.  Compararemos los diferentes espesores de pared para una tubería de 315 mm
de diámetro exterior PN 10 bares , fabricada con diferentes tipos de resina

17. RELACIÓN DIMENSIONAL STANDARD (SDR)
 Un termino relacionado con la tubería plástica es la Relación de dimensión Standard
(SDR).
𝑆𝐷𝑅 =
𝐷
𝑒
Donde:
D : Diámetro exterior
e : Espesor mínimo
Ejemplo: Tubería de 200 mm PN 10 (SDR 13.6)
D= 200 mm e= 14,7 mm
SDR=
200
14,7
SDR= 13,6
D
e

18. Análisis comparativo SDR vs PN
 Presión Nominal de trabajo para un mismo SDR ,pero con diferente tipos de
resina(PE63, PE80, PE100).
En el siguiente análisis, podemos verificar que conforme se mejore las características de la
resina (un PE100 tiene mejores características que un PE63);la tubería soportará mayores
presiones de trabajo o presiones nominales.

19. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL DIAMETRO EXTERNO
 Tuberías HDPE para abastecimiento de agua ( PAVCO)

20.  Tubería para alcantarillado, canales y drenaje (PAVCO)

21. CÁLCULOS HIDRÁULICOS
 La diferencia básica en el dimensionamiento hidráulico de tuberías de PEAD con respecto
a tuberías de materiales tradicionales, reside en la bajísima rugosidad que estas
presentan. Las tuberías de PEAD tienen una superficie extremadamente lisa, lo cual se
traduce en una excelente capacidad de escurrimiento.

22. COEFICIENTES DE FRICCIÓN
 Rugosidad Absoluta Ks = 0,0000015 m
 Hazen Williams 𝐶𝐻𝑊 = 150
 Coeficiente de Manning 𝑛𝑀𝑎𝑛𝑖𝑛𝑔 = 0,009
Flujo bajo presión
Las ecuaciones que relacionan el flujo de un fluido con su caida de presion en un sistema
de tuberias involucran un factor de friccion que depende del material de la tuberia.
Las formulas mas comunmente utilizadas para los calculos hidraulicos son las de Hazen-
Williams,Colebrook y Manning.

23. Selección del diámetro interno de la
tubería
 A partir de la velocidad media del fluido, se determina el diámetro interno
por:
𝑑 = 18,18 ∗
𝑄
𝑣
Donde:
d : Diámetro interno de la tubería (mm)
Q : Caudal (𝑚3
/ℎ)
V : Velocidad media (m/s)
d= 18,18*
3600
1
= 1090,8 𝑚𝑚 = 1200𝑚𝑚
DATOS
Q= 1m3/s= 3600m3/h
V= 1m/s

24. PÉRDIDAS DE CARGA
Las perdidas de carga, como ya se explico, se pueden determinar por las formulas de Hazen-
Williams o Colebrook.
La Formula de Hazen-Williams es:
𝐻 = 10,643 ∗ 𝑄1,85
∗ 𝐶−1,85
∗ 𝑑4,87
∗ 𝐿
Donde:
H : Pérdida de carga (m.c.a)
Q : Caudal (m3/s)
C : 150
d : Diámetro interno (m)
L : Longitud de la tubería (m)
DATOS:
Q= 1 m3/s
C= 150
d= 1200 mm= 1,2m
L= 500m
𝐻 = 10,643 ∗ 1 1,85
∗ 150 −1,85
∗ 1,24,87
∗ 500
H= 1,198 m.c.a

25. 𝐻 = 10,643 ∗ 𝑄1,85 ∗ 𝐶−1,85 ∗ 𝑑4,87
PÉRDIDAS DE CARGA
O si se desea la pérdida de carga unitaria:
Q= 10 L/s
D= 160 mm
V= 0,6 m/s

27. DETERMINACIÓN DEL ESPESOR Y CLASIFICACIÓN DE
LAS TUBERÍAS
DETERMINACIÓN DEL ESPESOR
La tension de diseno “σs” se obtiene al aplicar uncoeficiente de diseno ≪C≫ sobre el valor MRS
del material(C=1,25 para PE, norma ISO 12162).
𝜎𝑆 =
𝑀𝑅𝑆
𝐶
Ejemplo: 𝜎𝑆 =
10
1,25
= 8 𝑀𝑃𝑎

