2. REVINCA
C.A
ESQUEMA
• INTRODUCCIÓN.
• PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN Nª 1. INSTALACIÓN DE TUBERÍAS DE
POLIETILENO (PEAD) ENTERRADAS.
• PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN Nª 2. INSTALACIÓN DE TUBERÍAS DE
POLIETILENO (PEAD) EXPUESTAS, CON APLICACIÓN DE SOPORTES Y/O
ELEMENTOS DE SUJECIÓN.
• PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN Nª 3. INSTALACIÓN DE TUBERÍA DE
POLIETILENO (PEAD) A SER SUMERGIDAS O MARINAS.
• PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN Nª 4. INSTALACIÓN DE TUBERÍA DE
POLIETILENO (PEAD) POR REHABILITACIÓN SIMPLE.
• PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN Nª 5. INSTALACIÓN DE TUBERÍA DE
POLIETILENO (PEAD) POR REHABILITACIÓN POR FRACTURAMIENTO.
• REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
3. REVINCA
C.A
IINNTTRROODDUUCCCCIIOONN
REVINCA, C.A
INTRODUCCIÓN
Este manual contiene información necesaria para el montaje e instalación de tuberías de PEAD.
Punto a punto se nombraran la mayoría de las variables, factores y procedimientos a considerar en el trabajo
de instalación, muchos de los cuales son importantes para tener éxito en el desarrollo del mismo
Cada tipo de instalación requiere las consideraciones completas del medio en el cual la tubería se
esta instalando y recomendaciones para el procedimiento mas adecuado
Deben clasificarse las instalaciones plásticas mas típicas o comunes de la siguiente manera:
Tuberías Enterradas.
Tuberías Expuestas. Soportería o Sujeción de tuberías.
Tubería Submarina.
Tuberías por Rehabilitación Simple
Tuberías por Rehabilitación por Fracturamiento.
Se debe acotar que de acuerdo a la contratista seleccionada y a los equipos que esta disponga se
tendrá un procedimiento de instalación que no por obligatoriedad debe ser el descrito en este manual pero que
si deberá ser analizado y discutido en función de controlar y cubrir ciertas premisas. Es importante aclarar que
los procedimientos que se mencionan a continuación son abalados por normas internacionales conocidas
como ASTM, AWWA, ASME, etc, y por institutos y empresas de renombre internacional como PPI,
DRISCOPIPE, BOREALIS, etc.
4. REVINCA
C.A
IINNTTRROODDUUCCCCIIOONNREVINCA, C.A
INSTALACIÓN DE TUBERÍAS DE
POLIETILENO (PEAD) ENTERRADAS
Introducción
Control de la deflexión.
Aceptación de la reflexión.
Excavación de la zanja.
Preparación del fondo de la zanja.
Apoyo de la tubería.
Instalación de accesorios y válvulas.
Relleno y tapado de huecos.
Anexos
INTRODUCCIÓN.
En cualquier tipo de instalación
subterránea, la calidad de la instalación es uno de
los factores más importantes en el
comportamiento a largo plazo de los ductos
utilizados. En muchas aplicaciones de tuberías de
polietileno hay diferentes propuestas que pueden
ayudar a realizar procedimientos de instalación
más seguros y más rápidos.
Esta sección ofrece una buena guía de
instalación subterránea de tuberías de Polietileno
de Alta Densidad y debe servir como
complemento de sus conocimientos al ingeniero y
de acuerdo a las condiciones locales en que se
encuentre.
Esta guía contiene información de otros
manuales tales como: manuales de ASCE/WPCF
y las normas prácticas de ASTM D2321
“Recomendaciones Prácticas para la Instalación
de Tuberías para Cloacas Enterradas de Material
Termoplástico Flexible”.
CONTROL DE LA DEFLEXIÓN.
La capacidad de carga que tiene una
tubería puede ser incrementada por la tierra
cuando esta es encajada. Cuando la tubería es
cargada, el peso es transferido de la tubería a la
tierra por un movimiento exterior horizontal de la
pared de la tubería. Esto mejora el contacto entre
la tubería y la tierra y refuerza a su vez la pasiva
resistencia de la tierra. Esta resistencia ayuda a
prevenir mas allá la deformación de la tubería y
contribuye al soporte vertical de los pesos. La
cantidad de resistencia encontrada en la tierra
asentada es consecuencia directa del
procedimiento de instalación. (Ver figura 3.1)
El objetivo principal en una instalación
de tubería de polietileno es limitar el control de la
deflexión (en este capitulo él termino “ deflexión”,
significa un cambio en el diámetro vertical de la
tubería). La deflexión de la tubería de PE es la
suma total de dos componentes: la “deflexión en
la instalación” que refleja la técnica y cuidado de
la tubería que se maneja; y la “ deflexión en
servicio” que refleja el acomodamiento de la
construcción del sistema tubería-tierra, la
subsiguiente fuerza y otras cargas.
La “ deflexión en servicio”, es
normalmente una disminución en el diámetro
vertical de la tubería, puede ser previsto a través
de varias relaciones razonablemente bien
documentadas y pueden ser incluidos aquellos de
WATKINS AND SPANGLER o por el uso de un
análisis del elemento finito como CANDE. 3.1
La “ Deflexión en la instalación”, puede
ser un incremento o disminución en el diámetro
vertical de la tubería. Un incremento en el
diámetro vertical de la tubería, se refiere al
“levantamiento” y es usualmente un resultado de
los esfuerzos que actúan en la tubería durante la
compactación y el relleno. Hasta cierto punto esto
beneficia la compensación de la deflexión en
servicio.
5. REVINCA
C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIOONN
NNºº11
REVINCA, C.A
Fig. 3.1
Deflexión de la tubería.
La deflexión en instalación esta sujeta al
control del cuidado de la colocación y
consolidación del relleno de la tubería.
ACEPTACIÓN DE LA DEFLEXIÓN.
Para la evaluación y control de la calidad
de la instalación de tuberías flexibles, muchos
diseñadores imponen un requisito de “ aceptación
de la deflexión”.. esto es particularmente
importante para el flujo de gravedad con tuberías
de gran SDR. Normalmente no se verifica para
tuberías de presión la deflexión. La “ aceptación de
la deflexión” vertical en una tubería es la máxima
deflexión requerida en la instalación. Típicamente
sólo se toman medidas después que la
consolidación inicial de la tubería a ocurrido,
normalmente 30 días después de la instalación. El
ingeniero del proyecto dispone la “ aceptación de
la deflexión” basada en la aplicación particular y
en el tipo de uniones. Normalmente, la deflexión
está limitada al 5%, aunque las tuberías de PE en
aplicaciones de gravedad normalmente pueden
resistir deflexiones mucho más grandes sin
deteriorarse. Cuando la deflexión es moderada
pasada los 30 días, es común presentar un
porcentaje mucho más alto.
EXCAVACIÓN DE LA ZANJA.
La zanja debe excavarse de acuerdo a la
alineación requerida y profundidad mostrada en la
figura 3.2. El ancho de la zanja variará con su
profundidad y también con el tipo de arena
presente. Se recomienda abrir zanjas para la
instalación de acuerdo a la longitud de la tubería
ensamblada sobre la zanja, referirse a la tabla 3.1.
El ancho de la cama debe permitir una adecuada
compactación alrededor de la tubería. El material
excavado, si es piedra libre y se fractura bien por
la excavadora, puede proporcionar un apropiado
asiento del material.
