Sistemas de tuberías de PRFV
Introducción Las tuberías FLOWTITE se distinguen por su ligereza, resistencia a la corrosión y fabricación bajo estrictas normas de calidad. Las tuberías de poliéster reforzado con fibra de vidrio FLOWTITE, se utilizan ampliamente en:
Conducciones y redes de distribución de agua potable. Redes de riego. Colectores e impulsiones de aguas residuales. Colectores para aguas pluviales. Tuberías de carga de centrales hidroeléctricas. Emisarios submarinos, tomas de agua de mar y sistemas de refrigeración. Sistemas de alimentación, circulación y evacuación de agua en centrales eléctricas. Aplicaciones industriales.
Los tubos FLOWTITE se distinguen por su larga vida útil y reducidos costes de operación y mantenimiento, siendo generalmente, la alternativa de menor coste global.
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Características y Ventajas del producto
Las características y ventajas de los tubos FLOWTITE, los convierten en el producto más indicado, en términos de coste y duración, para la instalación en sistemas de conducción de fluidos.
Características
Ventajas
Materiales resistentes a la corrosión
• Larga vida útil • No necesita medios de protección contra la corrosión • Bajos costes de mantenimiento • Propiedades hidráulicas que se mantienen constantes con el tiempo
Ligereza (25% del peso del acero o fundición y 10% del peso del hormigón)
• Menor coste de transporte • No requiere costosos equipos
Medidas estándar más largas (6, 12 y 18 metros)
• Un menor número de uniones reduce el tiempo de instalación • Un mayor número de tubos por vehículo de carga reduce los costes de transporte
Superficie interior lisa
• Bajas pérdidas por rozamiento suponen menores exigencias de energía de bombeo y menores costes operativos • Una menor acumulación de lodos ayuda a reducir los costes de limpieza
Uniones de precisión FLOWTITE con juntas elastoméricas
• Uniones estancas diseñadas para eliminar infiltraciones y exfiltraciones • La facilidad de montaje acorta el tiempo de instalación • Admite pequeños cambios de dirección sin necesidad de accesorios y permite asentamientos diferenciales
Proceso de fabricación flexible
• Se pueden fabricar diámetros especiales para optimizar el caudal, facilitando su instalación en proyectos de rehabilitación de revestimientos interiores
Diseño de tuberías de alta tecnología
• Una celeridad de onda menor de la que se obtiene con tuberías de otros materiales redunda en una reducción de costes en los diseños para sobrecargas de presión por golpe de ariete
Un sistema de fabricación de alta tecnología permite producir tuberías que cumplen las más estrictas normas (AWWA, ASTM, DIN, UNE, etc.)
• La alta calidad del producto garantiza la fiabilidad de las tuberías en todo el mundo
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Normas de funcionamiento Certificaciones Las normas desarroll adas por la ASTM y l a AWWA son aplicables a muchos de los usos finales a los que se destinan las tuberías de fibra de vidrio, incluidos los sistemas de conducción de agua, saneamiento y vertidos industriales.
ASTM En la actualidad existen varias normas de producto ASTM aplicables a una amplia gama de usos de tuberías de fibra de vidrio. ASTM ASTM ASTM
D3262 D3517 D3754
Saneamiento sin presión Tubería de presión Saneamiento con presión
AWWA La norma AWWA C950 es una de las más completas para las tuberías de fibra de vidrio destinadas al transporte de agua a presión. AWWA tiene editado un manual, el M-45, que incluye varios capítulos sobre el diseño de tuberías de poliéster reforzado con fibra de vidrio para instalaciones enterradas y aéreas. AWWA
C950
Tubería de fibra de vidrio con presión
AWWA
M-45
Manual de diseño de tuberías de fibra de vidrio
UNE Las tuberías FLOWTITE están diseñadas también para cumplir con lo establecido en la norma UNE - 53 323 EX para tuberías de PRFV con y sin presión.
Certificado AENOR de Producto Entidad Certificadora: AENOR Asociación Española de Normalización y Certificación. Mediante la obtención de dicho certificado se pretende aumentar la aceptación y confianza del cliente en la calidad de los productos suministrados por Amitech Spain, S.A. Una empresa de Certificación de prestigio internacional certifica que los productos suministrados y elaborados por Amitech Spain ,S.A. son conformes a lo estipulado en la norma UNE 53323:2001 EX Sistemas de canalización enterrados de materiales plásticos para aplicaciones con y sin presión. Plásticos termoestables reforzados con fibra de vidrio (PRFV) basados en resinas de poliéster insaturado (UP). Certificado ACS para Agua potable Amitech Spain dispone de tubería apta para el transporte de agua potable desde marzo 2005. Se trata del certificado ACS (Atestation de Conformité Sanitaire) emitido por el laboratorio Laboratoire Santé Environnement Hygiène de Lyon, que cuenta con la autorización del Ministerio de Sanidad Francés. Certificación de producto CSTB Las tuberías y accesorios Flowtite cuentan con la certificación francesa de producto CSTB desde 2003. El CSTB (Centro Científico y Técnico de la Construcción) es un organismo público dependiente del Ministerio de Vivienda francés. Fue creado en 1947 para velar por la reglamentación técnica y la calidad en los materiales de construcción.
ISO y CEN
Materias primas
La International Standards Organization (ISO) y el Committee for European Normalization (CEN) regularmente desarrollan nuevas normas de producto y métodos de ensayo. AMITECH participa activamente en la preparación de dichas normas para garantizar que se cumplan los más estrictos requisitos de funcionamiento.
Todas las materias primas llegan a fábrica con un certificado que garantiza el cumplimiento de los requisitos de calidad de FLOWTITE. Además, en fábrica se toman muestras de todas las materias primas y se realizan pruebas para garantizar que las materias utilizadas en la fabricación de los tubos cumplen las especificaciones requeridas.
Control de calidad El sistema de calidad implantado por AMITECH SPAIN está homologado según lo establecido por la norma ISO 9002. Gestión de calidad El sistema de calidad implantado por AMITECH SPAIN está homologado según lo establecido por la norma UNE-EN-ISO 9001: 2000.
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Los tubos FLOWTITE fabricados por AMITECH SPAIN cuentan con la certificación de la marca N de AENOR (España), la CSTB (Francia) y la ACS (Francia).
Gestión ambiental AMITECH SPAIN también tiene instaurado un sistema de gestión ambiental según lo establecido por la norma UNE-EN-ISO 14001: 2004.
Propiedades físicas La capacidad de carga axial y tangencial de las tuberías, al igual que la composición y la estructura del producto, son verificadas con las frecuencias establecidas para asegurar un producto de alta calidad.
Producto terminado Todas las tuberías se someten a los siguientes controles: • Inspección visual • Dureza Barcol • Espesor de pared • Longitud de tubo • Diámetro • Ensayo de presión hidrostática al doble de la presión nominal de timbraje. Los siguientes controles también se realizan mediante muestreo: • Rigidez del tubo • Deflexión sin daños y fallos estructurales
AENOR
Ensayos de cualificación
Todo fabricante de tuberías debe demostrar que sus productos cumplen los requisitos exigidos por las normas del producto. En el caso de las tuberías de poliéster reforzado con fibra de vidrio, las normas estipulan los requisitos mínimos tanto a corto como a largo plazo. Los requisitos más importantes, se refieren a los acoplamientos, la deflexión vertical inicial, la deflexión vertical a largo plazo, la resistencia a la flexión a largo plazo, la resistencia a la presión a largo plazo y la resistencia a la corrosión bajo flexión a largo plazo. Las tuberías FLOWTITE han sido sometidas a rigurosos ensayos que muestran su conformidad con las normas ASTM D3262, ASTM D3517, AWWA C950 y UNE 53323-EX.
