Tuberías de polietileno. Manual técnico

Transcripción

1 Tuberías de polietileno. Manual técnico AseTUB

2 Índice Presentación Introducción Objeto y alcance del manual Los materiales plásticos Termoplásticos Termoestables Evolución histórica y situación actual del uso de las tuberías de PE Características técnicas básicas de los tubos y accesorios de PE Introducción La materia prima: el PE Obtención Características generales del PE Densidad Peso molecular Estructura molecular Índice de fluidez (MFR) Cristalinidad El proceso de fabricación Fabricación de tubos por extrusión Fabricación de accesorios por inyección Fabricación de accesorios manipulados por soldadura

3 6 Tuberías de polietileno. Manual técnico 2.4. Control de calidad Sistema de gestión de la calidad Control de la materia prima Control de los tubos Definiciones Definiciones específicas de los tubos de materiales termoplásticos Terminología empleada para caracterizar a las presiones hidráulicas Características y propiedades de los tubos de PE Introducción Características mecánicas Comportamiento de los tubos de PE ante los esfuerzos de tracción Resistencia a la tracción circunferencial. Tipos de PE Módulo de elasticidad Alargamiento en la rotura Resistencia a la flexión Resistencia a los esfuerzos longitudinales Flexibilidad Robustez Características físicas Densidad Permeabilidad al gas Color Otras características físicas Características químicas y biológicas Resistencia a la corrosión Resistencia química Resistencia bacteriana Características térmicas Comportamiento ante la temperatura Estabilidad a la luz y a la intemperie Resistencia a las radiaciones Comportamiento frente a la acción del fuego

4 Índice Características eléctricas Características hidráulicas Reciclabilidad Ventajas de los tubos de PE Normativa, reglamentación y certificación Conceptos básicos Normativa básica de los tubos de PE Certificación en los tubos de PE Reglamentación básica en materia de tuberías Marcado y trazabilidad de las tuberías Características específicas de los tubos de PE según aplicaciones Introducción Tuberías de PE para agua potable Tuberías de PE para saneamiento Tubos para saneamientos bajo presión hidráulica interior Tubos para saneamientos en lámina libre Tuberías de PE y PP estructuradas para saneamiento Tuberías de PE para riego y microirrigación Riego Microirrigación Tuberías de PE para conducción de agua reciclada Tuberías de PE para conducción de gas Tuberías de PE para la protección de cables Tuberías de PE para telecomunicaciones Tuberías de PE para otras aplicaciones Tuberías de PE para drenaje Tuberías para el transporte de sólidos Tuberías para emisarios submarinos Tuberías para rehabilitación y renovación de conducciones existentes Tuberías para instalación sin apertura de zanja Otras aplicaciones Tuberías de desagüe en el ámbito de la edificación

5 8 Tuberías de polietileno. Manual técnico Tuberías para la refrigeración de líneas eléctricas Tuberías para la protección de conducciones de calefacción Accesorios y otros elementos complementarios Introducción Accesorios en PE de pared lisa Accesorios para unión por soldadura a tope Accesorios inyectados (polivalentes) Accesorios manipulados Accesorios para unión por electrofusión Accesorios para uniones mecánicas Accesorios para uniones mediante bridas Accesorios de PE y PP estructurados Válvulas Pozos de registro y arquetas de inspección Sistemas de unión Introducción Soldadura por electrofusión Generalidades Equipo de soldadura por electrofusión Proceso de soldadura por electrofusión Precauciones en la electrofusión Ventajas de la electrofusión Soldadura a tope Generalidades Equipos de soldadura a tope Proceso de soldadura a tope Rendimientos Unión mediante accesorios mecánicos Uniones por junta elástica Uniones mediante bridas Diseño hidráulico Introducción

6 Índice Conducciones de abastecimiento Tipos de redes de abastecimiento Cálculo de caudales Presiones en la red Cálculo de las pérdidas de carga Planteamiento general Pérdidas de carga continuas Pérdidas de carga localizadas Sobrepresiones debidas al golpe de ariete Velocidades de diseño Diámetros mínimos Métodos para el diseño de las redes de abastecimiento Conducciones de saneamiento Tipos de redes de saneamiento Cálculo de los caudales de aguas residuales Cálculo del caudal de aguas pluviales Periodo de retorno de diseño Intensidad media de precipitación, I t Coeficiente de escorrentía Caudales de diseño de las conducciones Diseño hidráulico Diámetro mínimos Diseño mecánico Tubos rígidos y flexibles Los criterios tradicionales de rigidez Nuevos criterios para caracterizar la rigidez Metodología de cálculo Hipótesis I. Presión interna positiva (estado tensional) Hipótesis II. Acciones externas y presión interna positiva (estado tensional y deformaciones) Hipótesis III. Acciones externas (estado tensional y deformaciones) Hipótesis IV. Acciones externas y presión interna negativa (pandeo o colapsado) Ejemplos de cálculo

7 10 Tuberías de polietileno. Manual técnico 8. Instalaciones enterradas Introducción Transporte, manipulado y acopio Transporte Manipulado Acopio Trazado Tipos de zanjas Excavaciones Montaje Apoyos de la conducción Rellenos Criterios de selección de materiales Criterios de compactación Técnicas de compactación Entibaciones Agotamientos y rebajes del nivel freático Las pruebas de la tubería instalada Introducción Metodología en conducciones de abastecimiento Prueba de presión interior Prueba de estanquidad La prueba de la Norma UNE-EN Etapa preliminar o de relajación Etapa de caída de presión Etapa principal Metodología en conducciones de saneamiento Prueba según la Norma UNE-EN Prueba con aire (método L ") Prueba con agua (método W ) Instalaciones aéreas Introducción Determinación de la dilatación longitudinal

