Sistema de saneamiento PVC

Transcripción

1

2 Sistema de saneamiento PVC

3

4 ÍNDICE Introducción Fabricación y presentación Calidad Garantías Propiedades y características Campos de aplicación Programa de tuberías Programa de accesorios Instrucciones de montaje Datos técnicos Cálculo hidráulico Ruletas de cálculo para sistema de Saneamiento en P.V.C

5 Las tuberías de Saneamiento Ferroplast de pvc no plastificado están ideadas para la canalización, enterrada y sin presión, de aguas negras y residuales de origen industrial o doméstico. En la actualidad, constituyen la solución técnica y económica más eficaz y racional para este tipo de aplicaciones. /6

6 FABRICACIÓN Y PRESENTACIÓN Las tuberías de Saneamiento FERROPLAST están fabricadas en conformidad con la Norma UNEEN14011: Sistemas de canalización en materiales plásticos para saneamiento enterrado sin presión. Poli (cloruro de vinilo) no plastificado (PVCU). Parte 1: Especificaciones para tubos, accesorios y el sistema. Las tuberías de Saneamiento FERROPLAST son extruídas, calibradas y abocardadas en línea, por procedimientos totalmente automáticos. Marcadas metro a metro por proyección de chorro de tinta indeleble (InkJet), donde se indica: Año de fabricación FERROPLAST SANEAMIENTO SNx AENOR 001/088 PVC XXXX UNEEN 1401 Ux DIAM =xx E=xx.x PARTIDA xxx EQUIPO x Color: naranjarojizo. Los tubos se presentan biselados y abocardados para su unión por junta elástica. CALIDAD Nuestro departamento de calidad dedica una especial atención a las distintas fases del proceso de fabricación, que van desde el control de las materias primas hasta los productos terminados, los cuales son analizados continua y regularmente en nuestro laboratorio. Las pruebas realizadas son las exigidas por la Norma UNEEN La calidad de nuestros productos está corroborada por la certificación AENOR. GARANTÍAS Plásticos Ferro, S.L. ofrece un Certificado de Garantía por un año desde la fecha de entrega del material para todos sus productos fabricados. Además, nuestra empresa tiene suscrita una Póliza de Responsabilidad Civil que cubre hasta ,10 euros por daños ocasionados como consecuencia de un posible defecto en nuestros tubos y/o accesorios, por siniestro. /7

7 PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS LIGEREZA RESISTENCIA A la corrosión. Es resistente tanto al ataque de sustancias 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 la abrasión. Debido a su baja rugosidad no se ven afectadas por la acción de las partículas sólidas y abrasivas que puedan contener los fluidos transportados. A las corrientes erráticas, telúricas y galvánicas. No se ven afectadas desde el punto de vista de la corrosión electrolítica dado que el P.V.C. es un material no conductor de la electricidad. ESTANQUEIDAD FACILIDAD DE MONTAJE ECONOMÍA DE MANTENIMIENTO Los trabajos de limpieza de la canalización son más rápidos y menos frecuentes. En caso de avería, las reparaciones son rápidas y poco costosas dada la amplia gama de accesorios. ECONOMÍA DE DISEÑO Su bajo coeficiente de rugosidad permite una velocidad de flujo elevada que, junto con las importantes reducciones de pérdida de carga, permiten el uso de diámetros más pequeños que con tuberías de otros materiales. Las pendientes necesarias para conseguir velocidades mínimas son menores que para tuberías de otros tipos de materiales. Por tanto, se necesitan menores volúmenes de excavación. OTRAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Rigidez anular nominal Relación D/e máxima (SDR) Densidad media Módulo de elasticidad Coeficiente medio de dilatación térmica lineal Conductividad térmica Resistencia eléctrica superficial EXIGENCIAS EN ENSAYOS Esfuerzo circunferencial (ensayo de presión interna) 60 C, horas Resistencia al impacto a 0 C Temperatura de reblandecimiento VICAT Retracción longitudinal en caliente Resistencia al diclorometano 15 C SERIE SN2 SN4 SN8 2 KN/m KN/m ,4 g/cm MPa 8 KN/m ,08 mm/m C 0,16 W/m C Ω VALOR 10 MPa T.I.R. 10% 79 C < 5% Sin ataque /8

