DIPLOMATU DIPLOM ATURA RA DE E SPE CIALIZ CIALIZAC AC IÓN
INGENIER ÍA DE PIPING PIPING
Tuberías submarinas F. G. Torres POLYCOM – PUCP Lima, Peru
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Tipos de tuberías submarinas •
Tubería de admisión
•
Tubería de transporte
•
Tubería de salida o emisario
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Tipos de tuberías submarinas •
Tubería de admisión
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Tubería de transporte
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Tubería de salida o emisario
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Tubería de admisión •
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Se utilizan en aplicaciones tanto civiles como industriales. Las profundidades de admisión oscilan entre 2 m y 250 m.
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Tubería de admisión Algunos problemas especiales que deben tenerse en cuenta: •
Presión insuficiente
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Incrustaciones
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Escapes de aire
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Corrientes
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Oleaje
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Tubería de admisión Ejemplo de tubería de admisión en agua de río (Planta de tratamiento Río Glomma – Tubería de admisión = Ø 1200 mm polietileno PNS)
Fuente: PipeLife
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Tubería de transporte •
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Para transportar fluidos atravesando lagos, ríos, etc. Transporte por gravedad o mediante bombeo. Es normal instalar un registro/pozo en cada orilla para establecer una interconexión entre las tuberías submarinas.
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Tubería de transporte Algunos problemas especiales que deben tenerse en cuenta: Presión Transporte de aire Corrientes Oleaje Equipos de pesca Anclajes •
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Tubería de transporte Ejemplo de tubería de transporte en el cruce de un río
Fuente: PipeLife
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Tubería de salida - Emisario •
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Se utiliza para conducir las fluidos residuales hacia el área de descarga a una cierta profundidad y distancia de la costa. La profundidad de salida variará en un intervalo de 10-60 m, dependiendo de la capacidad de autopurificación del medio receptor. El medio receptor puede ser un río, un lago o el mar.
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Tubería de salida - Emisario Algunos problemas especiales que deben tenerse en cuenta: •
Arrastre de aire hacia el caudal de la tubería
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Incrustaciones biológicas
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Fuerzas inducidas por las corrientes y el oleaje
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Transporte de sedimentos
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Tubería de salida - Emisario Ejemplo de tubería de salida (Sistema de descarga al mar desde una planta de hierro)
Fuente: PipeLife
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Emisarios submarinos de HDPE Las tuberías de estos materiales tiene las siguientes ventajas: Es ligera y fácil de manejar. Puede ser ensamblada fácilmente en la playa por termofusión de los extremos. Las juntas soldadas correctamente son más fuertes que la tubería misma. Es suficientemente flexible como para ser colocada fácilmente en una ruta con obstáculos. •
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Emisarios submarinos de HDPE •
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El método de termofusión a tope es rápido. El polietileno es esencialmente inmune a los efectos corrosivos del agua marina y a los ataques de los organismos marinos. La tubería puede ser reflotada inyectándole aire comprimido (de ser necesario).
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Emisarios submarinos de HDPE Las tuberías de estos materiales tiene las siguientes desventajas: •
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Es un material relativamente suave que puede ser dañado por las anclas de los grandes barcos que enganchan y jalan la tubería. Sin embargo, su alta resistencia al impacto protegerá la tubería de astillarse y romperse. Si el emisario contiene trampas de aire, puede flotar si hay acumulación de gases.
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Evaluación de la ruta submarina •
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Las cartas náuticas, mapas oceanográficos, cartas y sondeos de sonar, así como muestras del fondo, son fuentes de información que permiten establecer brevemente la ruta del emisario submarino. Se recomienda hacer una evaluación para ubicar la ruta de cada emisario submarino, ya que pequeños factores que no aparecen en los mapas o la pantalla del sonar pueden causar serios problemas a la tubería.
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Evaluación de la ruta submarina •
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Generalmente, es menos costoso evitar obstáculos tales como grandes rocas, arrecifes o áreas problemáticas con escollos y caídas abruptas, en vez de removerlos. Es importante trazar una ruta libre de obstáculos y que termine en la ubicación y profundidad deseada. La evaluación debe ubicar físicamente los obstáculos y las áreas problemáticas. Se deben instalar boyas numeradas en cada área problemática.
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Preservación de las boyas marcadoras •
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Es aconsejable quitar las boyas hasta que se inicie la etapa de construcción. Se pueden utilizar marcadores de fondo visibles y reubicables para facilitar el restablecimiento de la ruta con boyas marcadoras.
Durante el período de construcción es necesario evitar la manipulación de las boyas marcadoras.
