Sistema de presión PVC

Transcripción

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2 Sistema de presión PVC

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4 ÍNDICE Fabricación y presentación Calidad Garantías Propiedades y características Campos de aplicación Programa de tuberías Programa de accesorios Conceptos básicos de hidráulica Recomendaciones para el diseño de instalaciones Consejos de montaje e instalación Ejemplos de cálculo Ruletas de cálculo para sistema de Presión en P.V.C

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6 PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS LIGEREZA RESISTENCIA. A la presión. Según diagrama adjunto. Química. Son inertes a la corrosión y a las aguas agresivas que transporte el efluente, como a la posible acción química del terreno donde se instale. La NORMA UNE establece el nivel de resistencia química del P.V.C. frente a sustancias agresivas. A las corrientes erráticas, telúricas y galvánicas. No se ven afectadas desde el punto de vista de la corrosión electrolítica dado que el PVC es un material no conductor de la electricidad. ATOXICIDAD. No alteran el olor ni el sabor del agua. VALOR DE LA PRESIÓN DE FUNCIONAMIENTO ADMISIBLE SEGÚN LA TEMPERATURA DEL AGUA CIRCULANTE PRESIÓN DE FUNCIONAMIENTO ADMISIBLE (Kg/cm ) PN PN 1 PN PN 35 5 TEMPERATURA ( C) Presión Nominal (PN): Es la presión hidrostática admisible para el transporte de agua a C durante años. Presión de funcionamiento admisible (PFA): Es la máxima presión hidrostática que un componente puede soportar en utilización continua (sin sobrepresión). Este valor es el que se debe emplear en los cálculos. La presión de funcionamiento admisible (PFA) se calcula a partir de la presión nominal (PN) aplicando un coeficiente corrector experimental, que aparece recogido en la norma UNE-EN 15-, en el anexo A. Es lo que figura en la gráfica anterior. /7

7 PAREDES LISAS. Su bajo coeficiente de fricción implica menor pérdida de carga que en las tuberías tradicionales. FACILIDAD DE MONTAJE Manipulación sencilla dada la ligereza de los tubos. Excavación y anchura de zanja más reducida. No se necesitan espacios adicionales para el montaje. El sistema de unión por junta elástica no requiere la utilización de mano de obra especializada. OTRAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Densidad media Módulo de elasticidad Coeficiente medio de dilatación térmica lineal Conductividad térmica Resistencia eléctrica superficial Presión admisible de prueba en zanja a C (PEA) VALOR 1, g/cm 3 00 MPa 0,08 mm/m C 0,1 W/m C 1 Ω 1,5 x PFA EXIGENCIAS EN ENSAYOS VALOR Esfuerzo de diseño ( ) Ø mm Ø > mm MPa 1,5 MPa Esfuerzo circunferencial (ensayo de presión interna) MPa, durante 1 hora a C 35 MPa durante 0 horas a C 1,5 MPa durante horas a 0 C Sin fallo Sin fallo Sin fallo Coeficiente global de servicio (C) Ø mm Ø > mm,5,0 Aptitud al uso de las juntas ( C durante 1 hora) Ø mm (Presión de prueba:,xpn) Ø > mm (Presión de prueba: 3,3xPN) Sin fallo Sin fallo Resistencia al impacto a 0 C T.I.R. % Temperatura de reblandecimiento VICAT Retracción longitudinal en caliente Resistencia al diclorometano 15 C 80 C <5% Sin ataque /8

8 CAMPOS DE APLICACIÓN Abastecimiento de agua Riegos agrícolas Riegos de instalaciones deportivas, jardines,... Piscinas Instalaciones industriales. Emisarios submarinos. Etc. En el abastecimiento de agua, instalaciones industriales,emisarios submarinos, riegos agrícolas o para instalaciones deportivas, jardines, piscinas,... las tuberías de presión Ferroplast tienen sus principales campos de aplicación. /9

9 Gracias a la longitud de los tubos (m.) y a su poco peso en comparación con otros materiales, se obtiene un alto rendimiento de instalación. PROGRAMA DE TUBERÍAS UNIÓN ENCOLADA UNIÓN POR JUNTA ELÁSTICA Diámetro exterior (mm.) Kg-cm Espesor (mm.) Kg-cm 1 Kg-cm Kg-cm Espesor (mm.) Espesor (mm.) Espesor (mm.) Longitud efectiva (m.) Diámetro exterior (mm.) Kg-cm Espesor (mm.) Kg-cm 1 Kg-cm Kg-cm Espesor (mm.) Espesor (mm.) Espesor (mm.) Longitud efectiva (m.) 1,9,970,0 3,0,7 5,8 5,0 1,9,3,97,3 3, 5,,8 5,895,,9,9,8,3,7 8, 5,885 1,9 3,0 3,7,90,7 *,, 8,1 5,880, 3,7,, ,1 *,8 7, 9, 5,80,0 3,0,7 5,8 5,98 1 3,5 5, 8,3,3 5,8,3 3, 5,,8 5,9 10,0 *, 9,5 11,8 5,85,8,3,7 8, 5, ,,9,7 13,3 5,8,7,, 8,1 5,9 0,9 * 7,7 11,9 1,7 5,8 1 3,1,8 7, 9, 5,917, * 9, 1,8 18, 5,8 1 3,5 5, 8,3,3 5, ,7 * 1,1 18,7 3, 5,7 10,0, 9,5 11,8 5,0 0 9,8 * 15,3 5,7 180,,9,7 13,3 5,8 0 1,3 * 5,55 0,9 7,7 11,9 1,7 5, , * 5,570, 9, 1,8 18, 315 7,7 1,1 18,7 3, Fabricados según NORMA UNE-EN 15 5,855 5,8 Fabricados según NORMA UNE-EN 15 * Fabricados según normas UNE-EN 15 (tuberías de presión) y UNE 539 EX (tuberías de saneamiento con presión). /