Aprobación para el transporte de agua potable Las tuberías FLOWTITE han sido sometidas a distintos ensayos y han obtenido la autorización necesaria para uso en aplicaciones de transporte y distribución de agua potable, satisfaciendo los requisitos de diversas organizaciones e institutos internacionales, incluyendo los que siguen: • Real Decreto 2207/1994 - España • NSF (norma 61) - Estados Unidos • TZW - Alemania • Lyonnaise des Eaux - Francia • KIWA - Holanda • WRC - Reino Unido • DVGW - Alemania • Russia C. Cert. No. 07700 03515I04521A8 • Pánstwowy Zaklad Higieny (National Institute of Hygiene) - Polonia • OVGW - Austria • NBN. S. 29001 - Bélgica • ACS. - Francia La tubería FLOWTITE cumple lo establecido por la legislación española con respecto al listado positivo de materiales así como con los criterios de migración global y específica que en ella se detallan. 5
Fabricación
Las tuberías FLOWTITE se fabrican con el proceso de mandril de avance continuo. Este proceso permite la incorporación de refuerzos continuos de fibra de vidrio en el sentido circunferencial del tubo. En tuberías usadas en aplicaciones enterradas o de alta presión, la tensión se concentra en la circunferencia del tubo, por lo que al incorporar refuerzos continuos en dicha dirección se obtiene un producto de mayor rendimiento a menor coste. Se usan dos tipos de refuerzo de fibra de vidrio (hilos continuos y discontinuos) para lograr una mayor resistencia tangencial y axial. También se utiliza arena, situándola en el núcleo, cerca del eje neutro, para robustecer el laminado y aumentar la rigidez del tubo. Finalmente, el sistema FLOWTITE de doble alimentación de resinas permite al equipo aplicar resinas especiales en el revestimiento interior del tubo para aplicaciones altamente corrosivas, al mismo tiempo que aplica resinas menos costosas en la parte exterior y estructural del laminado.
Superficie exterior Capa estructural exterior Núcleo Capa estructural interior Capa de barrera Revestimiento interior
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Gama de producto - Datos técnicos
Diámetros
Presión
La tubería FLOWTITE se fabrica en los diámetros
Las tuberías FLOWTITE tienen las siguientes clases de
nominales (mm) que siguen:
presión nominal.
• 100
• 350
• 700
• 1200
• 1800
• 2600
• 150
• 400
• 800
• 1300
• 1900
• 2800
• 200
• 450
• 900
• 1400
• 2000
• 3000
• 250
• 500
•1000
• 1500
• 2200
• 300
• 600
•1100
• 1600
• 2400
Para otros diámetros consulte con el fabricante.
Longitud
Clase de presión PN
Presión de trabajo (bar)
1 (sin presión) / Saneamiento 6 10 16 20 25 32
1 6 10 16 20 25 32
La longitud estándar de la tubería FLOWTITE es de 12 m., excepto en diámetros inferiores a 300 mm. que
Para otras clases de presión nominal consulte con el
es de 6m., si bien también se pueden fabricar en
fabricante.
longitudes diversas para satisfacer las necesidades del cliente. En pedidos especiales se puede suministrar
Prueba hidráulica
tubería FLOWTITE en tubos de otras longitudes para
Presión máxima de prueba en fábrica:
satisfacer las necesidades del proyecto.
2,0 x PN (presión nominal) Presión máxima de prueba en zanja: 1,5 x PN (presión nominal)
Golpe de ariete Presión máxima: 1,4 x PN (presión nominal)
Velocidad La velocidad máxima recomendada es de 3,0 m/s. No obstante, las tuberías permiten velocidades de hasta 4,0 m/s si se trata de flujos de agua limpia sin materiales
Accesorios
abrasivos.
AMITECH suministra toda la gama completa de accesorios. Entre ellos los
Temperatura
más comunes, son codos,
La temperatura máxima del fluido transportado permitida
derivaciones
en tuberías con clases de presión nominal estándar es
en
T,
reductores, derivaciones en Y y pozos de registro.
de 35ºC. Para fluidos con temperaturas comprendidas entre los 35ºC y 50ºC, AMITECH recomienda aumentar
Clases de rigidez
la clase de presión de la tubería.
Las tuberías FLOWTITE tienen las siguientes clases de rigidez inicial (EI/D3). Clase de rigidez SN 2500 5000 10000
N/m 2 2500 5000 10000
AMITECH también fabrica tubos de rigidez especial que se ajustan a las necesidades específicas del proyecto.
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Gama de producto - Datos técnicos
Coeficientes de rugosidad El coeficiente de rugosidad absoluto para la formulación de Colebrook-White es de 0,029 mm, lo que equivale a un coeficiente de Hazen-Williams de aproximadamente C=150.
Desviación angular de la junta La desviación angular máxima (giro) en cada junta, medida en términos de la variación entre los ejes de tubos adyacentes, no debe exceder los valores que figuran en la Tabla 3.1. Para presiones superiores a 16 bar, consultar en el catálogo de Recomendaciones de instalación FLOWTITE la desviación angular permitida.
Junta Tubería Desviación Radio de curvatura
Tabla 3.1. Desviación angular con junta FLOWTITE
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Diámetro nominal del tubo (mm)
Ángulo de desviación nominal (grados)
DN ≤ 500 500 < DN ≤ 900 900 < DN ≤ 1800 DN > 1800
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Ángulo de desviación
Instalación. Generalidades
Es preciso realizar una manipulación e instalación adecuadas para beneficiarse de las excelentes ventajas de la tubería FLOWTITE. Largos años de experiencia han demostrado que los materiales granulares correctamente compactados son ideales para el relleno de las zanjas. Juntos, la tubería y el material circundante forman un “sistema tubería-suelo” de alto rendimiento. Para más información consulte el catálogo de AMITECH titulado Recomendaciones de instalación. La información que se presenta a continuación, que es un resumen parcial de los procedimientos de instalación que ahí figuran, bajo ningún concepto pretende sustituir las instrucciones de instalación que deben tenerse en cuenta en cualquier proyecto.
Zanja Por lo general la zanja debe ser lo suficientemente ancha para permitir el emplazamiento de la tubería y la compactación del material de relleno. El ancho estándar es 1,75 x DN.
Lecho de la tubería El lecho de la zanja debe estar formado de material adecuado para ofrecer un apoyo continuo y uniforme para la tubería.
Material de relleno Para garantizar la consecución de un buen sistema tubería-suelo se debe utilizar el material de relleno adecuado. La mayoría de suelos de partículas gruesas (según el sistema unificado de clasificación de suelos) son buenos como materiales de relleno. Donde las recomendaciones de instalación admitan el uso del suelo natural como material de relleno, se debe tener especial cuidado que el material no incluya rocas, escombros, material congelado u orgánico. La Tabla 4.2. muestra los materiales de relleno aceptables.
Deflexión vertical de la tubería instalada La máxima deflexión vertical inicial permitida se debe ajustar a los siguientes valores: Máxima deflexión inicial DN 300
DN 250
3%
2,5%
La máxima deflexión vertical admisible a largo plazo es el 5% para tubos de diámetro igual o superior a 300 mm. Estos valores son aplicables a todas las clases de rigidez. No se admiten abultamientos, zonas planas y otros cambios bruscos de la curvatura de la pared del tubo. Si las instalaciones no cumplen estos requisitos, es posible que los tubos no funcionen como es debido.
Instalación tipo • Lecho construido adecuadamente • Relleno compactado al nivel especificado hasta 300 mm por encima de la clave del tubo
Tráfico Cuando existan cargas debidas al tráfico se debe compactar toda la zona de relleno hasta el nivel del suelo. Las restricciones de profundidad mínima pueden reducirse con instalaciones especiales tales como losas de hormigón, revestimientos de hormigón, etc.
Presión negativa La presión negativa admisible depende de la rigidez del tubo, del tipo de suelo natural, de la profundidad de la zanja y del tipo de instalación de que se trate.
Alta presión Tabla 4.2. Clasificación del tipo de material de relleno Tipo de suelo de relleno Descripción A B C D E F
Roca triturada y grava, < 12% finos Grava con arena, arena, < 12% finos Grava limosa y arena, 12-35% finos, LL < 40% Arena arcillosa con limos, 35-50% finos, LL < 40% Limo arcilloso con arena, 50-70% finos, LL < 40% Suelo de grano fino de baja plasticidad, LL < 40%
Las aplicaciones de alta presión (> 16 bar) requieren mayor profundidad de enterramiento mínima de 1,2 metros.
Nivel freático alto Para evitar que una tubería sumergida vacía pueda flotar es necesario cubrirla con relleno a una altura equivalente a 0,75 veces el diámetro del tubo (densidad mínima del suelo seco: 1900 Kg/m3). Otra posibilidad incluye anclar los tubos. 9
J u n t a s
Los tubos FLOWTITE por lo general se montan con juntas de manguito de poliéster reforzado con fibra de vidrio con doble anillo de caucho. Los tubos y acoplamientos suelen entregarse con la junta montada en un extremo del tubo. Los acoplamientos FLOWTITE utilizan una junta de caucho elastomérico REKA para el sellado. La junta de caucho se sitúa en una ranura mecanizada a cada lado del acoplamiento y se asienta, sellando, contra la superficie de la espiga del tubo.