Tabla 3.1
Tamaño de la zanja
Profundidad de la zanja
(ft)
Tamaño
nominal
de la
tubería
(in)
3 5 7 9 11 13 15
½ - 3 15 18 21 23 25 27 28
4 - 8 25 30 35 40 45 48 51
10 - 14 32 40 48 55 60 65 69
16 – 22 40 50 61 68 75 82 88
24 – 40 55 69 82 93 102 111 119
42 - 63 68 87 103 117 129 140 150
La flexibilidad y grandes diámetros de
las tuberías de PEAD, junto con su habilidad de
fusión térmica en grandes diámetros conectados
en tierra, permiten el uso de técnicas de
instalación que son diferentes a las técnicas de
instalación utilizadas en tuberías de otros
materiales.
Las paredes de la zanja pueden estar en
un declive de un ángulo de 45º o el ángulo de
reposo del material. Cuando sean necesarias
zanjas anchas, el relleno de zanja debe ser
compactado por niveles para poder así resistir la
carga final.
Peso de la tierra sobre la
tubería
Fuerza que
moviliza a
través de la
resistencia
pasiva de la
materia
Movimiento exterior lateral de la
tubería
6. REVINCA
C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIOONN
NNºº11
REVINCA, C.A
Fig. 3.2
Dimensiones de la zanja.
PREPARACIÓN DEL FONDO DE LA
ZANJA.
Para sistema de presión como
acueductos, distancias de líneas de transmisión
largas, la nivelación exacta de los fondos de las
zanjas no es esencial a menos que se especifique
en el trazado. Para los sistemas de alcantarillados
y drenajes por gravedad, la cuesta debe graduarse
tan uniformemente como se haría para otros
materiales.
El máximo tamaño da la partícula Clase I
o Clase II del material usado para el asiento o
relleno de zanja inicial deben preservarse a ½”
para las tuberías más pequeñas (< 8”) y un tamaño
de 1” agregado para diámetros de tuberías
mayores de 8”. Referirse a PPI INFORME
TÉCNICO Nº 31, para mayor información. El
fondo de la zanja debe estar relativamente liso y
libre de piedra. Deben quitarse objetos que puedan
causar punto de carga en la tubería y el fondo de
la zanja debe rellenarse usando de 4 –6 plg. de
consolidación de la fundación. Si la condición de
la tierra es inestable, el fondo de la zanja debe
socavarse y llenarse la profundidad de la zanja
con el material seleccionado apropiado.
Típicamente, las tuberías de PE no
requieren de puntal de empuje. La buena
compactación de la tierra alrededor de los
montajes tales como codos, tees, son normalmente
suficientes. Si se usa puntales de empujes,
suficientemente revestido de concreto según su
tamaño o superficies de concreto de presión, éstos
se ponen en tierra serena y proporcionarán
protección adecuada. El revestimiento o puntales
de empuje deben construirse de hormigón
reforzado y deben representar como especie de
una ancla entre la tubería o accesorio y la pared
sólida de la zanja. En la figura 3.3 se ilustran
varios tipos de bloqueo con concreto y
revestimiento de accesorios.
Fig. 3.3
Tipos de bloqueo y revestimiento.
La norma ASTM D 2321 “ Recomendaciones
Prácticas para la Instalación Subterránea de
Tuberías” recomienda:
• El fondo de la zanja debe estar liso, seco y
estabilizado si es necesario.
• Si se requiere de material para la fundación,
este debe ser de un material
convenientemente identificado por ASTM D
2321. El material debe nivelarse y
compactarse a un mínimo de 85%
STANDARD PROCTOR DENSITY.
• Colocar el material de relleno de zanja
debajo de la tubería.
• Se requiere consolidar alrededor de la
superficie de la tubería usando las
herramientas convenientes.
• El relleno de zanja debe colocarse en una
primera y segunda capa uniformemente que
no exceda de 12 pl. Y cada capa debe
compactarse aun mínimo de 85%
STANDARD PROCTOR DENSITY.
Tee
Conexión,
montaje en
estrella
Conducto
acodado
Válvula
7. REVINCA
C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
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NNºº11
REVINCA, C.A
• Los primeros rellenos de zanjas deben
normalmente extenderse a una altura igual a
75% del diámetro de la tubería, si la tubería
será puesta bajo el agua, consulte al ingeniero
del proyecto para determinar si se requiere de
material adicional.
• El relleno de zanja final, debe ser de
material que esté libre de piedras grandes u
objetos punzo-penetrantes.
• Se debe obtener una compactación
adecuada antes de que cualquier equipo se
maneje encima de la tubería.
Consulte al ingeniero del proyecto antes
del entierro de cualquier tubería para determinar
especificaciones del relleno de zanja y
condiciones especiales.
APOYO DE TUBERÍAS.
La tubería de polietileno puede unirse al
nivel de la tierra y puede bajarse hacia adentro de
la zanja o en el caso en que fuese necesario se
podrá realizar soldaduras dentro de ella. El exceso
de esfuerzo o tensión debe evitarse durante toda la
instalación, eliminando la posibilidad de que
queden esfuerzos residuales después de la
compactación.
La fuerza de tirado que puede aplicarse a
una tubería en tierra firme puede estimarse con la
siguiente formula:
F= S.A
donde:
F= Fuerza de Tirado Máximo, (lbs)
S=Máximo Esfuerzo Aceptable
(conservadoramente entre 1000 – 1600 psi)
A= Área seccional-cruzada de la pared de la
tubería (in
2
).
Cuando es necesario halar la tubería, se
debe tener cuidado de que no se dañe y debe
hacerse por el extremo del collar de brida
INSTALACIÓN DE ACCESORIOS Y
VÁLVULAS.
Cuando en la instalación de tuberías se
conecten accesorios y/o estructuras rígidas, el
movimiento o doblado debe prevenirse. Los
rellenos de zanja deben compactarse para
proporcionar apoyo total, o un apoyo de concreto
puede construirse bajo la tubería y accesorios.
Debe prestarse una particular atención a la
compactación llevada a cabo alrededor de los
accesorios y prolongar los extremos de la tubería
mas allá del montaje. La compactación del 90%
(PROCTOR DENSITY) o mayor en esas áreas es
recomendada.
Los tornillos en la conexión del cabezal,
así como las abrazaderas en las almohadillas de
apoyo deben ser reapretadas antes del entierro de
la tubería. Las superficies de las conexiones
pueden observarse mientras esté en
funcionamiento.
La tubería de PE o accesorios pueden
encajarse en concreto si su diseño lo requiere. El
revestimiento de concreto puede usarse para
aumentar la taza de presión de accesorios, la
fuerte estabilización de válvulas o accesorios y/o
el control de la expansión o contracción térmica.
Para mayor información acerca de la colocación e
instalación de tanguillas para válvulas en líneas de
alimentación y redes se recomienda leer la norma
COVENIN 2580-85.”Redes de Distribución de
Gas Domestico. Instalación de Tuberías de Alta
Densidad. Requisitos”
PRECAUCIÓN:
Los montajes fabricados por REVINCA,
después que se unen a la tubería, pueden ser
dañados por tensión excesiva creada por el
manejo o instalación impropia. Las resinas
utilizadas en REVINCA son muy duras, sin
embargo, la fuerza tensora del polietileno es
muchísimo menor que la del cero, y no soportará
deformaciones excesivas y las fuerzas de tirado
que pueden ejercerse a través de los equipos y
accesorios utilizados.
Si la tubería une sus extremos a una tee y
se levanta sin tener apoyo del peso de la tubería,
la tee puede fisurarse y romperse. Los montajes
fabricados no pueden soportar el peso de la
tubería. Si es necesario tirar el montaje de su
8. REVINCA
C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
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NNºº11
REVINCA, C.A
posición, al accesorio fabricado o cabezal, nunca
debe usarse como punto de amarre para el halado.