28. Todas las tuberías para servicios a presión se diseñan para resistir una presión
hidrostática interna especifica. Esta es la presión nominal PN, que indica la
máxima presión de trabajo a la cual la línea (sistema) completa puede ser
sometida en operación continua a una determinada temperatura.
𝑒 =
𝑃𝑁 ∗ 𝐷
2 ∗ 𝜎𝑆 + 𝑃𝑁
Donde:
PN : Presión normal (Mpa)
D : Diámetro externo de la tubería (mm)
𝜎𝑆 : Tensión de diseño (Mpa) = 10 bar= 10kg/cm2
e=
2,5∗20
2∗ 6,3 +2,5
= 3,36mm
DATOS
PN= 2,5 Mpa
𝜎𝑆= 6,3 Mpa
D= 20 mm

29. SISTEMA DE UNIONES PARA TUBERÍAS
HDPE

30. Fusión a tope
 En la unión por termo fusión, las superficies a pegar se preparan, se funden
simultáneamente con un calentador de placa caliente, se quita el calentador y las
superficies fundidas se prensan juntas y se mantienen bajo presión. A medida que se
enfrían los materiales fundidos se mezclan y fusionan en una unión permanente y
monolítica.
Maquina de soldadura a tope manual Maquina soldadura a tope para grandes diametros

31. SOLDADURA POR ELECTROFUSIÓN
 Existen dos metodos de electrofusion (encaje, solape), que no son mas que otro
sistema de fusión convencional con la única diferencia que en la electrofusion se le
incorpora a la conexión una resistencia eléctrica que evita el uso del elemento de
calefaccion externo. Por lo Tanto la diferencia principal entre la fusión de calor
convencional y la electrofusion es el método por el cual se aplica calor.
 Procedimientos:
Para obtener una buena soldadura es necesario que se cumplan los procedimientos
descritos en la norma ASTM F1290-93.

32. ELECTROFUSIÓN A ENCAJE.
 Cuando la corriente eléctrica se aplica, la resistencia que se encuentra en el interior de
la conexión produce calor y funde la superficie interna del accesorio con la externa de
la tubería.
Determine la profundidad de penetración de la
tuberia con respecto al accesorio, esto se
puede realizar marcando la tuberia a una
longitud equivalente.
Colocar el rascador y proceder a eliminar
la película de óxido de la superficie del
tubo. Si durante el rascado quedaron
zonas sin rascar, debe repetirse
nuevamente esta operación.

33. Si la tubería presenta ovalamiento cortar la parte
ovalada y/o redondear la tubería con ovaladores
externos, limpiar la superficie del tubo, para eliminar
cualquier impureza de grasa o suciedad
Limpiar la superficie interna del accesorio, así mismo
se deberá usar un producto de limpieza adecuado a
base de alcohol con un contenido mínimo de 98.8% y
solo se deberá usar papel absorbente.
Colocar los cables para la soldadura, proceder a
ingresar código del accesorio con el lápiz lector. Una
vez reconocido el código, el equipo empezara con la
fusión.
Cuando el ciclo se haya
completado, desconecte los
cables del accesorio.
Finalmente anotar los
parámetros de la soldadura
en la tubería.

34. Electrofusión a Solape.
 La soldadura ocurre cuando los materiales fundidos de los dos componentes fluyen y se enfrían por debajo de la
temperatura de fusión del material. A continuación se describen los procedimientos a seguir para la realización de
esta soldadura:
Monte la silla en la superficie frescamente lijada y coloque a su vez las mordazas que sujetan la silla en sus bordes,
luego encaje hasta formar un ángulo recto.
Apriete las tuercas para afianzar la
unión en el lugar.
Conecte el equipo de transferencia de
calor al accesorio. Presione el botón para
empezar el ciclo de fusión
Cuando el ciclo de fusión se
complete (comprobar que
han salido los testigos de
soldadura), los cables
pueden desconectarse del
montaje.
Mantenga el dispositivo de
sujeción el cual debe
permanecer en el lugar
durante el tiempo de
enfriamiento.

35. CONEXIONES MECÁNICAS
 Conexiones bridadas
Las uniones bridadas se hacen usando adaptadores tipo brida el cual es fusionado a la
tubería (Se coloca una brida metálica de respaldo detrás del adaptador la que hace el
esfuerzo de apriete contra el adaptador tipo brida, apretando los tornillos contra la otra
brida que se va a conectar.

36.  UNIÓN ROSCADA (PLASSON O EQUIVALENTE)
Este tipo de unión permite un rápido acople y desacople, gran estanqueidad y resistencia a
esfuerzos axiales. Son bastante utilizadas en riego e industrias en general. Se utilizan
principalmente en diámetros entre 20 y 110 mm.