Otros métodos de unión Bridas de poliéster reforzado con fibra de vidrio. Acoplamientos flexibles de acero. (Straub, Tee Kay, Arpol, etc. )
Uniones por laminación química Este tipo de unión se fabrica a partir de refuerzos de fibra de vidrio y resina de poliéster. Por lo general se usa como método de reparación o en aplicaciones en las que se requiere cierta resistencia a las fuerzas axiales ocasionadas por la presión interna. La longitud y el espesor del laminado dependen del diámetro y la presión de la tubería. Este tipo de unión requiere condiciones de limpieza controladas y personal instalador cualificado. Cuando se utilice este tipo de unión, se proporcionarán instrucciones especiales para su ejecución.
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Accesorios
AMITECH ha desarrollado una línea estándar de accesorios de poliéster reforzado con fibra de vidrio. Estos se fabrican y/o moldean con las mis mas materias primas que las tuberías FLOWTITE. Una de las ventajas de AMITECH es la capacidad que tiene de fabricar una gran variedad de accesorios, ya sean estándares o hechos a la medida. Para más información acerca de los accesorios estándares consulte con el fabricante.
Codos
Derivación en Y
Derivación en T
Reducciones excéntricas
Reducciones concéntricas
Bridas
Pozos de registro
Entronques 11
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T u b e r í a s F L O W T I T E d e P R F V Introducci ón Las infraestructuras hidráulicas de muchos países desarrollados están envejeciendo, haciendo necesaria la reparación o sustitución de millones de kilómetros de tubería para agua potable y saneamiento. En otras partes del mundo el problema no es de envejecimiento sino de falta de infraestructura, dado que en muchos países en vías de desarrollo está casi todo por hacer. Estos países se enfrentan a decisiones difíciles sobre el tipo de infraestructuras y los materiales a utilizar para evitar, precisamente, lo ocurrido en los países más desarrollados.
¿A qué se debe esta situación? En la mayor parte de los casos a algo muy sencillo: la corrosión. En su cara interna, las tuberías de hormigón sin protección especial utilizadas en redes de saneamiento se deterioran con rapidez debido al ácido sulfúrico presente en las redes y que se genera a través del ciclo del ácido sulfhídrico. En su cara externa, tanto la naturaleza y las condiciones del suelo como las corrientes vagabundas deterioran de forma irreversible las tuberías enterradas. Las tuberías metálicas, además, están sujetas a corrosión si se instalan en suelos poco aireados, mal drenados y de baja resistividad. El proceso de corrosión también se acelera ante la presencia de bacterias reductoras de sulfatos.
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T u b e r í a s F L O W T I T E d e P R F V
Todos estos problemas se pueden paliar e incluso eliminar mediante una cuidadosa selección de materiales resistentes a la corrosi ón o a través de la incorporación de sistemas de protecci ón anticorrosiva en el propio diseño de la tuber í a. Por desgracia, muchas empresas y algunas administraciones eliminan la imprescindible protección contra la corrosi ón en aras de un supuesto ahorro para luego encontrarse, al cabo de los a ños, con consecuencias irreversibles. ¡ Porque todos sabemos que el proceso de corrosi ó n es irreversible! El remedio a la situaci ó n descrita es muy sencillo: las tuber í as FLOWTITE.
En la actualidad, el sistema de fabricación es utilizado a trav é s de plantas propias y licenciatarias a escala mundial. AMITECH pertenece al grupo Saud í AMIANTIT, lí der en fabricación de tuber í as en el mercado del Oriente Medio con sede en Damman, y principal compañia en Tecnologí a y Producci ón de Tuber í as de Poliéster con Fibra de Vidrio.
Tecnologí as que ofrecen mayor rendimiento a menor coste Las tuber í as FLOWTITE se distinguen por su ligereza, resistencia a la corrosi ón y fabricació n bajo estrictas normas de cali dad. Normalmente est án disponibles en 6 presiones nominales y 3 rigideces nominales, con di á metros de 100 mm a 3700 mm y longitudes de hasta 18 m.* Debido al ahorro en costes operativos y resistencia a la corrosión que supone el uso de tuber í as de poliéster reforzado con fibra de vidrio FLOWTITE, éstas se están utilizando ampliamente en:
• Conducciones y redes de distribuci ón de agua
Engineered Pipe Systems (EPS) Inc. comenz ó a fabricar tuber í a s de poli é ster reforzado con fibra de vidrio (PRFV) en 1971. En la actualidad el grupo est á formado por dos grandes empresas ubicadas en Sandefjord, Noruega: AMIANTIT, accionista de todas las plantas de producci ó n a nivel mundial y AMIANTIT, propietario de la tecnolog í a de fabricación de tuber í as de PRFV. El rendimiento, la fiabilidad y la seguridad de las tuber í as FLOWTITE están avalados por m ás de treinta a ños de experiencia en el dise ño y el uso de materiales para sistemas de transporte de fluidos. El éxito global del grupo se debe, primordialmente, a la red de operaciones propias y negocios en participaci ón que AMIANTIT ha establecido en todo el mundo.
(potable y bruta) • Colectores e impulsiones de aguas residuales • Colectores para aguas pluviales • Tuber í as de carga de centrales hidroel éctricas • Emisarios submarinos, tomas de agua de mar y sistemas de refrigeración • Sistemas de alimentación, circulación y evacuación de agua en centrales el éctricas • Aplicaciones industriales A diferencia de las tuber í a s fabricadas con otros materiales, los productos FLOWTITE se distinguen por su larga vida ú til y reducidos costes de operación y mantenimiento. Por si esto no fuera suficiente, FLOWTITE es, generalmente, la alternativa de menor coste global. * La disponibilidad de diámetros depende del equipo de fabricaci ón. Verifique los di á metros disponibles con su suministrador local.
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Lider mundial en tuber í as de PRFV Desde hace m ás de un cuar to de siglo, AMIANTIT ha desempeñado un papel clave en el perfeccionamiento de tuber í as de poliéster reforzado con fibra de vidrio. Esto se debe, en parte, a la investigaci ón que ha realizado a lo largo de los a ños y que ha resultado en mejoras significativas para el sector. AMITECH tambi é n es una de las empresas lí der en el campo del desarrollo de normas para tuber í as de poli é ster reforzado con fibra de vidrio. En la actualidad, AMITECH participa en las organizaciones de normalizació n má s importantes del mundo, incluyendo la International Organization for Standardization (ISO), la American Society for Testing Materials (ASTM), la American Water Works Association (AWWA) y el Committee for European Normalization (CEN). De hecho, fue el grupo AMITECH quien llevó a cabo la investigaci ó n bá sica en esta á rea y presidi ó los comit é s de ASTM encargados de revisar las normas para tuber í as de distribución de agua y saneamiento que existen hoy d í a . En Europa, AMITECH desempeña un papel si milar.
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Gu í a de especificaciones En ciertos casos, puede llegar a ser necesaria una desviaci ón de las normas establecidas, ya sea porque éstas no son aplicables o porque se prefiere desarrollar especificaciones particulares a un proyecto. Con objeto de prever dichas situaciones, AMITECH ha publicado una Guí a de especificaciones para tuber í as de poliéster reforzado con fibra de vidrio, disponible en formato magn é tico para uso en entornos de Microsoft Windows®. El programa, titulado SpecsOnDisk ™, es un buen complemento para consultores cualificados y usuarios finales.
C á lculo de costes de instalaci ó n Con objeto de ayudar al cliente a ahorrar tiempo y dinero en el c álculo de los costes de instalaci ón de la tuber í a hemos desarrollado una herramienta llamada Pipe Installation Cost Estimator. Este software permite identificar y contrastar los costes de los distintos tipos de tuber í a, m é todos de instalació n, sistemas de protecci ó n contra la corrosi ó n y requisitos de prueba, permitiendo variar los datos de entrada en funci ón de la aplicaci ón de que se trate.
Cálculos de caudal y p érdida de carga Los cálculos de caudal y pérdida de carga en las redes equipadas con tuber í as FLOWTITE muestran el nivel de conservación de la energí a y la reducción de costes de operaci ó n, asociados con mejores caracter í s ticas hidr áulicas, resultante de dicha instalación. El personal de AMITECH está a disposición del cliente para realizar este tipo de análisis con un programa que incorpora las caracter í sticas de caudal de las tuber í as FLOWTITE.