Cuando la tubería de polietileno esté
conectada con collarín a accesorios fijos en una
estructura rígida, por ejemplo una válvula, un
refuerzo de concreto puede verterse en la tubería
generando un anclaje. Estos soportes pueden
extenderse de la unión del collarín, un mínimo de
un diámetro de la tubería para las tuberías más
grande que 12 in. nominal; o un mínimo de un ft.
para la tubería más pequeñas. En tal caso se
presentan a continuación la siguiente figura 3.4
que demuestran la efectiva prevención de daños
en las conexiones. Cuando la tubería de PEAD se
extiende a través de una pared, como en una boca
de inspección por ejemplo, anclajes similares a los
de la figura 3.5, evitan el movimiento de la
tubería a través de la pared.
RELLENO Y TAPADO DE HUECOS
El relleno de zanja debe llevarse a cabo
según uno de los métodos siguientes: como es
requerido en la figura; o como sea especificado
por el ingeniero que dirige la obra. .
A menos que se especifique por el
ingeniero, debe completarse la "fundación" y
"rellenos iniciales" antes de la prueba de goteo, y
el resto del relleno se completa después de la
realización de una prueba satisfactoria. En todos
los casos deben ponerse la fundación y el material
del relleno inicial y deben compactarse para
proporcionar apoyo como es especificado por el
ingeniero que dirige la instalación.
El material en particular usado para el
relleno variará según las condiciones locales, el
tipo de aplicación y los requisitos específicos del
Ingeniero que dirige la obra. En general, se han
encontrado tres tipos de material de relleno
aceptable para la instalación de tuberías de PEAD.
Detalles de esto pueden encontrarse en las
siguientes literaturas:
(1) WPCF “Manual of Practice” # FD-5;
(2) Standard Handbook of Plant Engineering”,
McGraw-Hill Inc.
(3) ASTM D2321, “Underground Installation of
Flexible Thermoplastic Sewer Pipe”;
(4) PPI Nº TR.31,“ Underground Installation of
Polyolefin Pipe”.
Lo que se presenta a continuación incluye
varios materiales del proceso y clasificaciones de
la tierra listadas bajo el " Sistema de unificación
de clasificación de tierra."
CLASE I.- Piedra angular 1/4in. a 1-1/2,
incluyendo varios materiales que pueden estar
localmente disponibles como coral, escoria
aplastada, la piedra aplastada y cáscaras
aplastadas.
CLASE II.- Arenas toscas y arenas gruesas 1/2
in. como tamaño de partícula máximo,
incluyendo las arenas diversamente graduadas y
arenas gruesas que contienen porcentajes
pequeños de hullas menudas, generalmente
granular y no-cohesivo, húmedo o seco
Fig. 3.4
Tubería dePEEnsamble de
soldadura a
solape
Envoltura
alrededor del
accesorio dela
soldadura para
solidificar
Relleno bien
apretado o tierra
compacta
1/8”
forro de
caucho Sitio en
lechada
Envoltura de acero
alrededor delas alertas
Relleno bien apretado
Tubería
de PE
Fig. 3.5
9. REVINCA
C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIOONN
NNºº11
REVINCA, C.A
CLASE III.- Finas arenas y la arcilla enarenada,
incluye arena-arcilla fina y mezclas del grabar-
arcilla.
Relleno inicial
Los requisitos de compactación
específicos pueden variar de trabajo a trabajo
pero, deben adaptarse generalmente al, haunching
y Rellenos iniciales a 90 por ciento de Standard
Proctor Density como lo determinado por
"American Association of State Highway
Officials Method: T99." En ciertas aplicaciones
no-críticas, un nivel más bajo de consolidación
puede ser especificado por el ingeniero que dirige
la obra.
La compactación debe llevarse a cabo en
capas de 6 in hasta la cima de la tubería. La
compactación no debe hacerse directamente
encima de la tubería si no por lo menos un pie de
capa de tierra encima de la misma.
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 más 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.
Dos o más tuberías en una zanja común.
En el caso de tuberías múltiples en la
misma zanja, los requisitos previamente
establecidos aplican en todos los casos. El cuidado
debe tenerse en el espacio entre tuberías, para que
se pueda permitir el acceso del equipo de
compactación adecuado, como se muestra en
figura 3.8
Fig. 3.8
Ancho del
equipo de
compactación
14. REVINCA
C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
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NNºº22
REVINCA, C.A
INSTALACIÓN EN TUBERÍAS DE POLIETILENO (PEAD) EXPUESTAS
CON APLICACIÓN DE SOPORTES Y/O ELEMENTOS DESUJECIÓN
Introducción.
Separación entre apoyos de la tubería.
Incidencia de los cambios de temperatura en la tubería de (PEAD)
Anexos.
INTRODUCCION.
Las tuberías horizontales apoyadas son
afectadas por el peso de la tubería y por su
volumen; esto ocurre entre apoyos. Cuando la
curva o deflexión entre apoyos se minimiza, la
tensión en la pared de la tubería se controla. Es
por ello que deben espaciarse los apoyos de
acuerdo al diámetro de la tubería, de su SDR y del
peso del fluido en su interior para limitar la
deflexión usando un simple análisis de vigas
continuas. La deflexión máxima recomendada
entre soportes es de 1”.
Los soportes deben acunar la tubería por
lo menos 4” o 1.5 veces el diámetro de la tubería,
cualquiera de los dos que sea menor. Un mínimo
de 120º de circunferencia de la tubería debe
apoyarse. Los apoyos deben estar libres de bordes
afilados.
A menudo, se instalan en el campo
tuberías apoyadas. Estas instalaciones se exponen
a cambios de temperatura debido al tiempo. Si es
posible, la tubería apoyada o suspendida debe
instalarse casi próximo a la temperatura de
operación en la practica o en el tiempo más
caliente.
Cuando un sistema apoyado es mas
caliente que su temperatura de instalación, la
tubería se dilata. Como los aumentos de longitud
en las tuberías, desviación lateral o “ serpenteo”
ocurre entre las sujeciones, la cantidad total de
expansión que ocurra dependerá de la longitud de
la tubería y del aumento de temperatura con
respecto a la temperatura en el momento de
instalación del sistema.
La tubería debe sujetarse totalmente y/o
puede sujetarse de cada apoyo. Para limitar las
deflexiones debido a la expansión REVINCA
recomienda sujetarla a cada apoyo. Si los apoyos
están diseñados de manera de que se fijen en la
punta, deben ser capaz de mantener la tubería. Si
la tubería esta diseñada para el movimiento
durante la expansión, los apoyos deben
proporcionar una guía sin oponerse a la dirección
del movimiento.
Se debe recordar que según lo indicado
por la norma las tuberías de polietileno que se
instalen al aire libre deben tener un recubrimiento
de manera que puedan protegerla de cualquier
golpe o daño externo que se le pueda causar a la
misma. Para mayor información ver incidencia de
los cambios de temperatura en las tuberías de
PEAD, que se encuentra en este mismo
procedimiento.
SEPARACIÓN ENTRE APOYOS DE LA
TUBERÍA.
La distancia entre apoyos esta basado en
el análisis de una viga continua y una deflexión a
una distancia entre apoyos cuando la tubería esta
llena de liquido. Las figuras de 1.1 a 1.5,
muestran la separación entre apoyos de acuerdo a
diferentes SDR y diámetros de las tuberías.