10 SERIE LISA /11 PROGRAMA DE ACCESORIOS CODO HEMBRA-HEMBRA CODO HEMBRA-HEMBRA Todas las medidas expresadas en milímetros. REDUCCIONES EXTERIORES MACHO-HEMBRA / / / / / / / / / / / / / / / / / / 1/ 1/ 10/ 0/ TE IGUAL

11 /1 PROGRAMA DE ACCESORIOS SERIE LISA (continuación) MANGUITO HEMBRA-HEMBRA TE REDUCIDA A HEMBRA / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ Todas las medidas expresadas en milímetros. TAPÓN HEMBRA CASQUILLO REDUCTOR / / / / / / / / 1/ 1/1 1/ 10/ /1 0/10 /10 /0 315/0 315/

12 SERIE LISA (continuación) MANGUITO UNIÓN BRIDA BRIDAS LOCAS UNIÓN DE TRES PIEZAS HEMBRA-HEMBRA CURVA TRES BOCAS A 1 5 La gama de accesorios para tuberías de presión Ferroplast completa un sistema diseñado para solucionar todas las necesidades de instalación. Todas las medidas expresadas en milímetros. /13

13 /1 PROGRAMA DE ACCESORIOS SERIE MIXTA TERMINAL ROSCA MACHO Rosca 3/8 1/ 3/ Rosca 1-1/ 1-1/ -1/ Rosca 3 CODO HEMBRA-HEMBRA 3 Rosca 1/ 3/ 1 0 Rosca 1 1-1/ Rosca 1-1/ TE REDUCIDA HEMBRA-HEMBRA Rosca 1/ 3/ 1/ 1 3/ Rosca 1/ 1-1/ 1 3/ 1/ Rosca 1-1/ 1-1/ 1 3/ 1/ 35 MANGUITO DE UNIÓN HEMBRA-HEMBRA Rosca 1/ 3/ Rosca 1-1/ 1-1/ Rosca -1/ 15 TE IGUAL A HEMBRA-HEMBRA Rosca 1/ 3/ Rosca 1 1-1/ Rosca 1-1/ Todas las medidas expresadas en milímetros.

14 VÁLVULAS Y VENTOSAS VÁLVULA DE ESFERA METÁLICA Construidas en latón cromado. Juntas PTFE. PN - 1 ATM. Temperatura máxima 180 C. Extremo rosca gas. 1/ / 1 1 3/ / / / / 3 VÁLVULA DE MARIPOSA TIPO WAFER Cierre y juntas tóricas en EPDM. -1/ VÁLVULA DE MARIPOSA TIPO SOCKET VÁLVULA DE BOLA SERIE LISA Juntas de teflón VÁLVULA DE BOLA SERIE ROSCADA Juntas de teflón. 1/ / 1-1/ 15 3/ 1-1/ Todas las medidas expresadas en milímetros. /15

15 PROGRAMA DE ACCESORIOS VÁLVULAS Y VENTOSAS (continuación) VENTOSAS Cierre y juntas tóricas en EPDM. 1/ / Todas las medidas expresadas en milímetros. Las tuberías de Presión FERROPLAST están fabricadas mediante proceso de extrusión. /1

16 CONCEPTOS BÁSICOS DE HIDRÁULICA PÉRDIDAS DE CARGA Concepto: A lo largo de una conducción, un fluído experimenta una pérdida de energía que se denomina pérdida de carga. Las pérdidas de carga pueden ser de dos tipos: Continuas: son debidas al rozamiento con las paredes de la tubería. Localizadas: se producen en derivaciones, confluencias, cambios de dirección, cambios de sección, válvulas... y en cualquier elemento que introduzca una perturbación en la circulación del fluído. PÉRDIDAS DE CARGA LOCALIZADAS. LONGITUD DE TUBERÍA EQUIVALENTE. Para calcular las pérdidas de carga localizadas, se considerará que el accesorio produce la misma pérdida de carga que la existente en un tramo de tubería de longitud equivalente cuyo diámetro será: Codos y tes: el correspondiente nominal del accesorio. Ampliaciones y reducciones: El mayor de los dos diámetros. LONGITUD EQUIVALENTE EN CODOS Y ACCESORIOS 35 TE IGUAL: SALIDA LATERAL Longitud de tubería equivalente (m) 15 TE IGUAL: SALIDA BILATERAL CODO CODO 5 TE IGUAL: PASO DIRECTO Diámetro nominal (mm) /17