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Caracter í sticas y ventajas del Producto
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AMITECH ha creado tuberías capaces de dar solución económica y duradera a las necesidades del cliente. Las características y ventajas de estas tuberías, algunas de las cuales se presentan a continuación, las convierten en el producto más indicado, en términos de coste y duración, para la instalación en sistemas de conducción de fluidos.
Caracter í s ticas Materiales resistentes a la corrosión
Ventajas • Larga vida ú til • No necesita revestimientos, recubrimientos,
protección catódica u otros medios de protección contra la corrosión • Bajos costes de mantenimiento • Propiedades hidr áulicas que se mantienen constantes con el paso del tiempo Ligereza (25% del peso de la fundición y 10% del peso del hormigón)
• Menor coste de transporte (anidables) • No requiere costosos equipos de manipulación • Un menor número de uniones reduce
Medidas estándar más largas (6 y 12 metros)
el tiempo de instalación
• Un mayor número de tuber ía s por vehí culo
reduce los costes de transporte • Bajas pérdidas por rozamiento suponen
Superficie interior lisa
menores exigencias de energí a de bombeo y menores costes operativos • Una menor acumulación de lodos ayuda a reducir los costes de limpieza • Uniones estancas dise ñadas para eliminar
Uniones de precisión FLOWTITE con juntas elastoméricas REKA
infiltraciones y exfiltraciones
• La facilidad de montaje acorta el tiempo
de instalación • Admite pequeños cambios de dirección sin necesidad de accesorios y permite asentamientos diferenciales • Se pueden fabricar diámetros especiales para optimizar
Proceso de fabricación flexible
el caudal, facilitando su instalaci ón en proyectos de rehabilitación de revestimientos interiores • Una celeridad de onda menor de la que se obtiene
Diseño de tuber ía s de alta tecnologí a
con tuber ía s de otros materiales redunda en una reducción de costes en los diseños para sobrecargas de presión por golpe de ariete • La alta calidad del producto garantiza la fiabilidad
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Un sistema de fabricación de alta tecnologí a permite producir tuber í as que cumplen las más estrictas normas (AWWA, ASTM, DIN, etc.)
de las tuber ía s en todo el mundo
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Las normas desar rolladas por la ASTM y la AWWA son aplicables a muchos de los usos finales a los que se destinan las tuber í as de fibra de vidrio, incluidos los sistemas de conducción de agua, saneamiento y vertidos industriales. Un factor com ún a todas estas normas es que son modelos de funcionamiento, en tanto que describen los comportamientos que se deben observar y los ensayos que se deben realizar con las tuber í as.
ASTM En la actualidad existen varias normas de producto ASTM aplicables a una amplia gama de usos de tuber í as de fibra de vidrio. Todas estas normas, aplicables a tuber í a s de di á metros entre 200 mm y 3600 mm, requieren que las juntas flexibles sean sometidas a pruebas hidrost á ticas (según la norma ASTM D4161) que simulan condiciones de uso superiores a las normales. Las tuber í as FLOWTITE han sido diseñadas para cumplir todas las normas ASTM, incluidas las que precisan la realización de los más exigentes ensayos de control de calidad y cualificación.
UNE Los tubos FLOWTITE cumplen con la norma espa ñola UNE-53 323 EX para tubos de agua y saneamiento, con y sin presi ón. Esta norma es una de las m ás completas actualmente ya que reune los requisitos de los proyectos de las normas ISO y CEN.
ASTM
D3262
Saneamiento sin presión
ISO y CEN
ASTM
D3517
Tuberí a de presi ón
ASTM
D3754
Saneamiento con presión
La International Standards Organization (ISO) y el Committee for European Normalization (CEN) regularmente desarrollan nuevas normas de producto y mé todos de ensayo. AMITECH participa activamente en la preparación de dichas normas para garantizar que se cumplan los m á s estrictos requisitos de funcionamiento.
AWWA La norma AWWA C950 es una de las más completas para las tuber ía s de fibra de vidrio. Esta norma, diseñada para aplicaciones de agua con presi ó n, establece requisitos muy exigentes tanto para las tuber í as como para las juntas, centr á ndose b ásicamente en ensayos de control de calidad y de cualificaci ón de prototipos. Al igual que las normas ASTM, ésta es una norma basada en el funcionamiento del producto. Una vez m á s, las tuber í a s FLOWTITE han sido dise ñ adas para satisfacer los requisitos de la norma AWWA C950. AWWA edita el manual M-45, que incluye varios cap í tulos sobre el diseñ o de tuber í a s de poli é ster reforzado con fibra de vidrio para instalaciones enterradas y a éreas. AWWA
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Tuberí a de fibra de vidrio con presión
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Control de calidad Materias primas Todas las materias primas llegan a f á brica con un certificado que garantiza el cumplimiento de los requisitos de calidad de AMITECH. Además, en f á brica se toman muestras de todas las materias primas y se realizan pruebas con las mismas para garantizar que las materias utilizadas en la fabricaci ón de las tuber í as cumplen las especificaciones requeridas.
Propiedades fí sicas La capacidad de carga axial y tangencial de las tuber ía s, al igual que la composición del producto, son verificadas de forma rutinaria.
Producto terminado Todas las tuber í as se someten a los siguientes controles: • Inspecci ón visual • Dureza Barcol • Espesor de pared • Longitud de tubo • Di ámetro • Ensayo de presi ón hidrostá tica al doble de la presión de timbraje. (para tubos de presión) Los siguientes controles tambi é n se realizan mediante muestreo: • Rigidez del tubo • Deflexión sin daños y fallos estructurales
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Ensayos de cualificaci ó n Todo fabricante de tuber í as debe demostrar que sus productos cumplen los requisitos exigidos por las normas del producto. En el caso de las tuber í as de polié ster reforzado con fibra de vidrio, las normas estipulan los requisitos mí nimos tanto a corto como a largo plazo. Los requisitos más impor tantes, para los que todas las normas generalmente especifican el mismo nivel de funcionamiento, se refieren a las uniones, la deflexi ón vertical inicial, la deflexi ó n vertical a largo plazo, la resistencia a la flexi ón a largo plazo, la resistencia a la presión a largo plazo y la resistencia a la corrosión bajo flexión a largo plazo. Las tuber í as FLOWTITE han sido sometidas a rigurosos ensayos que muestran su conformidad con las normas ASTM D3262, ASTM D3517, AWWA C950 y DIN 16868.
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Ensayos de cualificaci ó n Ensayo de resistencia a la corrosi ón bajo flexión Uno de los requisitos para las tuber í as de poli é ster reforzado con fibra de vidrio sin presión utilizadas en aplicaciones de saneamiento es la realizaci ó n de un ensayo quí mico en condiciones de deflexión.
Eje roscado U de acero Protecci ón caucho 1/4” Probeta Resina para pegado y estanqueidad Soluci ón de ensayo
Paredes flexibles Protecci ón caucho 1/4”
Figura 1 Aparato para medir la resitencia a la corrosi ón bajo
Esta comprobaci ón de la resistencia a la corrosión bajo condiciones de deformaci ón se lleva a cabo seg ún lo establecido en la norma ASTM D3681, que requiere que como mí nimo 18 probetas anulares de tuber í a sean sometidas a distintos niveles de deformaci ón constante. Posteriormente, la superficie interior de estas muestras deflectadas es expuesta a una soluci ón de ácido sulf úrico 1,0N (5% en peso) (v éase la Figura 1). El objetivo del ensayo es simular las peores condiciones posibles de agua residual. Estas condiciones son las que se han encontrado en el Oriente Medio donde com únmente viene instal ándose la tuber í a FLOWTITE como soluci ón a la agresividad del medio. Durante el ensayo se mide el tiempo que transcurre hasta que se produce un fallo, o una fuga, en cada probeta. Utilizando el mé todo de análisis de regresión de los mí nimos cuadrados, los datos del alargamiento unitario m í n imo extrapolados a 50 añ os deben ser iguales a los valores que figuran en la tabla que se presenta a continuaci ó n para cada rigidez nominal. Rigidez nominal
Scv % de alargamiento unitario
SN 2500
0,49 (t/d)
SN 5000
0,41 (t/d)
SN 10000
0,34 (t/d)
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El valor obtenido se aplica al diseño de la tuber í a para predecir los coeficientes de seguridad de una instalaci ón de saneamiento con este tipo de tuber ía s. Por lo general, en el caso de las tuber í as enterradas el valor t í pico de deflexi ón a largo plazo es del 5%.