Existen algunas recomendaciones
adicionales a cerca de la distancia entre apoyos
para las tuberías de polietileno, entre las cuales se
encuentran:
15. REVINCA
C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIOONN
NNºº22
REVINCA, C.A
• Si se observa o se espera una temperatura del
medio ambiente de 10 ºf más alta que la
temperatura de instalación, se recomienda un
apoyo continuo y a su vez controlar la
expansión térmica y prevenir la excesiva
inclinación.
• Si se espera operar a temperaturas de mas de
100 ºf (37.7 ºC) y hay posibilidad para el
cambio rápido de temperatura, los próximos
SDR más bajos al SDR de 32.5 pueden usarse
para el espaciamiento.
• Los conductos verticales deben apoyarse en
la base y los resortes de suspensión o cuellos
usados en intervalos verticales de hasta 12 ft.
• Evite la expansión, es por ello que se debe
verificar las condiciones de diseño en cuanto
a la dilatación de la tubería y por supuesto
colocar los apoyos en las distancias
apropiadas para cada sistema.
• Para las aplicaciones del tubo de relleno o
camisa, se debe multiplicar por 0.90 el
espaciado, requiriendo fijar apropiadamente
la entrada y los extremos de descarga de la
tubería.
FIGURA 1.1
Espaciado entre soportes de tubería de SDR
32.5
Distancia entre soporte, in
FIGURA 1.2
Espaciado entre soportes de tubería de SDR 9.0
Distancia entre soporte, in
FIGURA 1.3
Espaciado entre soportes de tubería. de SDR 17.0
Distancia entre soporte, in
Diámetronominaldelatubería,in
Diámetronominaldelatubería,inDiámetronominaldelatubería,in
16. REVINCA
C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIOONN
NNºº22
REVINCA, C.A
FIGURA 1.4
Espaciado entre soportes de tubería de SDR 26.0
Distancia entre soporte, in
FIGURA 1.5
Espaciado entre soportes de tubería de SDR 11.0
Distancia entre soporte, in
INCIDENCIA DE LOS CAMBIOS DE
TEMPERATURA EN LA TUBERÍA DE
PEAD.
Las tuberías de Polietileno de Alta
Densidad (PEAD), resisten el daño de la radiación
ultravioleta. Las tuberías de otro color que no sea
negro, tienden a deteriorarse bajo la exposición
constante al sol. Las instalaciones superficiales
serán afectadas por cambios de longitud térmicos.
“Culebrear” la tubería hacia atrás y adelante puede
permitir mayor longitud de tubería de manera que
la contracción en tiempo frió puede ser
controlada.
Puede necesitarse de anclas de retención
para mantener la tubería dentro del derecho de
vía. La clasificación de presión por temperatura
elevada puede aplicarse sí la tubería esta expuesta
al calentamiento solar. Los aditamentos fabricados
en grandes diámetros pueden requerir esfuerzos de
tracción por cambios de longitud térmicos.
Hay muchas situaciones en las cuales
instalar tuberías sobre la superficie tiene sus
ventajas. Algunas de estas ventajas son las
siguientes:
• La dureza y flexibilidad del polietileno
permiten a menudo, instalaciones a través
de pantanos o ciénagas, encima de áreas
heladas y en otras condiciones medio
ambientales más ásperas.
• Instalaciones por encima de piedras sólidas
o por agua son algunas veces los métodos
de instalación más económicos.
• La tubería de REVINCA es ligera y facilita
el ensamble rápido y a su vez la rápida
disponibilidad del sistema.
Las tuberías sobre tierra se exponen a los
cambios de temperaturas del medio ambiente. La
tubería puede contraerse y dilatarse. Quedara
como una “ serpiente” o rodará ligeramente.
Deben hacerse algunas concesiones para la
expansión térmica. La tubería de polietileno debe
fijarse a los intervalos predeterminados para
limitar su movimiento.
Otro método para controlar el
movimiento debido a la expansión / contracción
térmica es permitir que la tubería se mueva
ligeramente entre dos filas de pilones de tierra,
donde cada pilón se instala en cada lado de la
tubería. Algunas tuberías se pueden instalar en
trincheras o zanjas poco profundas para limitar el
movimiento. Cuando se requiera instalar en
lugares que tengan una inclinación significante, se
recomienda usar anclas de retención o trincheras.
Diámetronominaldelatubería,inDiámetronominaldelatubería,in
17. REVINCA
C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIOONN
NNºº22
REVINCA, C.A
Anclas, pilones, trincheras, minimizan la
posibilidad de moviendo bajo la pendiente.
Climas calientes:
La línea debe instalarse de modo de que
se pueda aprovechar al máximo la sombra del sol.
La expansión térmica también puede minimizarse,
si el flujo del fluido se mantiene en todo
momento, o al menos, durante el tiempo mas
caliente del ciclo térmico.
Climas fríos:
Una llama o fuego no pueden usarse para
derretir una tubería de polietileno que se
encuentre helada. Los productos de REVINCA
están diseñados para resistir el calor, pero se
recomienda que la temperatura tenga un máximo
de 140ºF (60ºC). Donde ocurra congelamiento en
aplicaciones sobre tierra, deben tomarse
precauciones para no atarugar la tubería. El flujo
constante podrá reducir las oportunidades dé
congelamiento. Además, se debe aprovisionar de
tubos de drenaje, los cuales se pueden incluir en el
diseño. Es importante aclarar que el
congelamiento no producirá estallido en la
tubería, la tubería puede dilatarse con la dilatación
del fluido Cuando el agua se deshiela, la tubería
retorna ilesa a las dimensiones originales.
ANEXOS.
A continuación se presentan unas
fotografías de instalaciones con soporteria o
sujeción de tuberías
25. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 03
TECNICA DE INSTALACION DE TUBERIAS
SUMERGIDAS O MARINAS
Introducción.
Presión critica de hundimiento.
Pesos de las anclas.
Distancias entre anclas.
Instalación de tuberías submarinas.
Lanzamiento y hundimiento de la tubería.
Tuberías enterradas en la superficie del agua (flotando).
Tuberías instaladas en pantanos, ciénagas.
Anexos.
INTRODUCCION.
Las tuberías de Polietileno de Alta Densidad
(PEAD) pueden enterrarse, pueden descansar en el
fondo del mar, o flotar en la superficie de agua. Los
principales criterios de diseño para sumergir
tuberías pesadas son:
• La presión critica de hundimiento para tuberías
vacías o parcialmente llenas
• El peso del ancla de concreto.
• La distancia entre anclas de concreto
Aunque una tubería marina a veces se
entierra pasando una trinchera, cualquier apoyo
que la tubería reciba del material del relleno de
zanja es normalmente ignorado para propósito de
diseño.
En las instalaciones sumergidas, tales
como cruce de ríos y lagos o desembocaduras, los
pesos de los balastos pueden ser de hormigón
premoldeado, diseñado simétricamente con
respecto al centro de la tubería y de modo de que
la tubería quede a una distancia del fondo del mar
que corresponda a por lo menos un cuarto del
diámetro de la tubería (ver figura 3.1). Los pesos
de los balastos pueden haber sido diseñados o para
sostener la tubería lejos del fondo como pies o
colocándolas directamente en trincheras en el
fondo. Para tuberías con mas de 12”, es
aconsejable el uso de pesos con acero reforzado
para agregar fuerza. Además se recomienda
colocar una empacadura de caucho o de 2 a 3
vueltas de 5 a 10.000 laminas de polietileno
envueltas alrededor de la tubería las cuales son de
menos peso de modo que actué como
amortiguador y prevenga una avería en la tubería.