17 LONGITUD EQUIVALENTE EN REDUCCIONES Y AMPLIACIONES GRADUALES: LONGITUD EQUIVALENTE EN REDUCCIONES Y AMPLIACIONES BRUSCAS: d D d D REDUCCION EXTERIOR MACHO-HEMBRA CASQUILLO REDUCTOR Diámetro Como ampliación Como reducción Diámetro Como ampliación Como reducción d D L equi (m) L equi (m) d D L equi (m) L equi (m) , , ,5 3 3,5 1 3,5 3 5,5 5, ,5 3,5 3, ,5 7 8,5, PERFIL DE UNA CANALIZACIÓN EN RELACIÓN CON LAS PÉRDIDAS DE CARGA Sobre el alzado de una conducción se puede representar una línea que indique la presión manométrica existente en cualquier punto de ella. Dicha línea se conoce con el nombre de LÍNEA PIEZOMÉTRICA (L.P.) La Línea de Carga Absoluta (L.C.A.) es paralela a la L.P. y resulta de sumarle el valor de la presión atmosférica. Tanto L.P. como L.C.A. representan valores dinámicos, medidos con el líquido en movimiento. También se definen los siguientes planos estáticos: Plano de Carga Efectiva (P.C.E.) Máxima elevación que puede alcanzar el agua sin ayuda de impulsión. Plano de Carga Absoluta (P.C.A.) Plano paralelo al P.C.E. resultante de sumarle el valor de la presión atmosférica. P.C.A N.A.1 Pa/g M L.C.A. P.C.E R1 A L.P. Piezómetros Pa/g N N.A. B R /18

18 En función de la posición relativa de la tubería respecto a las líneas y planos anteriores, se pueden dar los siguientes casos: CASOS SEGÚN SITUACIÓN RESPECTO DE LOS PARÁMETROS PIEZOMÉTRICOS E P.C.A N.A.1 Pa/g M R1 A E3 E E1 L.C.A. L.P. E P.C.E N Pa/g N.A. Tubería AB por debajo de la línea piezométrica Tomando como origen la presión atmosférica, la presión es positiva en todos los puntos. La circulación del caudal de cálculo queda garantizada sin problemas. B R P.C.A N.A.1 R1 Pa/g M A L.C.A. L.P. Fondo P.C.E B N Pa/g N.A. Tubería AB coincide con la línea piezométrica en todo su recorrido. La presión manométrica en todos los puntos de la conducción es nula y, por tanto, el fluido circula a presión atmosférica. La conducción trabaja en régimen de lámina libre. R N.A.1 Pa/g M R1 A L.P. E L.C.A. F P.C.A P.C.E G N Pa/g N.A. B R Tubería AB por debajo de la línea piezométrica excepto el tramo situado entre L.P. y L.C.A. En el tramo EFG la presión es inferior a la atmosférica (presión manométrica negativa) y se favorece el desprendimiento de vapor de agua y del aire disuelto en el agua que, se acumularán en el punto más alto del tramo. Esta circunstancia provoca una pérdida de carga localizada y se evita colocando una ventosa en el punto F. P.C.A N.A.1 R1 Pa/g M A L.P. E P.C.E F GL.C.A. N Pa/g N.A. Tubería AB corta la línea de carga absoluta y queda por debajo del plano de carga efectiva. En este caso, el problema que se origina es similar al del caso anterior pero, el caudal circulante es aún menor. Es conveniente dejar registrable el tramo EFG. B R N.A.1 Pa/g M R1 A E F G P.C.A P.C.E L.C.A. L.P N Pa/g N.A. B R Tubería con un tramo sobre el plano de carga efectiva pero por debajo de la línea de carga absoluta. La tubería trabajará como un sifón. El llenado deberá ser lento para dejar salir el aire. Es aconsejable colocar una purga de aire en el punto más alto de la conducción (F). P.C.A N.A.1 Pa/g M R1 A E F G P.C.E L.C.A. L.P. N Pa/g N.A. Tubería con un tramo por encima de la línea de carga absoluta pero bajo el plano de carga absoluta. La tubería trabajará como un sifón pero, en las peores condiciones posibles. B R N.A.1 Pa/g M R1 A F E L.C.A. L.P. G P.C.A P.C.E N Pa/g N.A. Tubería con un tramo por encima de la línea y el plano de carga absoluta. No es posible la circulación de agua por acción de la gravedad. Para ello será necesario instalar un sistema de impulsión. B R /19