Base hidrost á tica de dise ñ o (HDB) Otro de los principales ensayos de cualificación consiste en establecer la base hidrostá tica de diseño (HDB). Este ensayo se realiza conforme al procedimiento B de la norma ASTM D2992 y requiere que varias muestras de tubo sean sometidas a diferentes niveles de presión hidrostá tica con objeto de determinar el nivel al que se produce un fallo (fuga). Al igual que en el ensayo de resistencia a la corrosi ó n bajo flexi ó n descrito flexión anteriormente, se utilizan los resultados en una base doble logar í tmica para evaluar la presió n (o el alargamiento unitario circunferencial) en funci ón del tiempo que tarda en producirse la fuga. La tensi ón de rotura extrapolada a 50 a ños, conocida como base hidrost á tica de diseño o HDB, debe ser como m í nimo 1,8 veces la tensión (alargamiento unitario) causada por la presión nominal (v éase la Figura 2).
Logaritmo de la presión
Resultados del ensayo Extrapolación
HDB PN
100
101
102 103 104 Logaritmo del tiempo
105 50 años
Figura 2 Evaluación de los resultados de ensayo - Procedimiento B de la norma ASTM D2992
En otras palabras, el tubo debe ser capaz de resistir una presión constante 1,8 veces superior a la presi ón máxima de operación durante un plazo de 50 a ños.
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Ensayos de cualificaci ó n De hecho, debido a los factores de carga combinada (la interacción de la presi ón interna de la tuber í a y de las cargas externas del suelo), el valor real del coeficiente de seguridad de la resistencia a fugas a largo plazo es superior a 1,8. Este ensayo de cualificaci ón garantiza el funcionamiento a largo plazo de las tuber í as sometidas a presión.
Ensayo para uniones de manguito Este ensayo se lleva a cabo con prototipos de uniones con juntas elastomé ricas de sellado. El ensayo, que se realiza conforme a la norma ASTM D4161, incorpora algunos de los requisitos m ás rigurosos de la industria para tuber í as de cualquier tipo de material para rangos de presi ó n y rigidez similares a los de las tuber í as FLOWTITE. La norma ASTM D4161 requiere que las uniones flexibles sean sometidas a pruebas hidrost á ticas que simulan condiciones de uso muy severas. La presión de ensayo es dos veces la presión nominal y utiliza 100 KPa (1 bar) para la tuber í a sin presión (flujo en lámina libre). Las configuraciones de los acoplamientos incluyen la retracci ó n, la rotaci ón angular m áxima y la carga vertical diferencial. Tambi é n se incluye una prueba de vac í o parcial y algunos ensayos de presi ón cí clica.
Deflexi ó n vertical inicial Todos los tubos deben cumplir el nivel de deflexión vertical inicial sin muestras visibles de fisuras o grietas (nivel A) y sin da ñ o estructural en la pared de los tubos (nivel B) cuando son deformados verticalmente entre dos placas o barras paralelas. Nivel de deflexión*
Rigidez nominal 2500
5000
10000
A
15%
12%
9%
B
25%
20%
15%
*Ensayo de laboratorio
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Deflexión vertical a largo plazo La deflexión vertical a largo plazo (50 años) de un tubo de poliéster reforzado con fibra de vidrio expuesto a un medio acuoso y con una carga constante debe cumplir el nivel de deflexión A que figura en la sección anterior (referente a la deflexión vertical inicial). Este requisito sólo figura en las normas ISO y CEN. La norma AWWA C950 requiere que se lleve a cabo el ensayo obteniéndose la predicción del valor a 50 años que se utilizar á en el diseño de la tuber í a. Las tuber í as FLOWTITE se ensayan seg ún lo indicado en la norma ASTM D5365 referente al alargamiento unitario debido a la deflexi ón vertical de las tuber ía s de fibra de vidrio y cumple con los dos requisitos.
Aprobaci ón para el transporte de agua potable Las tuber í as FLOWTITE han sido sometidas a distintos ensayos y han obtenido la autorizaci ón necesaria para uso en aplicaciones de transporte y distribuci ón de agua potable, satisfaciendo los requisitos de diversas organizaciones e institutos internacionales, incluyendo los que siguen:
• Real Decreto 2207/1994 - España • NSF (norma 61) - Estados Unidos • TZW - Alemania • Lyonnaise des Eaux - Francia • KIWA - Holanda • WRC - Reino Unido • DVGW - Alemania • Russia C. Cert. No. 07700 03515I04521A8 • Pánstwowy Zaklad Higieny (National Institute of Hygiene) - Polonia • OVGW - Austr ia • NBN. S. 29001 - Bélgica
La tuber í a FLOWTITE cumple también con lo establecido por la legislación española con respecto al listado positivo de materiales as í como con los criterios de migración global y especí fica que en ella se detallan.
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M a t e r i a l e s La mayor parte de las tuber í as FLOWTITE se fabrica con la más moderna y avanzada tecnolog í a de producción de tubos de poliéster reforzado con fibra de vidrio: el proceso de mandril de avance continuo. Este proceso permite la incorporaci ón de refuerzos continuos de fibra de vidrio en el sentido circunferencial del tubo. En tuber í as usadas en aplicaciones enterradas o de alta presi ó n, la tensi ó n se concentra en la circunferencia del tubo, por lo que al incorporar refuerzos continuos (y no sólo hilos discontinuos, como en el caso del proceso de centrifugaci ó n) en dicha direcci ón se obtiene un producto de mayor rendimiento a menor coste. Ademá s, nuestros especialistas en materiales han desarrollado un sistema que nos permite crear un laminado muy compacto para maximizar el aporte de las tres materias primas básicas. Se usan los dos tipos de refuerzo de fibra de vidrio (hilos continuos y discontinuos) para lograr una mayor resistencia tangencial y axial. Tambié n se utiliza arena, situ á ndola en el n ú cleo, cerca del eje neutro, para robustecer el laminado y aumentar la rigidez del tubo. Finalmente, el sistema FLOWTITE de doble alimentaci ón de resinas permite al equipo aplicar resinas especiales en el revestimiento interior del tubo para aplicaciones altamente corrosivas al mismo tiempo que apli ca resinas menos costosas en la parte exterior y estructural del laminado (v é ase la secci ó n sobre aplicaciones que requieren resinas especiales).
Superficie exterior Capa estructural exterior Núcleo Capa estructural interior Capa de barrera Revestimiento interior
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Gama de productos - Datos t é cnicos Diámetros La tuber í a FLOWTITE se fabrica en los di á metros nominales (mm) que siguen, si bien se puede fabricar tuber ía de otros diámetros, hasta 3700 mm, bajo pedido:
• • • • Para
100 150 200 250 otros
• 300 • • 350 • • 400 • • 450 • di á metros
• 500 • 600 • 700 • 800 consulte
• 1600 900 • 1800 1000 • 2000 1200 • 2400 1400 con el fabricante.
Longitud La longitud est á ndar de la tuber í a FLOWTITE es de 12 metros para tubos de diámetro superior a 300 mm, si bien también se suministran tubos de 6 y 18 metros de longitud. Las tuber í as de diámetro inferior a 300 mm están disponibles en tubos de 6 metros de longitud. En pedidos especiales se puede suministrar tuber í a FLOWTITE en tubos de otras longitudes para satisfacer las necesidades del proyecto.
Rigideces nominales Las tuber í as FLOWTITE tienen las siguientes rigideces nominales iniciales (EI/D3).
Rigidez nominal SN
N/m 2
2500 5000 10000
2500 5000 10000
AMITECH tambié n fabrica tubos de rigidez especial que se ajustan a las necesidades especí ficas del proyecto.
Accesorios AMITECH tambi é n suministra los accesorios m á s comunes, como son codos, derivaciones en T, reductores, derivaciones en Y y pozos de regis tro.
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Valores de capacidad de carga Se pueden utilizar los si guientes valores de capacidad de carga para calcular la resistencia a la tracci ón axial y tangencial.