37. INSTALACIÓN DE TUBERÍAS DE
POLIETILENO ENTERRADAS

38. A) Excavación de la zanja
 Como norma general, bajo calzada o terreno de circulación rodada posible, la
profundidad mínima será de 1 m hasta la generatriz superior de la tubería. En aceras o
lugares sin circulación rodada, puede disminuirse este recubrimiento a la profundidad
que se congela el terreno, es decir 80 cm.

39. B)Preparación del fondo de la zanja
 RELLENO Y TAPADO DE HUECOS
 El relleno de zanja debe llevarse a cabo según uno de los metodos
siguientes: como es requerido en la figura o como sea especificado por el
ingeniero que dirige la obra.

40. B)Preparación del fondo de la zanja
 RELLENO INICIAL
Los requisitos de compactación específicos pueden variar de trabajo a trabajo
pero, deben adaptarse generalmente al Rellenos iniciales al 90 por ciento de
Standard Proctor Density como lo determinado por "American Association of
State Highway Officials Method: T99." En ciertas aplicaciones no-criticas, un
nivel mas bajo de consolidación puede ser especificado por el ingeniero que
dirige la obra.

41. B)Preparación del fondo de la zanja
 RELLENO FINAL
Los rellenos finales de cierta calidad pueden excavarse de otra tierra. Este
material debe estar libre de vacíos, trozos de arcilla, piedras y cantos rodados
mas grande de 8 in. en su diámetro. En todos los casos el ingeniero que
dirige la obra debe juzgar la conveniencia del material para el uso como
relleno.

42. INSTALACIÓN DE TUBERÍAS DE
POLIETILENO (HDPE)

43. Casos necesarios para su uso
 -Líneas para la conducción de pulpas o relaves mineros que a menudo son
relocalizadas y permiten ser rotadas para distribuir el desgaste en la
tubería.
 -Condiciones ambientales: la resistencia y flexibilidad de las tuberías de
PEAD a menudo permiten instalaciones a traves de pantanos o sobre áreas
congeladas.
 -Instalaciones sobre zonas rocosas o a través del agua resultan a veces los
métodos mas económicos.
 -Su bajo peso y facilidad de montaje permiten una disponibilidad
inmediata en instalaciones temporales.

44. DILATACIÓN Y CONTRACCIÓN TÉRMICAS
 En el diseño de una instalación superficial se deben considerar los cambios de
temperatura tanto internos como externos, pues estos causan dilatación y
contracción en todos los tipos de tuberías.
 Para calcular la deflexión lateral, según se muestra en la figura, se puede utilizar la
siguiente ecuación:

45. SOPORTES GUÍAS
 Si la temperatura o peso de la tubería y el fluido son altos, se recomienda utilizar un
soporte continuo (para temperaturas sobre los 60oC).
 El soporte debe ser capaz de restringir los movimientos laterales o longitudinales de la
tubería si así es diseñado.
 Si la línea ha sido diseñada para moverse durante la expansión, los soportes deslizantes
deben proporcionar una guía sin restricción en la dirección del movimiento.

46. SOPORTES ANCLAJES
 Para prevenir desplazamientos laterales y movimientos en los fittings se deben
utilizar anclajes. Los anclajes se deben colocar tan cerca de las conexiones como sea
posible. Si se requieren conexiones flangeadas, los anclajes se deben unir a los
flanges.
 Sin embargo, no deben producirse flexiones entre la tubería y el flange. Algunos
anclajes típicos para tuberías de PEAD se muestran en la figura.

47. ALMACENAJE Y TRANSPORTE
TRANSPORTE
 Al descargar los rollos o tiras es mejor usar sogas textiles y no metalicas, las que pueden rayar la
tuberia.
 Las tuberías de PEAD tienen una superficie muy lisa.
 La carga debe ser firmemente asegurada para prevenir deslizamientos.
 Al momento de descargar si ser puesta en obra se recomienda usar gruas tipo pluma.

48. ALMACENAJE Y TRANSPORTE
ALMACENAMIENTO
 Cuando las tuberías se almacenan en pilas, se debe evitar un peso excesivo que puede
producir ovalizaciones en las tuberías del fondo. Deben almacenarse en superficies
planas, sin cargas puntuales, como piedras u objetos puntiagudos, de tal manera que
el terreno de apoyo proporcione un soporte continuo a las tuberías inferiores.

49. Número de filas de apilamiento

50. MUCHAS GRACIAS