El polietileno de Alta densidad de
REVINCA PE 3408, es cerca de 4.5% más ligero
que el agua y flotara aunque la tubería este llena
de agua. Puede ser necesario el uso de anclas si
hay corrientes transversales significativas.
Figura 3.1
26. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 03
PRESIÓN CRÍTICA DE HUNDIMIENTO.
Una tubería marina no recibe apoyo
estructural del agua circundante. A menos que el
diseño tienda a que un desagüe o llenado de la
tubería este expuesto a colapso. Una tubería marina
que este en todo momento llena de agua minimiza
las posibilidades de colapso, porque la presión
interior estará similar a la presión externa bajo
cualquier profundidad de agua.
La fuerza de empuje causada por la acción
de una ola en una tubería que descansa en el fondo
del mar es significativamente mayor que la de una
tubería que se instala a una distancia de separación
del fondo (ver figura 3.2).
Figura 3.2
PESOS DE LAS ANCLAS.
El peso del concreto para anclar, Wtconcreto
puede ser calculado de la siguiente ecuación. El
peso del concreto varia entre 140 – 155 libras/ft
3.
El
valor de “ K” es una constante de fijación. La
flotación neutra se logra cuando K=1.0.
Adecuadamente la tubería que se instala en los
lagos, estanques y arroyos tienen valor K=1.3. Si se
encuentra en corrientes, el diseñador puede
aumentar este valor a casi 1.5 dependiendo de los
factores de diseño.
Donde:
Wtcon =Peso del concreto de tierra seco, lbs
Wtprod =Densidad del fluido interno x el volumen
interno de la tubería, lbs/ft.
WtRev =Peso de la tubería, lbs/ft.
K =Constante del ancla (1.0 a 1.5)
L =Espaciado de los pesos, ft (se
recomienda de 10 a 15 ft)
VRev =Volumen externo de la tubería (agua
desplazada), cu.ft/ft
Denagua =Densidad del agua, lbs/cu.ft
Denconc =Densidad del concreto, lbs/cu.ft
Denprod =Densidad del producto que va a ser
transportado.
Figura 3.3
DISTANCIA ENTRE ANCLAS.
El peso de las anclas desarrolla un
momento de torsión estructural durante la
instalación de la tubería. El intervalo de espacio
debe fijarse para prevenir la deflexión excesiva de
la tubería entre las anclas (o fatiga en la tubería
cerca del ancla). El espacio entre anclas puede ser
calculado para una tubería SDR, utilizando
cualquier deflexión o esfuerzo como factor
limitante. En este calculo la tubería se examina
como una serie de vigas integradas entre anclas.
En la figura 3.4 se ilustra el máximo
espacio entre los pesos de concreto para todos
los diámetros y SDR. Aunque el espacio
asignado puede ser de mas de 10 a 15 ft.,
( ) ( )
1
Re
−
×
×××−+
≡
con
agua
vaguaprodconc
conc
Den
DenK
LVDenKWtWtL
Wt
Línea de barro
27. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
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N° 03
Muchos usuarios han clasificado los pesos de las
anclas de concreto basados en este orden de
intervalo para minimizar los problemas de manejo
e instalación.
Diámetro externo de la tubería
Figura 3.4
Máximo espacio entre los pesos de concreto
Si el aire entra a la tubería, se debe tomar
en cuenta el peso extra que esto genera, y los
pesos en general deben espaciarse mas
estrechamente. Las tuberías de gas submarinas
deben ser diseñadas para cuando estén
completamente llena de gas a cero presión y así de
esta manera hacer un diseño de “ K” mayor que
1.0. En esta circunstancia, se requiere de
flotadores para instalar la tubería.
Si se presenta una corriente, el
movimiento no es perjudicial para la tubería. Sin
embargo, piedras afiladas u otro objeto pueden
dañar la tubería. Si se da el caso de que las olas o
corrientes representen un problema, la mejor
solución es abrir una zanja y enterrar la tubería.
INSTALACION DE TUBERIAS MARINAS.
La tubería de polietileno de REVINCA,
frecuentemente flota en la superficie del agua y se
sumerge despacio en una suave composición “ S”.
Para aplicaciones donde la tubería no este
totalmente llena de líquido o donde el producto
sea más ligero que el agua, se requerirán pesos
más fuertes. Si adicionalmente se requieren
flotadores durante la instalación, los flotadores
deben ser atados antes de remolcar la tubería
hacia la superficie del agua.
Dependiendo de las condiciones del sitio,
se han usado varios procedimientos para instalar
la tubería. Algunos procedimientos más comunes
se agrupan a continuación:
• Se deben unir las tuberías en sus extremos, de
manera que queden en longitud continua. Esto
debe realizarse en la orilla de la playa.
• Lastre la tubería en la orilla de la playa. Esto
se debe realizar después de la unión y antes
de que la tubería sea lanzada al agua.
• Hale o empuje la tubería hacia el agua. Se
debe armar los pesos en la tubería en la
gabarra.
• La tubería puede soldarse en tierra con
conexiones de collar agregadas a cada
extremo.
Las instalaciones de lastre (grava) pesada
son normalmente llevados a cabo en la orilla,
costa, playa. El proceso de dragado minimiza y
ayuda al traslado de los pesos de la tubería dentro
del agua, una rampa de madera o acero puede
construirse hasta el borde del agua (ver figura
3.5). Los lastres pesados pueden ser instalados
desde una Gabarra.
Cualquier tubería que se guarde
temporalmente en el agua, debe protegerse del
trafico marino y de la acción de las olas. Las olas
podrían dañar la tubería empujándola contra
piedras u otros objetos afilados.
Máximoespaciadoentrepesosdeconcreto
28. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
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N° 03
LANZAMIENTO Y HUNDIMIENTO DE LA
TUBERÍA.
Cada extremo de la tubería debe sellarse
para permitir la flotación hasta el momento de la
instalación. Típicamente, esto se hace con una
soldadura a tope y una brida de metal ciega. Esto
proporciona un sello hermético. Después de
colocarse el sello se procede a hundir la tubería a
través de la embarcación marina.
Antes de que comience la transición de la
tubería de la orilla al agua debe hacerse una zanja,
si es el caso de que la tubería permanecerá
completamente sumergida.
Es importante proteger a la tubería de
averías por escombros, hielo, trafico de barcos,
buques y la acción de las olas.
El hundimiento es controlado por la
adición de agua en un extremo y la evacuación
del aire adjunto a través del extremo opuesto. La
adición de agua en la tubería es controlada a una
proporción para asegurar que la tubería quede
completamente en la zanja o se ajuste al contorno
del fondo (ver figura 3.7). La velocidad de
hundimiento también debe controlarse para
prevenir un radio de doblamiento excesivo
Figura 3.5
Durante el proceso de hundimiento, debe
evitarse que el agua llene la longitud de la tubería.
Esto puede hacerse por el levantamiento del
costanero sobre el agua. El agua es introducida
dentro de la tubería para permitir el hundimiento
de la misma, una vez que la tubería alcance su
equilibrio. Adicionalmente se puede agregar agua
gradualmente para completar el hundimiento de la
línea. La parte exterior de la tubería debe ser
colocada en flotación temporal durante el
remolque para luego llevarla al proceso de
sumergimiento, esto se logra usando dos tuberías
de PE llenas de aire arregladas a todo lo largo de
la estructura que se va ha sumergir (ver figura
3.6).
El Polietileno de Alta Densidad permite
una tensión de 5%, que corresponde a doblar la
tubería en un radio de curvatura de 10 veces el
diámetro de la tubería como mínimo para prevenir
fugas por rompimiento. Se recomienda una
velocidad de hundimiento de aproximadamente
500 m/h.