Resistencia a la tracci ón tangencial Carga m í nima inicial en sentido tangencial (circunferencial) en N/mm de longitud: DN 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2400
PN1 60 70 80 90 100 120 140 160 180 200 240 280 320 360 400 480
PN6 360 420 480 540 600 720 840 960 1080 1200 1440 1680 1920 2160 2400 2880
PN10 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4800
PN16 960 1120 1280 1440 1600 1920 2240 2560 2880 3200 3840 4480 5120 5760 6400 7680
PN20 1200 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4800 5600 NA NA NA NA
PN25 PN32 1500 1820 1750 2240 2000 2560 2250 2880 2500 3200 3000 3840 3500 4480 4000 5120 4500 5760 5000 6400 6000 7680 7000 8960 NA NA NA NA NA NA NA NA
Resistencia a la tracci ón axial Carga m í nima inicial en sentido axial (longitudinal) en N/mm de circunferencia: DN
PN1
PN6 PN10 PN16 PN20 PN25 PN32
300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2400
95 100 105 110 115 125 135 150 165 185 205 225 250 275 300 350
115 125 130 140 150 165 180 200 215 230 260 290 320 350 380 440
140 150 160 175 190 220 250 280 310 340 380 420 460 500 540 620
150 165 185 205 220 255 290 325 355 390 460 530 600 670 740 880
170 190 210 235 250 295 340 380 420 465 560 630 NA NA NA NA
190 215 240 265 290 345 395 450 505 560 660 760 NA NA NA NA
220 240 270 295 330 380 450 520 590 660 760 990 NA NA NA NA
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Gama de productos - Datos t é cnicos Presión Existen tuber í as FLOWTITE para distintas presiones nominales, si bien no todas est án disponibles en todos los diámetros y rigideces. La tabla que sigue muestra las presiones más comunes. Presi ón nominal Presión de timbraje PN Bar 1 (sin presión) 1 saneamiento 6 6 10 10 16 16 20 20 25 25 32 32
Lí mite má x. di ámetro (mm)
2400 2400 2400 2000 1400 1400 1400
Las presiones nominales se han establecido conforme a las especificaciones del Manual de diseño de tuber í as de fibra de vidrio M-45 de la AWWA. Las tuber í as están timbradas a la máxima presión de servicio incluso cuando estén enterradas a la m áxima profundidad recomendada. Para asegurar que las tuber í as FLOWTITE tengan la larga vida ú til para la que han sido diseñadas, se debe observar lo siguiente:
Prueba hidráulica Presión m áxima de prueba en f ábrica: (AWWA C950 y ASTM D3517) 2,0 x PN (presión nominal)
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Resistencia a los rayos UV No hay prueba de que los rayos ultravioleta afecten la vida ú til de las tuber í as FLOWTITE, si bien pueden producir una alteraci ón esté tica que toma la forma de una decoloraci ó n de la superficie externa del tubo.
•
Temperatura La temperatura máxima permitida en tuber í as con la presión nominal est á ndar es de 35 ºC. Para caudales con temperaturas comprendidas entre los 35 ºC y 50 º C, AMITECH recomienda aumentar la clase de presión de la tuber í a un nivel. Por ejemplo, en estas condiciones una tuber ía de PN16 bar debe ser utilizada donde normalmente se usar í a una de PN10 bar. Para temperaturas superiores a los 50 º C, es preferible consultar con el fabricante para obtener mayor información sobre el tipo de resinas y los aumentos de clase de presión a util izar.
Coeficiente t érmico
Coeficientes de rugosidad
La velocidad m á xima recomendada es de 3,0 m/s. No obstante, las tuber í as permiten velocidades de hasta 4,0 m/s si se trata de flujos de agua limpia sin materiales abrasivos.
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El coeficiente de Poisson var í a en funci ón del mé todo de fabricación de la tuber í a. En el caso de las tuber í as FLOWTITE, la relación entre la carga circunferencial y la respuesta axial (longitudinal) var í a entre 0,22 y 0,29. En el caso de la carga axial y la respuesta circunferencial, el coeficiente de Poisson es ligeramente menor.
Golpe de ariete
Velocidad
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Coeficiente de Poisson
Presión m áxima de prueba en zanja: 1,5 x PN (presión nominal)
* Todas las estructuras que formen par te de la instalación deben diseñarse para poder sopor tar presiones de ensayo superiores a la PN.
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El contratista responsable de la instalaci ó n puede tratar esta superficie externa con pintura con base de uretano compatible con el poli éster reforzado con fibra de vidrio, si bien este tipo de tratamiento requerir á un mantenimiento futuro.
El coeficiente té rmico de expansi ó n y contracci ón axial de las tuber í as FLOWTITE es de 24 a 30 x 10-6 cm/cm/Cº.
Presión m áxima: 1,4 x PN (presión nominal)
•
Las pruebas realizadas con tuber ía s FLOWTITE durante un per í odo de 3 a ños muestran que el coeficiente de Colebrook-White es de 0,029 mm, lo que equivale a un coeficiente de Hazen-Williams de aproximadamente C=150. Las figuras 3.11 y 3.12, en la p ágina que sigue, sirven para calcular las p érdidas de carga asociadas al uso de tuber í as FLOWTITE. Los valores estimados de p érdida de carga para los tipos de tuber í a que no figuran en dichos esquemas (debido a ligeras variaciones en el di á metro interior de la tuber í a ) tendr á n un margen de error del 7% como máximo para caudales de 1 a 3 m/s. Para obtener m ás información, consulte con su fabricante.
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Gama de productos - Datos t é cnicos
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100 Diámetro nominal [mm]
] m 0 0 1 0 0 1 r o p s o r t e 1 m [ a g r a c n 0,1 e a d i d r é P
Velocidad [metros por segundo]
0 0 0 3 5 0 0 3 0 5 0 4 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 0 8 0 0 0 9 0 0 0 1 2 0 0 1 0 0 1 4 1 6 0 0 0 8 0 0 1 0 2 2 4 4 ,0 3 ,0 2 ,0 1 ,5 1 ,0 0 ,8 0 ,6 0 ,5 0 ,4 0 ,3
0,01 0,01
0,1
1
Tuber í a PRFV FLOWTITE PN 10 SN 5000 Temperatura del agua 10ºC Rugosidad absoluta 0,029mm
10
100
Caudal [m3/s] Figura 3.11
1000
] m 0 0 0100 1 r o p s o r t e 10 m [ a g r a c n 1 e a d i d r é P
Diámetro nominal [mm] Velocidad [metros por segundo]
0 0 1
0 5 1
0 0 2
0 5 2
0 0 3 4 ,0
3 ,0 2 ,0 1 ,5 1 ,0 0 ,8 0 ,6 0 ,5
Tuber í a PRFV FLOWTITE Tuber í a de diámetro ≤ 300 Temperatura del agua 10ºC Rugosidad absoluta 0,029mm
0 ,4 0 ,3
0,1 0,001
0,01
0,1
1
10
3
Caudal [m /s] Figura 3.12
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Gama de productos - Datos t é cnicos
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Resistencia a la abrasi ón En este contexto, el t é rmino “abrasi ó n” se refiere al efecto que la arena y/u otros materiales afines ejercen sobre la superficie interna del tubo. Dado que las normas existentes no establecen un procedimiento de ensayo o m é todo de medición homologado para determinar la resistencia a la abrasión, las tuber í as FLOWTITE han sido evaluadas con el m é todo Darmstadt Rocker, en el que los resultados var í a n seg ú n el tipo de material abrasivo utilizado en la prueba. Con los áridos utilizados en la Universidad Darmstadt, el promedio de p érdida por abrasi ón en las tuber í as FLOWTITE es de 0,34 mm a 100.000 ciclos.
Desviaci ón angular de la junta Las normas ASTM D4161, ISO DIS8639 y UNE-EN1119 requieren que las juntas sean sometidas a rigurosos ensayos de cualificación. La desviaci ó n angular m á xima (giro) en cada junta, medida en t érminos de la variaci ón entre los ejes de tubos adyacentes, no debe exceder los valores que figuran en la Tabla 3.1. Para dar un ángulo de desviaci ón a la tuber í a, é sta deber á montarse primero en l í nea recta, aplicándose posteriormente el ángulo de desviación deseado (véase la Figura 3.9). En el caso de que las tuber í as FLOWTITE tengan que trabajar con presiones superiores a 16 bar, la desviaci ón angular permitida debe ajustarse a los valores de la Tabla 3.2.