19 GOLPE DE ARIETE Concepto: Consiste en la determinación del valor de las sobrepresiones y depresiones que tienen lugar con el fenómeno, y que se desplazan a lo largo de la conducción a modo de onda. El valor de estas variaciones de presión depende de: Velocidad de propagación de la onda, la cual es función de: - Módulo de elasticidad del material. - Diámetro de la tubería. - Espesor del tubo. Tiempo de accionamiento de la válvula (T). Longitud de tubería (L). Velocidad de circulación antes de accionar la válvula (v). Cálculo: Primer paso: Cálculo de la celeridad de la onda, (a). La tabla siguiente muestra el valor de la celeridad de la onda para los tuberías del sistema de presión FERROPLAST. Diámetro nominal PN- Kg/cm Celeridad (m/s) PN- Kg/cm PN-1 Kg/cm PN- Kg/cm D mm D mm Segundo paso: Cálculo de la longitud crítica, (L c ). La longitud crítica es la longitud de tubería recorrida por la onda de presión durante el tiempo de accionamiento de la válvula. Se calcula mediante la expresión: L c = a x T Tercer paso: Cálculo de las variaciones de presión, ( P). Según sea el valor de la longitud de la tubería en relación con la longitud crítica se emplearán las siguientes fórmulas. L Lc (cierre lento): Cuando la onda regresa a la válvula, ésta aún permanece parcialmente abierta. Parte de la sobrepresión se disipará a través de la válvula. Para calcular el valor de esta sobrepresión se utiliza la fórmula de Michaud: x L x v P= g x T L > Lc (cierre rápido): La onda retorna a la válvula cuando ésta ya ha sido cerrada. El valor de la sobrepresión será mayor que en el calculado para el caso anterior. Para calcular el valor de la sobrepresión se utiliza la fórmula de Allievi: a x v P= g En ambas fórmulas, se tiene que: P: Valor de la sobrepresión (m.c.a.) L: longitud del tramo de tubería (m) v: velocidad del agua antes de accionar la válvula (m/s) g: aceleración de la gravedad (9.8 m/s) T: tiempo de accionamiento de la válvula (s) /

20 Fases del golpe de ariete: Supongamos una tubería alimentada por un depósito de nivel constante. Si cerramos instantáneamente la válvula, se producirán los siguientes fenómenos: L t< Línea de a presiones N.A. P t= a L N.A. L <t< L a a N.A. L a FASES DEL GOLPE DE ARIETE <t< 3L a N.A. A A v=vo v=0 Tubo dilatado L v=0 Tubo dilatado líquido comprimido L P A v=vo A Línea de presiones Línea de presiones v=0 Tubo dilatado líquido comprimido L P v=vo Línea de presiones v=0 Golpe de ariete directo. La onda se desplaza desde la válvula hacia el depósito provocando un aumento de presión en todo el tramo. Si el nivel del depósito es constante*, la presión en el interior de la tubería será mayor que H cuando la onda llegue a la embocadura. (*) Resulta una buena aproximación cuando el diámetro del depósito es mucho mayor que el de la tubería. Golpe de ariete inverso. Se origina una nueva onda que tiene como consecuencia la recuperación del diámetro de la tubería. Esta onda se refleja en la válvula y se desplaza hacia el depósito. EFECTOS La velocidad del agua se anula a medida que llega el frente de la onda y la tubería se dilata. Esto provoca la salida del agua desde el interior de la tubería hacia el depósito. La salida de agua hacia el depósito provoca la recuperación del diámetro de la tubería. Esto significa que el agua sigue circulando hacia el depósito y, como consecuencia de este flujo, el tubo comienza a contraerse. 3L a <t< L a N.A. A P v=vo Tubo contraído Líquido dilatado L Línea de presiones v=0 Cuando la nueva onda llega al punto A, la presión es inferior a H. El agua tiende a fluir de nuevo desde el depósito hacia la tubería. t= a L N.A. Tubo contraído Líquido dilatado L P Línea de presiones A v=vo El tubo vuelve a su diámetro normal. Si la válvula continúa cerrada, se reproducirá otra vez el fenómeno. Tubo y líquido en situación normal L Debido a que en toda la conducción existe una disminución de energía durante todo el desplazamiento del agua, el fenómeno se amortigua con el paso del tiempo y no se repite indefinidamente. /1

21 Métodos para atenuar los efectos del golpe de ariete: Tuberías con bajo módulo de elasticidad: Cuanto menor sea el módulo de elasticidad del material, la celeridad (a) será menor. Por lo tanto, el valor de las sobrepresiones será menor. Válvulas de alivio: Cuando se alcanza un valor de sobrepresión, la válvula abre y deja salir el agua. Se cierra automáticamente, cuando la sobrepresión desaparece. Calderines hidroneumáticos: Son depósitos que contienen agua y aire comprimido. Se conectan al comienzo de la impulsión. Cuando se produce una sobrepresión el agua entra en el calderín, y la sobrepresión se amortigua con la compresión del aire. Si se produce una depresión (arranque del bombeo), el aire comprimido empuja el agua que existe en el calderín, de manera que se reduce el valor de esta depresión. Válvulas de accionamiento lento: Se trata de válvulas a las que se les acopla un motor o actuador que permite regular la velocidad de accionamiento de la válvula. Chimeneas de equilibrio: Son conductos conectados por un extremo al comienzo de la impulsión y con salida libre a la atmósfera, en el otro. Este conducto permanece lleno de agua. Las sobrepresiones y depresiones se compensan por el movimiento del agua en el interior de la chimenea. /