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Contrapesos de hormigón (lastres) ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Contrapesos de hormigón (lastres) ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Contrapesos de hormigón (lastres) ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Contrapesos de hormigón (lastres) ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Contrapesos de hormigón (lastres) ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Contrapesos de hormigón (lastres) ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Contrapesos de hormigón (lastres) ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Tipos de lastres Tipos de lastres de hormigón: ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: Plastic Pipe Institute
Dimensiones de lastres recomendadas
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Fuente: Plastic Pipe Institute
Detalles típicos de lastres ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: Plastic Pipe Institute
Detalles típicos de lastres ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: Plastic Pipe Institute
Lastres para tuberías de diámetros pequeños •
Diseño tipo A ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: CEPIS
Lastres para tuberías de diámetros pequeños •
Diseño tipo B (mayor de 20 cm de diámetro)
Fuente: CEPIS
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Lastres para tuberías de diámetros pequeños •
Diseño tipo C ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: CEPIS
Instalación de lastres de concreto ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: CEPIS
Instalación de lastres de concreto ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: CEPIS
Proceso de instalación de Emisario submarino ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: CEPIS
Proceso de instalación de Emisario submarino ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: CEPIS
Metodología de la instalación •
Diseño de los muertos a colocar
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Planeamiento de la maniobra a realizar
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Diseño de muertos 1. Método de empuje: Arquímedes 2. Experiencia: Se puede sobredimensionar debido a coeficiente de seguridad
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Diseño de muertos ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: T&T Ingeniería y Construcción
Diseño de muertos ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: T&T Ingeniería y Construcción
Diseño de muertos ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: T&T Ingeniería y Construcción
Control de calidad en la instalación •
Registro detallado de los parámetros de soldadura
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Inspección visual de las uniones soldadas
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Prueba hidrostática de la tubería soldada
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Termofusión de tuberías de HDPE ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: T&T Ingeniería y Construcción
Termofusión de tuberías de HDPE ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: T&T Ingeniería y Construcción
Seguridad en la instalación •
Objetivo: Cero accidentes
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Método: Maniobras bien definidas Implementos adecuados
Personal capacitado
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Instalación de tuberías ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: T&T Ingeniería y Construcción
Instalación de tuberías ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: T&T Ingeniería y Construcción
Instalación de tuberías ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas •
El hundimiento de la tubería se lleva a cabo básicamente con las propias fuerzas de la naturaleza, es decir, la gravedad, la flotabilidad y la presión del aire, mientras que el difusor se hunde con ayuda de las grúas.
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Hundimiento de tuberías submarinas •
Los tubos se llevan en remolcadores desde la planta de fabricación hasta el lugar de instalación y se almacenan a nivel superficial.
Fuente: PipeLife
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Hundimiento de tuberías submarinas Transporte de tuberías ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas Transporte de tuberías ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas Almacenamiento de tuberías ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas •
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Se instalan los contrapesos de hormigón, que se fijan a la tubería a una determinada distancia entre centros. Los contrapesos se pueden instalar en tierra o en alta mar.
Fuente: PipeLife
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Hundimiento Hundimiento de tuberías submarinas Instalación de contrapesos de concreto ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento Hundimiento de tuberías submarinas Instalación de contrapesos de concreto ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento Hundimiento de tuberías submarinas •
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Cuando todos los tramos están lastrados, se procede a unirlos mediante bridas o manguitos de soporte. Este trabajo se realiza por regla general en alta mar con ayuda de barcazas y grúas
Fuente: PipeLife
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Hundimiento de tuberías submarinas Conexión de tuberías en alta mar ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas Conexión de tuberías en alta mar ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas •
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La tubería está equipada con bridas de obturación a cada lado. Antes de comenzar el hundimiento, es imprescindible marcar la ruta correctamente con boyas flotantes en la superficie del mar. También es muy importante escuchar la previsión del tiempo local. El viento debe ser suave y las olas escasas durante el proceso de hundimiento.
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Hundimiento de tuberías submarinas •
El hundimiento comienza abriendo con cuidado la válvula de aire en el extremo exterior y controlando la presión interna con un manómetro para cargar la tubería con aire comprimido de ser necesario, con el fin de tener un hundimiento controlado con una velocidad casi constante.
Fuente: PipeLife
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Hundimiento de tuberías submarinas Tubería durante el proceso de hundimiento. ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas Tubería durante el proceso de hundimiento. ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas Tubería durante el proceso de hundimiento. ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas Tubería durante el proceso de hundimiento. ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas •
Los contrapesos de hormigón deben sujetarse correctamente a la tubería para impedir deslizamientos durante la instalación. Para aumentar el coeficiente de fricción y no arañar la superficie de la tubería, instalamos una junta de goma EPDM entre los tubos y los contrapesos de hormigón.
Fuente: PipeLife
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Hundimiento de tuberías submarinas Detalle de hundimiento final de tubería ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
Hundimiento de tuberías submarinas Remolque final ú r e P l e d a c i l ó t a C d a d i s r e v i n U a i c i f i t n o P ©
Fuente: PipeLife