Tabla 3.1. Desviación angular con junta FLOWTITE Diámetro nominal del tubo
Descviación (mm) según la longitud del tubo
Ángulo de desviación
(mm)
(grados)
3m
6m
12 m
DN ≤ 500
3
157
314
628
900
2
105
209
1800
1
52
105
0,5
26
52
500 < DN 900 < DN
≤ ≤
DN > 1800
Radio de curvatura (m) según la longitud del tubo 3m
6m
12 m
57
115
229
419
86
172
344
209
172
344
688
78
344
688
1376
Tabla 3.2. Alta presión (> 16 bar) Ángulo de desviación (grados)
Di ámetro nominal del tubo (mm) (mm)
20 bar
25 bar
DN ≤ 500
2,5
2,0
1,5
900
1,5
1,3
1,0
1800
0,8
0,5
0,5
500 < DN 900 < DN
≤ ≤
32 bar
Junta Tuber í a Desviación Radio de curvatura
Ángulo de desviación
Figura 3.9 Desviación angular de la junta
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S e l e c c i ó n d e t u b e r í a s La selecció n de tuber í as FLOWTITE debe tener en cuenta, ádemas del diámetro, los requisitos de rigidez y presión del proyecto.
Rigidez Las tuber ía s FLOWTITE se suministran en tres rigideces nominales. La rigidez nominal representa la rigidez inicial mí nima (EI/D3) del tubo en N/m2. N/m 2
Rigidez nominal SN 2500 SN 5000 SN 10000
2500 5000 10000
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La Tabla 4.4 presenta la relaci ón entre el m ódulo de elasticidad del material de relleno y los distintos tipos de relleno a cuatro niveles de compactaci ó n. El segundo par ámetro a tener en cuenta para determinar la rigidez nominal necesaria en una instalaci ón es la presión negativa, si existiera. La tabla 4.6 (en la página 20) muestra la rigidez idónea para distintos niveles de presión negativa y profundidades de instalación en suelos naturales con materiales de relleno est á ndar. Siempre se debe seleccionar la mayor rigidez nominal entre la obtenida para la presión negativa y las condiciones de enterramiento del proyecto.
Tipos de instalación
La rigidez necesaria se determina en funci ón de dos par ámetros: (1) las condiciones de enterramiento, incluidos el tipo de suelo natural, el tipo de relleno, el nivel fre á tico y la profundidad de recubrimiento, y (2) la presi ó n negativa, si existiera. Las caracter í sticas del suelo natural se determinan mediante el ensayo de penetraci ón estándar de la norma ASTM D1586. En la tabla 4.1 se pueden obser var algunos de los valores tí picos de recuento de golpes necesarios para la penetración o la robustez del suelo según el tipo y la densidad de suelo. La tabla 4.2. presenta una amplia gama de tipos de material de relleno con objeto de ofrecer la alternativa más económica para cada tipo de instalación. En muchos casos se puede usar el suelo natural de la zanja como material de relleno. La tabla 4.3. detalla la má xima profundidad de recubrimiento admisible para las tres rigideces nominales disponibles y los 6 tipos de suelo natural existentes, partiendo de la base de que existen cargas de tr áfico, la zanja es estándar y la deflexión a largo plazo es del 5% en tuber í as de diámetro igual o superior a 300 mm y del 4% en tuber í as de diámetro inferior a 300 mm.
Las ilustraciones que se presentan en la p á gina 19 muestran dos tipos de instalación de tuber ía s FLOWTITE comúnmente utilizados. No obstante, existen otros tipos de instalación que se ajustan a las condiciones especí ficas de un proyecto, incluyendo zanjas m ás anchas, zanjas entibadas, estabilización del suelo, uso de geotextiles, etc. Para mayor informaci ó n, consulte el manual de AMITECH titulado Recomendaciones de instalaci ón (15-PS-19596-B). Las tuber í a s FLOWTITE sirven para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo instalaciones aéreas, subacuá ticas, sin zanja y en pendientes pronunciadas. Dado que estos tipos de aplicación requieren mayor planificación y atención que una instalaci ó n enterrada est ándar, AMITECH ha desarrollado recomendaciones de instalaci ó n espec í f icas para estas situaciones. Para mayor informaci ón, consulte con su fabricante de tuber í as FLOWTITE.
Tabla 4.1: Clasificaci ón de suelos naturales Suelos no cohesivos
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Suelos cohesivos
Ángulo de
Grupo de suelo natural
Reencuentro de golpes
Valor E1n (MPa)
Descripción
razonamiento (grados)
Descripción
Resistencia a la compresi ón no confirmada (kPa)
1
> 15
34,5
compacto
33
muy firme
192-384
2
8-15
20,7
ligeramente compacto
30
firme
96-192
3
4-8
10,3
suelto
29
medio
48-96
4
2-4
4,8
muy suelto
28
blando
24-48
5
1-2
1,4
muy suelto
27
muy blando
12-24
6
0-1
0,34
muy, muy suel to
26
muy. muy blan do
0-12
TM
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Recomendaciones generales de instalaci ó n Es preciso realizar una manipulaci ó n e instalaci ó n adecuadas para beneficiarse de las excelentes ventajas de la tuber í a FLOWTITE, incluidas la resistencia a la corrosi ón, la larga vida ú til y el buen rendimiento de los tubos. De ahí que sea imprescindible que el cliente, ingeniero y contratista entiendan que la tuber í a de poliéster reforzado con fibra de vidrio ha sido diseñada teniendo en cuenta la zona de asiento y la zona de relleno que se obtendr án siguiendo los procedimientos de instalación recomendados. Largos a ños de experiencia han demostrado que los materiales granulares
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Zanja La ilustración en la parte inferior derecha de la p ágina muestra una zanja est ándar. Por lo general la zanja debe ser lo suficientemente ancha para permitir el emplazamiento de la tuber í a y la compactaci ó n del material de relleno. Las profundidades de recubrimiento presentadas aquí se han calculado en base a una zanja cuyo ancho es 1,75 veces el di ámetro nominal de la tuber í a. Pueden realizarse zanjas más estrechas, hasta de 1,5 veces el DN de la tuber í a teniendo en cuenta que la anchura afectar á los lí mites de profundidad. En caso de que las condiciones de su proyecto no se ajusten a las aquí descritas consulte con el fabricante AMITECH.
Lecho de la tuberí a El lecho de la zanja debe estar formado de material adecuado para ofrecer un apoyo continuo y uniforme a la tuber í a.
Detalles de la zanja est ándar
Ancho mí nimo de la zanja “ A ” debe ser igual o superior a 0,75 x DN/2 correctamente compactados son ideales para el relleno de las zanjas. Juntos, la tuber í a y el material circundante forman un “sistema tuber í a-suelo” de alto rendimiento. Para más información consulte el manual de AMITECH titulado Recomendaciones de instalación. La informaci ó n que se presenta a continuaci ón, es un resumen parcial de los procedimientos de instalación que ahí figuran. Bajo ning ú n concepto pretende sustituir las instrucciones de instalación que deben tenerse en cuenta en cualquier proyecto.
Lecho1= DN/4 con un m áximo de 150mm
A
300 mm Zona de la tuber í a Ri ñon Lecho Cimiento
1. Cuando en el fondo de la zanja se encuentren suelos tales como roca, suelos endurecidos, blandos, sueltos, inestables o altamente expansivos puede ser necesario incrementar la profundidad de la capa del lecho para obtener el soporte longitudinal adecuado. 2. La dimensi ón “A” debe ser lo bastante grande para permitir el uso del equipo de compactaci ón y la colocaci ón de materiales de relleno en el área del riñón de la tuber í a. Ello podr í a implicar la ejecuci ón de una zanja de anchura superior al m í nimo indicado en la ilustraci ón, particularmente en el caso de tuber í as de diámetros reducidos.
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Recomendaciones generales de instalaci ó n
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Material de relleno Para garantizar la consecuci ón de un buen sistema tuber í a-suelo se debe utilizar el material de relleno adecuado.
Tabla 4.2: Clasificaci ón del tipo de material de relleno Tipo de suelo de relleno
Denominación según el sistema unificado de clasificaci ón de suelos, ASTM D2487
Descripción
A B
Roca triturada y gr ava,< 12 % finos Grava con arena, arena,< 12% finos
C D E F
Grava y arena limosas, 12 - 35% finos, LL < 40% Arena limosa y arcillosa, 35 - 50% finos, LL < 40% Limo arenoso y arcilloso, 50 - 70% finos, LL < 40% Suelo de grano fino de baja plasticidad, LL < 40%
La mayor í a de suelos de partí culas gruesas (seg ún el sistema unificado de clasificación de suelos) son buenos como materiales de relleno. Donde las recomendaciones de instalación admitan el uso del suelo natural como material de relleno, se debe tener especial cuidado que el material no incluya rocas, escombros, material congelado u orgánico. La Tabla 4.2. muestra los materiales de relleno aceptables.