22 RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE INSTALACIONES SIFONES Son conductos situados en parte por encima del plano de carga efectiva. N.A.1 L1 E M H1 P.C.E A H L H Plano de referencia B Para un funcionamiento adecuado del sifón es necesario que se cumplan los siguientes requisitos: 1. El sifón ha de estar lleno de líquido previamente. Para ello se aspira por el extremo de salida del líquido. Una vez lleno, comienza a funcionar como una conducción normal debido al desnivel existente entre los puntos M y B (denominado H).. La rama descendente y, por tanto el desnivel H, está limitada por las pérdidas de carga que se produzcan a lo largo de L. El sifón sólo puede funcionar si el valor de la pérdida de carga producida en L es menor al valor de H. 3. Si el desnivel H 1 supera los metros, la presión interior en el punto más alto del sifón puede provocar el desprendimiento de aire disuelto y la formación de vapor. Este efecto puede llegar a interrumpir el funcionamiento del sifón.. La boca de salida B debe colocarse siempre por debajo del plano de carga efectiva (P.C.E.). También se denomina sifón, a la conducción que discurre en parte o en su totalidad, por debajo de sus dos extremos: N.A.1 M N N.A. R1 A B R En este tipo de instalaciones es conveniente colocar un elemento de purga en el punto más bajo, con el fin de poder vaciar el sifón cuando sea necesario, e incluso para proceder a la limpieza del mismo. PURGAS DE AIRE En las tuberías que transportan líquidos existe el peligro de que en los puntos altos se formen bolsas de aire que dificultan, e incluso impiden, la circulación del líquido. Por ello, hay que evitar en lo posible la aparición de puntos altos. Si es inevitable, se debe proceder a la colocación en ellos de una ventosa o chimenea de purga. En el caso de ventosa, conviene colocar una válvula entre la tubería y ella, con el fin de poder aislar la ventosa si es necesaria su reparación. /3

23 DIÁMETRO DE LA TUBERÍA Las pérdidas de carga son proporcionales al cuadrado de la velocidad de circulación del fluído por la tubería. Para un caudal determinado, la velocidad de circulación del líquido será mayor cuanto menor sea el diámetro de la tubería. Esto significa, que en el caso de impulsiones de gran longitud: Un diámetro pequeño implicaría pérdida de cargas elevadas y, por tanto, para impulsar el caudal requerido sería necesario instalar una bomba con mayor valor de altura manométrica en su salida. Con lo cual, el consumo energético de la bomba sería mayor y además, se necesitaría una tubería de mayor presión nominal (timbraje). Una tubería de mayor diámetro tendría menor pérdida de carga y, en consecuencia se necesitaría un equipo de impulsión de menor potencia. El consumo energético sería menor y también la presión nominal (timbraje) de la tubería. VELOCIDAD DE CIRCULACIÓN Si la velocidad es elevada: El valor de la sobrepresión generada en el golpe de ariete es mayor que a velocidades más moderadas. Las pérdidas de carga serán excesivamente elevadas. Se acelera el desgaste por erosión de la tubería. Se generan ruidos molestos. Si la velocidad es baja: Se producen sedimentaciones, en el caso de que el agua pueda llevar sólidos en suspensión. A largo plazo, se pueden generar obstrucciones. Lo recomendable es establecer: Vmín: en el caso de que el agua lleve partículas en suspensión, tomar 0, m/s. Vmáx: Para el caso de redes de distribución, se puede adoptar la velocidad máxima en base a la tabla adjunta. Vmáx: Para estaciones de bombeo, se puede tomar,5 m/s. Dn (mm) V máx (m/s) 0, 0, 0,5 0, 0,8 0,9 0,71 0,7 0,77 0,79 0,81 0,8 0,87 0, 0,98 1,07 1, 1,35 1,55 ANCLAJES Se utilizan en lugares concretos de la instalación para absorber y transmitir un esfuerzo al terreno. Suelen ser dados de hormigón armado a los que se une la tubería mediante barras que la abrazan. PUNTOS DE ANCLAJE MÁS FRECUENTES Bridas ciegas o tapones Derivaciones en T Codos 5 Reducciones Esquemas Fórmulas para calcular las fuerzas que deben resistir los anclajes F= 0,008 D Pmáx F= 0,008 D Pmáx F= 0,011 D Pmáx F= 0,00 D Pmáx F= 0,008 (D -d ) Pmáx Donde: F: Fuerza (Kg). D: Diámetro interior de la tubería (mm.) d: Diámetro interior de la tubería de menor diámetro (mm.) Pmáx: Presión máxima (Kg/cm ) /