El hundimiento de la tubería se efectúa
quitando el tapón del extremo que ya este en la
superficie del agua, por lo tanto se llenara
gradualmente la tubería (ver figura 3.7 y 3.8). En
la parte donde la tubería no se ha hundido todavía
la presión de aire debe controlarse
cuidadosamente y ajustarla con respecto a la
carga y profundidad del fondo para que el radio de
torcimiento en el momento del hundimiento no se
haga más pequeño que el permitido con respecto a
la fuerza del material.
Figura 3.6
29. REVINCA
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REVINCA, C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 03
Después de que la tubería este totalmente
instalada en el fondo o en la zanja, una inspección
completa debe hacerse de la instalación de la
tubería. Todos los pesos deben situarse
apropiadamente y la tubería colocarse en el centro
de la zanja. El área expuesta de la tubería donde la
misma deja la orilla y entra en el agua debe
protegerse adecuadamente de cualquier daño.
Donde se utilice relleno de zanja, se debe
inspeccionar para la instalación apropiada y la
profundidad requerida.
Es preferible que la longitud de la
tubería marina sea mas larga que corta. Nunca se
debe intentar colocar una brida a una tubería que
sea demasiado corta, colocando los tornillos
demasiados juntos, ya que esto pone a la brida de
conexión en severa tensión y puede causar fugas
y/o un fracaso en la conexión.
Figura 3.7
Figura 3.8
TUBERÍAS INSTALADAS EN LA
SUPERFICIE DEL AGUA (FLOTANDO)
Se flotan tuberías en la superficie del
agua o simplemente se sumergen debajo de la
superficie del agua. La tubería de Polietileno es
naturalmente flotante. Esta flota justo en la
superficie del agua
TUBERÍAS INSTALADAS EN PANTANOS,
CIÉNAGAS.
En áreas pantanosas o cenagosas, la ruta
de la tubería debe inspeccionarse para determinar
las condiciones de la tierra. Donde la tierra sea
sólida, puede tratarse como una tubería enterrada.
Donde el fondo no sea firme, la tubería puede
tratarse como una tubería submarina.
ANEXOS.
Proyecto Drenaje submarino El Palito. Venezuela.
Sección de
descarga
de aire
Sección de
descarga
de agua
33. REVINCA
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REVINCA, C.A
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N° 04
INSTALACIÓN DE TUBERÍAS DE POLIETILENO (PEAD) POR
REHABILITACIÓN SIMPLE
Introducción.
Procedimiento de la técnica.
Anexos.
INTRODUCCION.
En las instalaciones donde se introduce
tubería de polietileno dentro de otra tubería, la
tubería de polietileno (o forro interno deslizado)
puede estar sujeta a cambios térmicos de longitud,
debe colocarse con un mínimo de 10% de espacio
entre el diámetro exterior del forro interno y el
diámetro interno o alma de la tubería huésped.
Para forros internos de pared delgada en
alcantarillas, la carga externa hidrostática debido
al nivel freático a inundaciones puede ser la que
determine la mínima relación de dimensión
estándar (SDR= Standard Dimensión Ratio) de la
tubería.
La figura Nº 4.2 representa la
introducción de tubos (forros introdeslizantes) en
tubos de alcantarillado sanitario. Antes de intro
deslizar el tubo, debe limpiarse hidráulicamente la
alcantarilla, librándola de raíces y escombros. La
inspección por TV puede ayudar con la
localización de conexiones de servicio y de
deterioro estructural. Por lo general, las
conexiones de servicio, la fosa de salón y las áreas
muy deterioradas requieren excavación.
PROCEDIMIENTO DE LA TÉCNICA.
El procedimiento Standard de reemplazo
o rehabilitación es normalmente un proceso de
siete pasos. El número de pasos puede variar un
poco en el campo.
Los procedimientos para la rehabilitación
de tuberías por gravedad y tuberías de presión
positivas son esencialmente los mismos. Algunos
procedimientos presentan diferencias en la manera
en la cual algunos de los pasos son
implementados.
Los siete (7) pasos básicos son:
1.-Inspección de la tubería existente.
2.- Limpieza y despejado de la línea.
3.-Unión de la tubería.
4.-Acceso a la línea original.
5.-Colocación de la tubería de reemplazo.
6.- Hacer conexiones terminales y estabilizar el
espacio donde se trabajo.
Paso 1.- Inspección de tubería existente.
El primer paso para un proyecto de
rehabilitación es la inspección de la tubería
existente. Este determinara, la condición de la
línea y la posibilidad de renovación de la
inserción. Durante este paso, se debe utilizar un
equipo de video (cámara de TV de circuito
cerrado) par determinar la no-existencia de
grietas, obstrucciones o segmento de colapso o
hinchado de la tubería.
Paso 2.- Limpieza y despejado de la línea.
La tubería existente necesita estar
relativamente limpia para facilitar la colocación
de la tubería de reemplazo de polietileno. Este
segundo paso asegurara la facilidad de la
instalación.
Obviamente insertar una tubería de
reemplazo a través de un conducto obstruido con
arena en exceso, raíces de árboles, fango, esto
llevaría a un deterioro de los componentes del
conducto, seria antieconómico o incluso
imposible. El paso 2 se hace a menudo junto con
el proceso de inspección del paso 1.
34. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
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N° 04
Paso3.- Unión de tuberías.
Las tuberías de polietileno deben ser
unidas por cualquier tecnología de fusión o por
cualquier método de unión. El método en
especifico a ser utilizado es determinado por el
tipo de tubería de polietileno que puede ser
insertado en la estructura existente. La tubería de
polietileno de pared sólida normalmente usa las
técnicas de fusión de tope. El contorno de la
tubería de polietileno, por otro lado, es
típicamente unido por soldadura a solape y
cordón.
Fusión a Tope.
Las longitudes individuales de las
tuberías de polietileno son unidas usando técnicas
de fusión a tope. La integridad de este
procedimiento de unión es tal que, cuando se ha
realizado apropiadamente siguiendo los
procedimientos adecuados (ver procedimientos de
fusión), la fuerza de la unión puede igualar o
exceder la estabilidad estructural de la propia
tubería.
Particularmente cuando se realiza el
tirado o halado de una tubería, normalmente se
determina por naturalidad que ocurre cambios en
la calidad o dirección del sistema de tuberías
existente. Pueden producirse cambios severos en
la dirección que exceden el máximo radio de
doblaje de la tubería de polietileno de reemplazo.
Igualmente, las uniones donde halla habido
separaciones severas, como se puede haber
revelado durante el estudio de supervisión de la
cámara, también se usan normalmente como
puntos de accesos.
Hay una pregunta frecuente con respecto
a la longitud de tirado o halado máximo para un
sistema dado. La respuesta, es simple, cada tirón
debe realizarse de tal manera que sea
económicamente posible sin exceder la fuerza
tensora del material de polietileno. No es
frecuente que se efectué un tirón de esta magnitud,
de hecho prácticamente la extensión del tirado es
restringida mas a menudo a través de
consideraciones físicas en el sitio de trabajo o por
limitaciones del equipo.
Sin embargo, para asegurar una
instalación satisfactoria, REVINCA recomienda el
uso de la tabla 4.1 como análisis para la perfecta
instalación de sus tuberías. La máxima longitud de
tirado esta en función de la fuerza tensora y del
peso de la tubería de reemplazo, la temperatura en
la cual se manipulara la línea, las dimensiones
físicas de la línea de la tubería de reemplazo y a
la fricción de arrastre a lo largo de la longitud de
la tubería a ser instalada.