8 Nuestro departamento de calidad dedica una especial atención a las distintas fases del proceso de fabricación, que van desde el control de las materias primas hasta los productos terminados. CAMPOS DE APLICACIÓN Colectores en edificios Acometidas de saneamientos Red general de saneamiento urbano Emisarios /9

9 PROGRAMA DE TUBERÍAS SANEAMIENTO SIN PRESIÓN. UNEEN Diámetro exterior (mm.) Diámetro interior (mm.) SN2 Espesor (mm.) SN4 Diámetro interior (mm.) Espesor (mm.) SN8 Diámetro interior (mm.) Espesor (mm.) L. total=6 m. L. total=3 m. Longitud útil Longitud útil (m.) (m.) ,6 3,2 103,6 3,2 5, ,6 3,2 117,6 3,7 5, ,6 3,2 152,0 4,0 15 4,7 5,909 2, ,2 3,9 190,2 4,9 188,2 5,9 5,895 2, ,2 4,9 237,6 6,2 235,4 7,3 5,825 2, ,6 6,2 299,6 7,7 296,6 9,2 5, ,2 7,9 380,4 9,8 376,6 11,7 5, ,4 9,8 475,4 12,3 470,8 14,6 5, ,4 12,3 599,2 15,4 593,2 18,4 5,580 La serie SN8 tiene concedida marca AENOR en los diámetros 110 y 125. Resto de diámetros en trámite. SANEAMIENTO CON PRESIÓN. UNE EX. Plásticos Ferro, S.L. ofrece además su gama de tuberías para saneamiento con presión. Las propiedades y características técnicas, así como el programa de tuberías y accesorios, se encuentran detallados en el catálogo: SISTEMA DE PRESIÓN PVC.

10 PROGRAMA DE ACCESORIOS CODOS CODO MACHOHEMBRA A ,0 74,0 84,0 Z2 100,0 Z ' ,0 136,0 144,0 160,0 85,0 103,0 114,0 140,0 105,0 132,0 166,0 211,0 122,0 154,0 192,0 244, ,0 150,0 380,0 430,0 CODO MACHOHEMBRA A ,0 100,0 72,0 84,0 67,0 46,0 Z2 50,0 64,0 Z ,0 144,0 101,0 118,0 58,0 73,0 80,0 100, ,0 160,0 140,0 150,0 91,0 103,0 126,0 152,0 CODO HEMBRAHEMBRA A Z2 Z ' ,0 101,0 154,0 154, ,0 116,0 192,0 192,0 CODO HEMBRAHEMBRA A 45 Z2 Z ,0 101,0 79,0 79, ,0 116,0 100,0 100,0 Todas las medidas expresadas en milímetros. /11

11 PROGRAMA DE ACCESORIOS (continuación) INJERTOS INJERTO SIMPLE MACHOHEMBRA A Z2 Z ' ,0 74,0 76,0 98,0 98,0 Z ,0 86,0 105,0 119,0 119, ,0 146,0 101,0 114,0 120,0 166,0 152,0 185,0 152,0 185,0 Z3 INJERTO SIMPLE HEMBRAHEMBRA A ' Z2 Z3 Z ,0 117,0 101,0 117,0 165,0 211,0 152,0 185,0 152,0 185,0 Z3 INJERTO SIMPLE HEMBRAHEMBRA A ,0 101,0 101,0 Z2 311,0 Z3 311,0 Z ,0 117,0 113,0 392,0 392,0 Z3 TOMA INJERTO ,0 290, ,0 360,0 290,0 290,0 /12 Todas las medidas expresadas en milímetros.