24 Se acompaña una tabla con el cálculo del valor de la fuerza de anclaje (Kg) para los accesorios indicados, calculados para un valor máximo de presión igual a la presión nominal. CODO F=0,011 D Pmáx. CODO 5 F=0,00 D Pmáx. Presión nominal Presión nominal Diámetro PN atm PN atm PN 1 atm PN atm Diámetro PN atm PN atm PN 1 atm PN atm REDUCCIONES F=0,008 (D - d ) Pmáx. DERIVACIONES EN T, TAPONES Y BRIDAS CIEGAS F=0,008 D Pmáx. Presión nominal Presión nominal Diámetro PN atm PN atm PN 1 atm PN atm Diámetro PN atm PN atm PN 1 atm PN atm / / / / / / / / / / / / / / / / / / 1/ 1/ 10/ 0/ /

25 CONSEJOS DE MONTAJE E INSTALACIÓN UNIÓN ENCOLADA 1 Marcar la longitud de introducción Limpiar las superficies de contacto del tubo en el abocardado. con limpiador FERROPLAST. 3 Aplicar adhesivo FERROPLAST con brocha de la siguiente forma: a En la parte hembra se aplica adhesivo FERROPLAST desde dentro hacia fuera, en sentido longitudinal, teniendo en cuenta que una cantidad excesiva de adhesivo puede provocar que se acumule adhesivo en el fondo. b En la parte macho se aplica de igual forma, en sentido longitudinal. Alinear los tubos y ensamblarlos 5 sin girar. Retirar el adhesivo sobrante. NECESIDADES DE ADHESIVO Y LIMPIADOR FERROPLAST POR UNIÓN Diámetro (mm) Adhesivo FERROPLAST (g/unión) Limpiador FERROPLAST (g/unión) /

26 UNIÓN POR JUNTA ELÁSTICA 1 Limpiar y secar las superficies a unir. Aplicar Lubricante FERROPLAST en el cajeado que alojará la junta elástica en el extremo hembra del tubo. Introducir la junta elástica en la cavidad. 3 Lubricar también la junta elástica. Marcar la longitud del tubo a introducir 5 Alinear los dos tubos y empujar el extremo macho hasta la marca realizada anteriormemte /7

27 INSTALACIÓN EN ZANJA. Los factores que influyen en la definición de la anchura y profundidad de la zanja son los siguientes: Fases de la instalación. Diámetro del tubo a instalar. Tipología de la zanja. Topografía y clase de terreno. La profundidad va en función de las cargas móviles. a) Excavación Con el fin de facilitar los trabajos en el interior de la zanja, se recomienda darle una anchura superior en cm. al diámetro de la tubería por ambos lados y, excavar unos 15 cm. más por debajo de la generatriz inferior del tubo. Este vaciado adicional se rellena con arena o tierra vegetal, nivelando la superficie y, evitando así los posibles daños que pudiera sufrir el tubo a causa de piedras y cantos angulosos. En suelos arenosos exentos de terrones y piedras se podrá prescindir del relleno. No se debe instalar nunca sobre materiales que varíen su volumen con la humedad (arcillas, etc.) y/o temperatura (caliza, etc.). b) Relleno de la zanja. Se debe realizar por ambos lados a la vez utilizando el propio material extraído durante la excavación o bien con otro material seleccionado. Fase I: ejecución de la cama de apoyo Formación de la capa de apoyo sobre la que se extenderá el tubo. Esta capa de material garantizará el adecuado ángulo de apoyo del tubo sobre el fondo. Debe compactarse uniformemente en toda su longitud. Fase II: relleno hasta generatriz superior del tubo Se continúa el relleno vertiendo material en capas de espesor menor o igual a 15 cm., con un grado de compactación similar al de la cama de apoyo. Esta etapa se repite sucesivamente hasta llegar a la coronación del tubo, dejándolo visible. No deben quedar espacios vacíos bajo el tubo y es muy importante compactar bien el relleno vertido a ambos lados de la tubería. Fase III: relleno con suelo seleccionado sobre generatriz superior del tubo Se continúa el relleno hasta cm. por encima de la coronación. En esta fase se debe usar suelo seleccionado y cribado, pudiéndose utilizar también para este fin el mismo material que se usó para el lecho. Fase IV: relleno hasta coronación de la zanja Continuación del relleno hasta la coronación de la zanja, en tongadas de espesor menor o igual a cm. La compactación en cualquiera de las fases de relleno se debe hacer con pisón ligero y en ambos lados del tubo sin llegar a compactar la zona central en la proyección horizontal de la tubería. c) Tendido Los tubos deben colocarse como se indica en las Instrucciones de Montaje descritas anteriormente. Dada la ligereza de los tubos, los diámetros pequeños no precisan de maquinaria especial para su instalación y los diámetros grandes no requieren maquinaria muy pesada. /8