Paso 4.- Acceso a la línea original.
La excavación de los hoyos o
huecos de accesos es el próximo paso en el
procedimiento de reemplazo de tuberías. Los
huecos de accesos variaran considerando el
tamaño y configuración y a su vez dependerán de
varios factores como:
• Profundidad de la línea existente.
• Diámetro de la tubería de reemplazo y de la
tubería existente.
• Prevalecimiento de las condiciones de la
tierra.
• Disponibilidad del equipo.
• Tráfico y requisitos de servicios.
• Geografía del sitio de trabajo.
36. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 04
Por ejemplo, un hoyo de acceso bastante
grande puede requerirse cuando se intenta el
desprendimiento de un sistema de diámetro
grande que se entierra profundamente en tierra
inestable. En contraste, el hoyo de acceso para un
diámetro pequeño que se entierra en una
profundidad de 5 a 8 fts, puede ser ligeramente
más ancho que el propio diámetro de la tubería de
reemplazo. En la practica, la situación es más
simple. Un contratista experimentado conoce los
factores que limitan un sitio de trabajo en
especifico y los utiliza para sacar una mejor
ventaja económica y a sí asegurar una relación
costo-efectividad de la instalación.
Paso 5. - Colocación de la tubería de reemplazo
o forro intro deslizante.
La inserción de la tubería de reemplazo de
polietileno puede ser llevada a cabo por una o
varias técnicas. La longitud de la tubería pre-
soldada puede ser “ tirada” o “ empujada” en el
lugar.
La técnica de “ tirado”.
Las líneas de polietileno ya soldadas
pueden ser tiradas o haladas en el lugar utilizando
un cable y un Winch. El cable del winch es
alimentado a través de la sección de la tubería que
va a ser desprendida. Es entonces cuando se ata
firmemente al segmento de la tubería a ser
desprendida y permite así a la línea de reemplazo
ser tirada a través de la tubería existente en el
lugar.
En la figura 4.3 se muestra un esquema de
una instalación en la que la línea es tirada a través
de la tubería existente del lado izquierdo hacia una
boca de inspección del lado derecho. Este
procedimiento requiere de un cabezal de tirado,
para sujetar el cable al borde de ataque de la línea.
El cabezal de tirado puede ser tan simple o tan
sofisticado como lo exija el proyecto en particular
o cuando la economía lo permita.
El cabezal de tirado puede fabricarse de acero y
puede atarse a la tubería de reemplazo con
tornillos, espaciados uniformemente alrededor de
la circunferencia de contorno para que la fuerza
de tirado sea distribuida uniformemente alrededor
del espesor de la tubería. Usualmente el cabezal
de tirado es fabricado con una forma cónica que
ayuda a la línea de reemplazo cuando se desliza
encima de las irregularidades menores. El cabezal
de tirado mecánico no hace que normalmente se
extiende mas allá del contorno de la línea de
polietileno y normalmente se perfora para
acomodar el flujo tan rápidamente como sea
posible, una vez que la tubería de reemplazo se
inserte dentro del sistema viejo.
Cuando la línea de polietileno es tirada
dentro de la tubería, un ligero alargamiento de la
línea ocurre. Un periodo de 24 horas de relajación
debe pasar entonces para que la tubería vuelva a
su dimensión original.
La técnica de “ tirado” permite una lisa y
relativamente rápida colocación de la tubería
dentro de un sistema de tuberías viejas. Sin
embargo, este método puede ser un poco limitado
al intentar instalar una tubería de polietileno de
gran peso y diámetro. Cuando la técnica de
“tirado” no sea practica se recomienda considerar
las ventajas de la técnica de “ empuje”.
A continuación se muestran en las figuras 4.4 y
figura 4.5, los diferentes tipos de cabezales
Fig. 4.4
Fabricación de cabezales de arrastre mecánicos
Fabricado enacero Reductor de Accesorio de
con pernoscolocados polietileno transición de
en línea acero / polietileno
37. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 04
Fig. 4.5
Fabricación del cuerpo del accesorio del
cabezal
Técnica de “ empuje”.
El método de empuje de reemplazo de la
inserción se ha vuelto muy popular cuando se trata
de rehabilitar o reemplazar una tubería de gran
diámetro y gran longitud. La técnica se ilustra en
la figura 4.6. Este procedimiento usa una guaya,
puesta alrededor de la tubería de reemplazo a una
distancia del punto de acceso laborable. Un
tractor, retroexcavadora, u otra pieza de un equipo
mecánico tiran la guaya para empujar la tubería
de reemplazo a través de la línea existente. Con
cada golpe de la retroexcavadora, la guaya agarra
la tubería y la empuja al borde de ataque mucho
mas allá de la tubería deteriorada. Al final de
cada golpe, la guaya debe moverse hacia atrás de
la tubería de reemplazo, usualmente a mano. El
proceso entero puede ser ayudado colocando de
frente un buldózer y simultáneamente seguir
empujando en el extremo de la tubería de
reemplazo.
Combinación de las técnicas.
A veces pueden combinarse la técnica de
empuje con la técnica de tirado o halado para
proporcionar el método de instalación más eficaz.
6.- Hacer conexiones terminales y estabilizar el
espacio donde se trabajo.
Después del periodo de estabilización se
deben realizar las conexiones terminales de la
línea de reemplazo, es el paso final en el
procedimiento de renovación de inserción.
Luego se procederá al análisis de la
inspección de la instalación a través de los
procedimientos por ensayos no destructivos os
cuales se pueden conseguir en el manual de
inspección de REVINCA
Extremo de la
línea en for ma
de concha de
banano
Corte de la
línea
Alternativa A:
Unir todas las
cuñas al anillo de
tirado
Alternativa B:
Una la superficie de
colapso con varas
de acero para el
tirado con cable
38. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
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DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 04
TUBERÍA DE REEMPLAZO O
FORRO INTRO DESLIZANTE
MONTAJE DEL
WINCH
D: PROFUNDIDAD
d: DIÁMETRO DEL FORRO
INTRO-DESLIZANTE
TUBERÍA EXISTENTE
TUBERÍA DE
POLIETILENO O
FORRO
INTRODEZLIZANTE
GUAYA O CABLE
DE EMPUJE
TUBERÍA
EXISTENTE
Fig. 4.3
Técnica de tirado
Fig. 4.6
Técnica de halado
40. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
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N° 05
TÉCNICA DE REHABILITACIÓN POR FRACTURAMIENTO
DE TUBERÍAS.
Introducción.
Ventajas de la técnica de fracturamiento de tuberías.
Consideraciones al aumentar de diámetro.
Incremento.
Profundidad de cobertura.
Tipos de Fracturamiento “Pipe Bursting.
Fracturamiento neumático de tuberías.
Materiales de tubos fracturables.
Cabezales de Fracturamiento para cada aplicación.
Anexos.
INTRODUCCIÓN.
El reemplazo de tuberías de servicios,
especialmente las de cloacas, agua y gas, es una
necesidad creciente en las ciudades.
La técnica de fracturamiento de tuberías
generalmente consiste en arrastrar una tubería
nueva de polietileno de alta densidad (PEAD)
utilizando el túnel subterráneo existente y el poder
de una herramienta de perforación. La herramienta
de impacto neumático revienta la tubería existente
y compacta los restos de esta hacia la tierra que
rodea la tubería. La nueva tubería puede ser del
mismo tamaño o más grande que la que
reemplaza. Esta nueva tubería se conecta a un
cabezal especial de acero que cubre la nueva
tubería.. La herramienta de impacto neumático
pasa través de la tubería existente y es arrastrada
simultáneamente por un winch hidráulico al punto
final que será la boca de visita o un pozo de
salida.