12 MANGUITOS MANGUITO PASAMUROS ,0 107,0 126,0 146,0 MANGUITO UNIÓN JUNTA ELÁSTICA ,0 217,0 254,0 297,0 325,0 Todas las medidas expresadas en milímetros. Las tuberías de Saneamiento Ferroplast de poli (cloruro de vinilo) no plastificado están ideadas para la canalización, enterrada y sin presión, de aguas negras y residuales de origen industrial o doméstico. En la actualidad, constituyen la solución técnica y económica más eficaz y racional para este tipo de aplicaciones. /13

13 INSTRUCCIONES DE MONTAJE UNIONES 1 Limpiar las superficies a unir. Aplicar Lubricante Ferroplast en el cajeado que alojará la junta elástica en el extremo hembra del tubo. 2 Colocar la junta elástica en la cavidad. 3 Lubricar también la 4 Marcar la longitud de 5 junta elástica. tubo a introducir. Alinear los dos tubos y empujar el extremo macho hasta la marca realizada anteriormente. Para un correcto ensamblaje de los tubos y una garantía total de estanqueidad, el anillo de caucho o junta elástica debe estar bien lubricado, tanto por la parte interior como por la exterior, en el momento de la unión de los dos tubos. Por ello, se aconseja no introducirlo en la cavidad del tubo hasta entonces. ACOMETIDAS Para las acometidas domiciliarias al conducto principal se utilizan derivaciones o tomas injertos tipo clic con juntas que aseguran la perfecta estanqueidad de las uniones. Proceso de montaje de un injerto clic A 3 B 1. Taladrar perpendicularmente al tubo un agujero de diámetro aproximado al del tubo a injertar. Para ello se hace uso de una sierra que puede ser accionada con ayuda de una llave o con un taladro, en ambos casos a velocidad lenta. 2. Eliminar las virutas del borde del agujero con ayuda de una lija. 3A y B. Ensamblar el injerto clic. Este sistema de acometida, a través del injerto clic, supone una solución sencilla, rápida y segura en las conexiones de los ramales verticales y horizontales, en los colectores de viviendas y en las redes de alcantarillado. /14

14 INSTALACIÓN EN ZANJA. Los factores que influyen en la definición de la anchura y profundidad de la zanja son los siguientes: Diámetro del tubo a instalar. Tipología de la zanja. Topografía y clase de terreno. La profundidad va en función de las cargas móviles. Fases de la instalación. a) Excavación Con el fin de facilitar los trabajos en el interior de la zanja, se recomienda darle una anchura superior en 30 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 y temperatura (arcilla, 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 30 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 20 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 su ligereza, los diámetros pequeños no precisan de maquinaria especial para su instalación y los diámetros grandes no requieren maquinaria muy pesada. /15

15 DATOS TÉCNICOS ALTURA MÍNIMA DE ENTERRAMIENTO Diámetro exterior (mm.) Ausencia de tráfico rodado SN2 SN4 SN8 Tráfico hasta 12 Tm SN2 SN4 SN8 Tráfico hasta 24 Tm SN2 SN4 SN8 Tráfico hasta 60 Tm SN2 SN4 SN ,3 0,3 0,4 0, ,3 0,4 0,7 1, ,3 0,8 0,4 0,8 0,7 2,6 1, ,3 0,8 0,4 0,8 0,7 2,8 1, ,3 0,8 0,4 0,8 0,7 3,0 1, ,3 0,8 0,4 0,8 0,7 3,2 1, ,3 0,8 0,4 0,8 0,7 3,4 1, ,3 0,8 0,4 1,0 0,7 3,8 1, ,3 0,8 0,4 1,4 0,7 4,6 1,8 (Altura expresada en metros) Cálculos realizados en base a la norma UNE Las limitaciones impuestas en el cálculo son: Coeficiente de seguridad mínimo sobre las tensiones: 2,5. Deformación máxima permitida del diámetro interior: 5% Se consideran las siguientes condiciones más desfavorables: Grado de compactación del relleno: 95% Proctor Normal. Tipo de relleno: suelo no cohesivo. Superficie pavimentada: 10 cm. de aglomerado asfáltico y 20 cm. de gravilla compactada. Zanja de paredes verticales. Ángulo de apoyo sobre lecho de arena: 90 Tipo de terreno: suelo cohesivo. Ancho de zanja: mínimo 60 cm. más que el diámetro nominal del tubo. 30 cm H /16