8 Índice Sistemas de compensación de la dilatación Sistema de compensación en L Sistema de compensación en Z Sistema de compensación en U Distancia entre apoyos en tramos rectos Detalles constructivos especiales Macizos de anclaje Codos Derivaciones Conos reductores Tapones Conducciones instaladas en pendiente Tuberías instaladas en pendiente Cruce de estructuras Conexión con tuberías de otros materiales Tuberías de PE en acometidas Introducción Acometidas de abastecimiento Acometidas de saneamiento Tuberías de PE en emisarios submarinos Introducción Ventajas de PE Particularidades de los emisarios Cálculo hidráulico Estabilidad y resistencia mecánica de la tubería En instalación En servicio Elementos auxiliares Cálculos estructurales durante el fondeo controlado por inundación progresiva Construcción por flotación y fondeo Introducción Unión de tramos en el fondo Unión de tramos en la superficie

9 12 Tuberías de polietileno. Manual técnico Descripción de los esfuerzos en las distintas fases de fondeo Unión de tramos en el fondo La abolladura Métodos para reducir los esfuerzos en fondeo Tensiones longitudinales Abolladura Esfuerzos horizontales en transporte (flotación) La capacidad mecánica de la tubería Conclusiones Mantenimiento y reparaciones Introducción Inspección de canalizaciones Técnicas visuales Técnicas geofísicas Limpieza Limpieza con agua Limpieza con equipos accionados mediante cable Limpieza con equipos autopropulsados Limpieza por procedimientos químicos Reparaciones puntuales de averías Sistemas de reparación sin corte de tubería Sistemas de reparación con corte de tubería Sistemas de reparación de tuberías estructuradas Otros sistemas de reparación Pinzamiento de tubos de polietileno Tuberías de PE en aplicaciones sin apertura de zanja Introducción Rehabilitación Introducción Normativa Entubado simple (sliplining) Entubado ceñido (close fit) Acometidas en rehabilitación de redes

10 Índice Renovación de conducciones existentes: el bursting Instalación de nuevas tuberías sin apertura de zanja Hincas neumáticas o por percusión (impact moling) Perforación horizontal dirigida (HDD) Calidad en los sistemas de conducciones Certificación del producto Marcado CE Cualificación de los instaladores Conclusion

11 Presentación Es quizá demasiado ambicioso el pretender recoger en un manual todos los conocimientos sobre las tuberías de polietileno, máxime cuando su evolución es constante y progresiva. Aun así, ésa ha sido nuestra intención, mostrar el estado del arte de este tipo de tuberías que han experimentado un avance espectacular en los últimos años. El avance tecnológico tanto en la materia prima como en el proceso de fabricación, ha sido fruto de un importante esfuerzo de innovación. Este esfuerzo hace posible que hoy puedan ofrecerse soluciones integrales en polietileno para muy diversas aplicaciones. Es innegable el crecimiento de la presencia de las tuberías plásticas en las redes de conducción de agua, de gas, en la canalización eléctrica, en las aplicaciones industriales, etc. Y ello se debe a sus propiedades intrínsecas que las hacen idóneas para todas estas y otras aplicaciones. Cuando pensamos en tuberías plásticas pensamos en tuberías flexibles, y las tuberías de polietileno son el paradigma de la flexibilidad, una de sus características principales, sin menospreciar, por supuesto, su ligereza, su resistencia a la presión interna, a las cargas, a la corrosión, su estanquidad y su larga vida útil. Estas ventajas hacen que las tuberías de polietileno sean las más utilizadas en la conducción de gas, aplicación que exige un alto nivel de seguridad, y que su crecimiento sea imparable en las demás aplicaciones, en especial en conducción de agua para abastecimiento, saneamiento, riego, drenaje, tanto en nuevas redes como en redes existentes sustituyendo a otros materiales. Todas las características de los sistemas de tuberías de polietileno han sido recogidas en la profusa normativa existente sobre este tipo de tuberías, y en base a la cual es posible la certificación de calidad de las mismas.

12 16 Tuberías de polietileno. Manual técnico La Asociación Española de Fabricantes de Tubos y Accesorios Plásticos, AseTUB, siempre ha apostado por la calidad, como motor de la competencia y el progreso, exigiendo a sus miembros la calidad de sus productos, identificada con la Marca de Calidad de AENOR. Esta calidad del producto ha de verse necesariamente acompañada por la calidad de instalación, debiendo exigirse la necesaria cualificación del instalador para garantizar el comportamiento óptimo de los sistemas de tuberías. Este sello de calidad es el que hemos querido imprimir también en este manual, cuya elaboración ha sido encargada a D. Luis Balairón, Profesor de la Universidad de Salamanca y Director del Laboratorio de Hidráulica del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX). Su profesionalidad y gran conocimiento de la materia ya han quedado patentes en obras como las reconocidas Guías técnicas de abastecimiento y saneamiento del CEDEX de las que es autor, y ahora se plasman también en este libro. Finalmente, agradecemos a los expertos técnicos de las empresas de la asociación su colaboración en esta obra, que confiamos sea útil para todos. AseTUB