Ganando aceptación mundial, el
reventamiento de tuberías con topos neumáticos
es una forma rápida y eficaz de reemplazar líneas
de servicio de arcilla, hierro forjado y hormigón
deterioradas con otros materiales más duraderos.
El procedimiento de esta técnica se realiza a
través de la técnica de tirado y/o la técnica de
halado. Ver figura 4.1.
VENTAJAS DE LA TÉCNICA DE
FRACTURAMIENTO DE TUBERÍAS.
El reemplazo de tuberías utilizando la técnica de
fracturamiento tiene las siguientes ventajas sobre
otros métodos de reemplazo.
• Ha demostrado ser menos costosa
cuando se compara con los métodos de
zanjado.
• Interrumpe menos él tráfico.
• Se puede efectuar en áreas
congestionadas.
• Es el único método de excavación sin
zanja que puede ser utilizado para aumentar
la capacidad del sistema al incrementar el
tamaño de la tubería. Otros métodos, tales
como la rehabilitación simple, no lo
permiten.
• Si se compara a los sistemas de
excavación o zanjado, tiene mayor riesgo
de chocar con servicios existentes. Hay
menor compactación del suelo que con
otros sistemas de perforación.
• Se utiliza la tubería ya existente. Este
método ayuda a localizar los laterales
principal y los mantiene en el mismo sitio
y con la misma calidad.
• El daño de la propiedad privada es
reducido debido a las aplicaciones de
entierro directas y debido a la superficie del
polietileno.
41. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
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DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 05
• Requiere una mínima excavación por el
tubo de reemplazo. Hay solamente una
ruptura mínima de la superficie del trafico
y de las líneas de servicios municipales.
Nueva tubería de
HDPE de mayor
diámetro
La tubería se cortará
y se quitará del
hueco de entrada
Tubería estallada o
fracturada Cabezal fracturador
Tubería existente de
cemento de amianto
WINCH
Dirección del
halado
Fig. 5.1
42. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 05
CONSIDERACIONES AL AUMENTAR DE
DIÁMETRO
• Condiciones del suelo
• Ancho original de la zanja
• Expanda suficiente para sobre-corte
• Profundidad del servicio
INCREMENTO
PROFUNDIDAD DE COBERTURA
• Debe haber un mínimo 1.2m de cobertura al
incrementar 1 escalón
• Mayor cobertura se requiere para incrementos
de mas de 1 escalón
Nota: toda compactación recede con tiempo. A mayor
profundidad de línea, menos es la posibilidad de daños
a la superficie
TIPOS DE FRACTURAMIENTO “PIPE
BURSTING
Sistemas Neumáticos – Uso: Cloacas, colectores y
otros donde contaminación de aceite no es problema.
Usa topo neumático y malacate.
Sistemas Estáticos – Uso:
Agua potable y gas, donde la contaminación no es
permitida. Usa alto tonelaje para halar la nueva
línea en sitio
Sistemas Portátiles – Uso: Empotramientos o
trabajos cortos de pequeños diámetro. Pueden ser
neumáticos o estáticos.
FRACTURAMIENTO NEUMÁTICO DE
TUBERÍAS
0-25% 25-50% 50-125%
Clase A: Rutinay en
general se considera
favorable
ClaseB:
Moderadamente
dificil
Class C:
Extremadamentedificil
44. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 05
CABEZALES DE FRACTURAMIENTO PARA
CADA APLICACIÓN
Delantero
Delantero con Piloto
Trasero con Piloto
Efecto tractor con Piloto
Simultáneamente
instala la nueva
tubería
Topo neumático
con cabezal
fractura la tubería
Costos de
excavación se
reducen al salir
por la boca de
visita
Cabezal de
facturación
diseñado
para la
extracción
por boca
Malacate (winch)
“Hidroguide” guía el
topo y mantiene la
tensión constante
Reduce daños
potenciales a
servicios cercanos
45. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO
DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
N° 05
• Desarrollado para proyectos con salida
por boca de visita
• Elimina excavación de fosa de recepción
($2,500/trabajo)
• Para reemplazos del mismo tamaño o
aumento de 1 escalón
• Topo viaja protegido en el tubo de PEAD
• Forma una especie de mandril que reduce
resistencia al avance del topo causado
por obstrucciones en el tubo
• Recomendado cuando se forman tapones
de tierra o hay tubos fracturados delante
del cabezal
• Recomend
•
•
• Recomendado: Proyectos de facturación
de hierro fundido y ampliaciones de
múltiples escalone
• Recomendado cuando tamaño de
topo/energía debe ser mayor al diámetro
del tubo nuevo
• Usado para aumento de tamaño múltiples
• Suelos Compactados o proyectos a
mayor profundidad
• El diámetro externo del Expansor PEAD
actua como anclaje luego de ser
impulsado hacia adelante
• Permite que la
energía del topo sea usada como fuerza
de arrastre para superar la fricción del
tubo
• Frecuentemente usado en tiros en exceso
a 120 m y diámetros superiores 16"
ANEXOS
A continuación se muestran unas fotografías
tomadas en el proceso de instalación por
Rehabilitación por Fracturamiento en el Proyecto
Cloacas Colapsadas Avenida Ínter comunal
Cabimas, Venezuela.
48. REVINCA
C.A
REVINCA, C.A
RREEFFEERREENNCCIIAASS
BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFIICCAASS
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• BOREALIS. LARS-ERIC JANSON. “PLASTIC PIPES FOR WATER SUPPLY AND
SEWAGE DISPOSAL”. 3 edition. Stockholm 1999.
• CÓDIGO DE REGULACIONES FEDERALES (CFR). Regulación 192. articulo 49.
• CYCLOFS CORPORATION. “ RECOMMENDED METHODS FOR DESIGN,
INSTALLATION AND TESTING OF POLYETHILENE PIPE FOR OIL AND GAS
SERVICE”. Houston-Texas
• DRISCOPIPE. “TECHNICAL NOTE # 35”. March 18 1998.
• GREELEY AND HANSEN LLP. “FOLLETO DE REHABILITACIÓN”.
• NORMA ASTM D 2321. “RECOMENDACIONES PRACTICAS PARA LA INSTALACIÓN
SUBTERRÁNEA DE TUBERÍAS”.
• NORMA ASTM D 2657-90.”PRACTICE FOR HEAT-JOINING POLYOLEFIN PIPE AND
FITTINGS”
• NORMA ASTM F 1290-93.”PRACTICE FOR ELECTROFUSION JOINING POLYOLEFIN
PIPE AND FITTINGS”
• NORMA COVENIN 2580-89. “REDES DE DISTRIBUCIÓN DE GAS DOMESTICO.
INSTALACIÓN DE TUBERÍAS DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD. REQUISITOS”.
• PLASTIC PIPE (PPI). “PIPELINE REHABILITATION WITCH POLYETHYLENE PIPE.”.
January, 1988
• PLASTIC PIPE (PPI). “INSTALLATION OF PLASTIC PIPE”. Capítulo IV.
• PLASTIC PIPE. (PPI) “UNDERGROUND INSTALLATION OF POLYETHYLENE PIPE”.
50. PLANTAS Y OFICINAS ADMINISTRATIVAS UBICADAS EN:
Km. 8 vía a Perijá, II Etapa Zona Industrial, Municipio San Francisco.
Edo Zulia-Venezuela.
Teléfonos: Master (0058) 0261-7361122,
Fax (0058) 0261-7362474.
e-mail: revinca@iamnet.com
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