28 EJEMPLOS DE CÁLCULO CON TUBERÍAS DE PRESIÓN CÁLCULO TEÓRICO Ejemplo 1: Se dispone de un depósito situado a cota 10 m, desde el que se desea enviar un caudal de 15 l/s a otro depósito situado a una cota de m. Suponiendo que el nivel en el depósito situado a menor cota permanece constante e igual a m, calcular: a) Diámetro de tubería necesario. b) Presión nominal de la tubería. c) Potencia requerida en la bomba situada a la salida del depósito inferior. (rendimiento conjunto bomba-motor η=%) Nota: Se despreciarán las pérdidas de carga localizadas. Esquema: h Ha Hb b H a m 1 m m B Solución: Se adoptará como velocidad recomendable de circulación: v= 0, m/s Por lo tanto, la sección interior de la tubería vendrá dado por: S= Q v Q= 15 l/s= 0,015 m 3 /s 0,015 S= = 0,0 m =.000 mm 0, El diámetro interior de la tubería será: S= π D D=178,5 mm Dado que el desnivel existente es de 1 m, parece claro que la bomba debe tener como mínimo una presión al comienzo de la impulsión, de 1 atm. Luego adoptaremos como presión nominal de la tubería, 1 atm. En este caso, dos son las tuberías que pueden tener un diámetro interior entorno al calculado: atm, 0-1 atm atm: 158, mm 0-1 atm: 17, mm El valor más aproximado es el de 0-1 atm /9

29 Necesitamos conocer el valor real de la velocidad de circulación: v= Q S π (17,) S= = 371,5 mm = 0,0 m 0,015 v= = 0, m/s 0,0 Calculamos ahora el valor de las pérdidas de carga que se producen a lo largo de la conducción. Utilizamos la fórmula de Manning: R H = S P v n J= ; n= 0,008 /3 R H,donde P= perímetro interior S= 0,0 m P= π D= π 0,17= 0,553 m R H = 0,0 0,553 = 0,0 m 0, J= 0,008 0,158 m = 1,58-3 m/m= 0,0 /3 0m Si la longitud de la tubería es de 00 metros, la pérdida de carga continua total será: h=00 1,58-3 = 1,58 m Significa esto que la bomba debe dar un caudal de 15 l/s con una presión manométrica al inicio de la impulsión de: H=1-+ h H=1-+1,58= 11,58 m La potencia requerida de la bomba será: Pt= γ Q H ( η) donde: Pt= potencia en c.v. γ= peso específico del agua (00 Kg/m 3 ); Q= caudal en m 3 /s H= altura en m η= rendimiento conjunto bomba-motor Pt= 00 0,015 11,58 ( 0,) =, C.V. Resultados: a) Ø 0 mm b) Pn=1 atm c) Pt=, C.V. Nota: Si hubiésemos elegido la tubería atm, la pérdida de carga que tendríamos sería mayor, por lo que hubiésemos necesitado una bomba de mayor potencia que la necesaria para el tubo 0-1 atm. /

30 Ejemplo : Se dispone de un depósito situado a cota 3 m, desde el que se desea enviar un caudal de l/s a un punto de la conducción situado a cota de 3 m, mediante una tubería de 00 m de longitud. Suponiendo que el nivel en el depósito permanece constante e igual a 8 metros, calcular: a) Diámetro de tubería necesario. Nota: Se despreciarán las pérdidas de carga localizadas. Esquema: 8 m a h 3 m 00 m b 3 m Solución: h= = 38 m Si la longitud de tubería es de 00 m, entonces la pérdida de carga por unidad de longitud será: 38 J= = 1, - m/m 00 El valor de J vendrá dado por: v n J= ; n= /3 R H (1) Puesto que v (velocidad) se calcula según: v= Q S () donde S= sección de la tubería. /31

31 y R H toma el valor: R H= S P (3) y: S= π D () P= π D (5) Tendremos que combinando las cinco expresiones anteriores, el valor de J se calcula como: J=, Q n D 1/3 () Por lo que si Q= l/s= 0.0 m 3 /s, entonces: D= (, 0,0 0,008 3/1 = 0,1719 m (1, - ) ) Obtenemos que el valor necesario de diámetro interior de tubería debe ser D=171,9 mm. Puesto que el nivel de agua en el depósito permanece en 8 metros, entonces será suficiente con una tubería de presión nominal atm. Veamos que tubería tiene un diámetro interior de valor más aproximado al calculado: 180x: Dint= 171, mm Esta será la tubería necesaria. El caudal que circulará por la tubería será el correspondiente a este diámetro. Haciendo uso de la fórmula () tendremos: 1, - =, Q 0,008 (0,171) 1/3 Despejando el valor de Q, tendremos: Q= 0,039 m 3 /s Para este caudal, la velocidad de circulación del agua dentro de la tubería será de: v= Q S S= π D π 0,171 S= = 0,03 m 0,039 v= = 1,9 m/s 0,03 Resultado: a) Ø 180 mm - atm /