Verificación de la tuberí a instalada Después de la instalación de cada tubo se debe verificar la máxima deflexión vertical. Con las tuber ía s FLOWTITE, este procedimiento es r ápido y f ácil.
Deflexión vertical de la tuberí a instalada La m áxima deflexión vertical inicial permitida se debe ajustar a los siguientes valores: Máxima deflexión inicial DN 3%
≥
300
DN ≤ 250 2,5%
La máxima deflexión vertical admisible a largo plazo es del 5% para tubos de diá metro igual o superior a 300 mm y del 4% para tubos de diámetro inferior a 300 mm. Estos valores son aplicables a todas las rigi deces nominales. No se admiten abultamientos, zonas planas y otros cambios bruscos de la cur vatura de la pared del tubo. Si las instalaciones no cumplen estos requisitos, es posible que los tubos no funcionen como es debido.
TM
GW, GP, GW - GM, GP - GM GW - GC, GP - GC, SW, SP, SW - SM, SP - SM, SW - SC, SP - SC GM, GC, GM - -GC, SM, SC, SM - SC GM, GC, GM - GC, SM, SC, SM - SC CL, ML, CL - ML CL, ML, CL - ML
Tabla 4.3: Zanja est ándar - Instalaci ón tipo 1 Profundidad má xima - metros Cargas de tr áfico (AASHTO H20) Rigidez 2500 Grupo de suelo natural
E´b MPa
1
2
3
4
5
6
20,7 13,8 10,3 6,9 4,8 3,4 2,1 1,4
23,0 18,0 15,0 11,0 8,5 6,0 3,5 NA
18,0 15,0 13,0 10,0 7,5 5,5 3,5 NA
11,0 10,0 9,0 7,5 6,0 5,0 3,0 NA
7,0 6,0 5,5 5,0 4,0 3,5 NA NA
NA NA NA NA NA NA NA NA
NA NA NA NA NA NA NA NA
Rigidez 5000 Grupo de suelo natural
E´b MPa
1
2
3
4
5
6
20,7 13,8 10,3 6,9 4,8 3,4 2,1 1,4
23,0 18,0 15,0 11,0 8,5 6,0 4,0 2,4
18,0 15,0 13,0 10,0 7,5 6,0 4,0 2,4
12,0 10,0 9,0 8,0 6,5 5,0 3,5 2,2
7,0 6,5 6,0 5,0 4,5 4,0 3,5 NA
3,0 2,4 2,4 NA NA NA NA NA
NA NA NA NA NA NA NA NA
Rigidez 10000 Grupo de suelo natural
E´b MPa
1
2
3
4
5
6
20,7 13,8 10,3 6,9 4,8 3,4 2,1 1,4
24,0 19,0 15,0 12,0 9,5 7,0 4,5 3,0
19,0 16,0 13,0 10,0 8,5 6,5 4,5 3,0
12,0 11,0 10,0 8,5 7,0 5,5 4,0 3,0
8,0 7,0 6,5 5,5 5,0 4,5 3,5 2,8
3,5 3,5 3,0 3,0 2,5 NA NA NA
NA NA NA NA NA NA NA NA
NA: Aplicación no admisible 18
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Recomendaciones generales de instalaci ó n
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Instalación tipo 1 • Lecho construido adecuadamente. • Relleno compactado al nivel especificado
Tabla 4.4: M ódulo de resistencia pasiva del material de relleno
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hasta
300 mm. por encima de la clave del tubo.
Suelos no saturados Tipo de relleno A B C D E F
Valores E´b (MPa) a la compactaci ón relativa 1 80% 16 7 6 3 3 3
85% 18 11 9 6 6 6
90% 20 16 14 9 9 92
95% 22 19 17 102 102 102
1. 100% de compactaci ón relativa definida como m áxima densidad pr óctor normal con el contenido óptimo de humedad. 2. Valores comúnmente dif í ciles de alcanzar, incluidos a modo de referencia.
Suelos Saturados Tipo de relleno A B C D E F
Valores E´b (MPa) a la compactaci ón relativa 1 80% 12,0 5,0 2,0 1,7 NA3 NA3
85% 13,0 7,0 3,0 2,4 1,7 1,4
90% 14,0 10,0 4,0 2,8 2,1 1,7 2
95% 15,0 12,0 4,0 3,1 2 2,4 2 2,1 2
1.100% de compactaci ón relativa definida como m áxima densidad pr óctor normal con el contenido óptimo de humedad. 2. Valores comúnmente dif í ciles de alcanzar, incluidos a modo de referencia. 3. Uso no recomendado.
Nota: El requisito de compactaci ón de los 300 mm. por encima de la clave del tubo no es aplicable en instalaciones sin presión (PN ≤ 1 bar).
Instalación tipo 2 • Lecho construido adecuadamente. • Relleno hasta el 60% del diámetro del tubo con el •
material especificado, compactado al nivel adecuado. Relleno desde el 60% del di ámetro del tubo hasta 300 mm. por encima del tubo con la compactaci ón relativa necesaria para obtener un m ódulo de resistencia del suelo de 1,4 MPa como m í nimo.
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Recomendaciones generales de instalaci ó n
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Tráfico Cuando existan cargas debidas al tr á fico se debe compactar toda la zona de relleno hasta el nivel del suelo. Las restricciones de profundidad m í nima pueden reducirse con instalaciones especiales tales como losas de hormigón, revestimientos de hormigón, etc. (v éase la Tabla 4.5).
Tabla 4.5: Cargas de tr áfico Carga de tr áfico por rueda Tipo de carga AASHTO H20 (C) BS 153 HA (C) ATV LKW 12 (C) ATV SLW 30 (C) ATV SLW 60 (C) Cooper E80
kN
Lbs. fuerza
72 16000 90 20000 40 9000 50 11000 100 22000 Ferrocarril
Profundidad m í n ima de instalación (1)
Tabla 4.6: Presi ón negativa En condiciones secas Lí mite de profundidad (m) Vací o (bar)
(1) basado en un m ódulo del material de relleno m í nimo de 6,9 MPa
Presión negativa La presión negativa admisible depende de la rigidez del tubo, del tipo de suelo natural, de la profundidad de la zanja y del tipo de instalación de que se trate . La Tabla 4.6. presenta las presiones negativas máximas admisibles para cuatro niveles de vac í o negativo en condiciones de suelo natural y material de relleno est á ndar. Si las condiciones del proyecto var í an de las reseñadas a continuación, consulte el manual de Recomendaciones de instalación.
SN 5000
SN 10000
10,0 8,5 6,5 4,0
10,0 10,0 10,0 10,0
11,0 11,0 11,0 11,0
-0,25 -0,50 -0,75 -1,00
En condiciones humedas
metros 1,0 1,5 1,0 1,0 1,5 3,0
SN 2500
Lí mite de profundidad (m) Vací o (bar)
SN 2500
SN 5000
SN 10000
5,5 4,0 1,8 NA
5,5 5,5 5,5 4,0
6,0 6,0 6,0 6,0
-0,25 -0,50 -0,75 -1,00
Suelo natural del grupo 3 (E’n = 10,3 MPa) Relleno del tipo C al 90% SPD (E’b = 14 MPa) Nivel freá tico por debajo del tubo Instalación en zanja est ándar
Alta presión Las aplicaciones de alta presión (> 16 bar) requieren mayor profundidad de enterramiento para evitar levantamientos y movimientos de la tuber í a. En el caso de tubos con diámetros de 300 o más milí metros, la profundidad mí nima debe ser de 1,2 metros; los tubos de menor diámetro deben ser enterrados a 0,8 metros. Para m ás informaci ón consulte con el fabricante de tuber í a FLOWTITE.
Nivel freático alto Para evitar que una tuber í a vací a sumergida pueda flotar es necesario cubrirla con relleno a una altura equivalente a 0,75 veces el diámetro del tubo (densidad mí nima del suelo seco: 1900 Kg/m3). Otra posibilidad incluye anclar los tubos. En caso de recurrir a este tipo de instalaci ó n, se deben usar abrazaderas de fijaci ón hechas con material plano, de 25 mm de anchura como mí nimo, situadas a intervalos de 4 metros como máximo. Para más detalles sobre los mé todos y profundidades m í nimas de instalación en el caso de anclaje, consulte con el fabricante.
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