32 CÁLCULO APROXIMADO Para los dos ejemplos siguientes, haremos uso de las ruletas. Ejemplo 1: Se dispone de un depósito situado a cota 10 m, desde el que se desea enviar un caudal de 15 l/s a otro depósito situado a una cota de m. Suponiendo que el nivel en el depósito situado a menor cota permanece constante e igual a m, calcular: a) Diámetro de tubería necesario. b) Presión nominal de la tubería. c) Potencia requerida en la bomba situada a la salida del depósito inferior. (rendimiento conjunto bomba-motor η=%) Nota: Se despreciarán las pérdidas de carga localizadas. Solución: Se adoptará como velocidad recomendable de circulación: v=0, m/s Dado que el desnivel existente es de 1 m, parece claro que la bomba debe tener como mínimo una presión al comienzo de la impulsión, de 1 atm. Luego adoptaremos como presión nominal de la tubería, 1 atm. Si en la ruleta Caudal-Diámetro-Velocidad fijamos el indicador de caudales en 15 l/s, leeremos que el diámetro nominal de la tubería de 1 atm de presión que más se aproxima a la velocidad de 0. m/s es: Ø=0 mm Pn=1 atm Como se puede ver en la propia ruleta, el valor de la velocidad es algo superior a 0. m/s. Adoptaremos v=0,1 m/s Calculamos ahora el valor de las pérdidas de carga que se producen a lo largo de la conducción. Utilizamos la ruleta Caudal-Diámetro-Pérdidas de carga, fijando el lector de caudales en 15 l/s. Para la tubería 0x1, obtenemos un valor de pérdidas de carga de: 0,1 m J= = 0,001 m/m 0 m Si la longitud de la tubería es de metros, la pérdida de carga continua total será: h= =1, m Significa esto que la bomba debe dar un caudal de 15 l/s con una presión manométrica al inicio de la impulsión de: H=1+1,=11, m=1,1 atm=1,1 kg/cm La potencia requerida de la bomba será: Pt= γ Q H ( η) donde: Pt= potencia en c.v. γ= peso específico del agua (00 Kg/m 3 ); Q= caudal en m 3 /s H= altura en m η= rendimiento conjunto bomba-motor Pt= 00 0,015 11, ( 0,) =,3 C.V. Resultados: a) Ø 0 mm b) Pn=1 atm c) Pt=,3 C.V. /33

33 Ejemplo : Se dispone de un depósito situado a cota 3 m, desde el que se desea enviar un caudal de l/s a un punto de la conducción situado a cota de 3 m, mediante una tubería de 00 m de longitud. Suponiendo que el nivel en el depósito permanece constante e igual a 8 metros, calcular: a) Diámetro de tubería necesario. Nota: Se despreciarán las pérdidas de carga localizadas. Solución: En este caso, la pérdida de carga deberá ser igual al desnivel existente entre la superficie libre del depósito y el punto de desagüe. Por lo tanto: h= = 38 m Si la longitud de tubería es de 00 m, entonces la pérdida de carga por unidad de longitud será: 38 J= =1, - m/m= 00 1, m 0 m Como el nivel del depósito se encuentra a 8 m respecto de la entrada de la tubería, tomaremos como valor de presión nominal de la tubería, atm. En la ruleta Caudal-Diámetro-Pérdidas de carga, si fijamos el lector de caudales en l/s, obtenemos que las tuberías que conducen ese caudal con unas pérdidas en torno a los 1, - m/m, son 180- atm ó 0- atm. Pero es suficiente con atm. Q= l/s Para este caudal, la velocidad de circulación del agua para la tubería 180- será la calculada en la ruleta Caudal- Diámetro-Velocidad, situando el indicador de caudales en l/s: v= 1, m/s Resultado: a) Ø 180 mm - atm FACTORES DE CONVERSIÓN DE UNIDADES LONGITUD CAUDAL PRESIÓN POTENCIA 1m.= 3,81 pies= 39,37 pulgadas 1 pie=,8 cm. 1 pulgada=,5 cm. 1m 3 /s= l/s 1m 3 /s= 3.00 m 3 /h 1Mpa= Kg/cm = atm 1 atm= 70 mm de Hg= m.c.a.= 1,013 bar 1 C.V.= 735 W 1 H.P.= 7 W 1 W= 1 J/s /3

34 RULETAS DE CÁLCULO PARA SISTEMA DE PRESIÓN EN P.V.C. PÉRDIDAS DE CARGA - CAUDAL - DIÁMETRO NOMINAL VELOCIDAD - CAUDAL - DIÁMETRO NOMINAL Ábaco Presión 1 Ábaco Presión

35 Oficinas centrales: LA CORUÑA Tel.: Fax: Paseo Marítimo, 7-8 (Edificio Mediodía) La Coruña admincor@ferroplast.es web: Fábricas y oficinas: LUGO Tel.: Fax: Rúa José Ferro Rodeiro, 783 Muras (Lugo) GRANADA Tel.: Fax: Ctra. Atarfe a Sta. Fe, s/n. 18 Atarfe (Granada) Delegaciones: BARCELONA Tel.: Fax: Pol. Ind. Sant. Ermengol C/Progres, Abrera (Barcelona) VALENCIA Tel.: Fax: 91 0 C/ Ciudad de Barcelona, Fuente del Jarro (Valencia) VALLADOLID Tel.: Fax: 983 Pol. Ind. San Cristóbal C/ Oro, 701 Valladolid VIZCAYA Tel Fax: Avenida Ibaizabal, Galdácano (Vizcaya) PORTUGAL GPF Materiais de Construção Lda. BRAGA. Tel Fax: Lugar do Pinheiro. Lote Sequeira (Braga)

36 Sistema de presión PVC