16 CÁLCULO HIDRÁULICO DE TUBERÍAS DE SANEAMIENTO CONCEPTOS PREVIOS Por definición, en una conducción de saneamiento, el agua residual circulará en régimen de lámina libre, a semejanza con un canal. Esto significa que, de cara a los cálculos hidráulicos, existe cierta complejidad. La razón es que para una misma conducción, el calado y la velocidad del agua residual varían con el caudal circulante. Con el fin de efectuar unos cálculos menos laboriosos, utilizaremos lo que se conoce como curvas características. Estas curvas permiten relacionar la velocidad del flujo y el caudal correspondiente con un calado h con la velocidad y caudal que existirían si la sección estuviese totalmente ocupada por el agua. De aquí en adelante hablaremos de: Relación de llenado: Relación entre el calado existente y el diámetro interior de la tubería. Se representa por h/d. Relación de caudales: Relación entre el caudal circulante por la tubería cuando el calado es h (Qp) y el que existe para la misma tubería con igual pendiente, si el calado es D (Qll), o sea, en sección llena (D=diámetro interior de la tubería). Perímetro mojado Relación de velocidades: Relación entre la velocidad del flujo cuando el calado es h (Vp), y la que existiría cuando el calado fuese D(Vll). CÁLCULO PARA TUBERÍAS DE SECCIÓN CIRCULAR POR MÉTODOS ANALÍTICOS Sección mojada Para el caso de una tubería circular, podemos emplear la tabla de THORMANN y FRANKE, que es una tabulación de las curvas características de una tubería de sección circular. En el caso particular de estos autores, se tiene en cuenta además el efecto de la fricción del aire que queda ocluido entre la lámina libre del agua y la tubería. Estos son los pasos a seguir en el cálculo: 1. Cálculo de los valores a sección llena. Para el cálculo de los valores a sección llena utilizaremos cualquiera de las múltiples ecuaciones y fórmulas existentes. Por su sencillez de manejo, en este catálogo se propone el empleo de la ecuación de Manning: I= v 2 n 2 RH (4/3) Donde: I: pérdidas de carga en m/m. En el caso de tuberías en las que el agua circula en régimen de lámina libre, es también la pendiente de la conducción. v: velocidad de circulación del agua en el interior de la tubería. Se mide en m/s. Suele ser habitual fijar unos valores máximo y mínimo de velocidad, en el dimensionamiento de conducciones de saneamiento. Los valores más frecuentes son: V máx.: 2,5 m/s para evitar problemas por abrasión de la tubería, con independencia del material del que esté fabricada. V min.: m/s para evitar que se produzcan sedimentaciones de sólidos en suspensión, muy habituales en aguas residuales. n: Coeficiente de rugosidad de Manning. Para el P.V.C., el valor habitual de n es 0,008. RH: radio hidráulico. Se define como el cociente entre la sección mojada y el perímetro mojado de la tubería. Se mide en m. Al utilizar la fórmula de Manning sólo trabajaremos con parámetros correspondientes a sección llena. Esto significa que el RH tomará el valor Øint/4. h D /17

17 /18 2. Cálculo de h/d, Qp/Qll y Vp/Vll. En este paso utilizaremos los valores de la tabla de THORMANN y FRANKE que sigue a continuación. 0,000 0,023 0,032 0,038 0,044 0,049 0,053 0,057 0,061 0,065 0,068 0,071 0,074 0,077 0,080 0,083 0,086 0,088 0,091 0,093 0,095 0,098 0,100 0,102 0,104 0,106 0,108 0,110 0,112 0,114 0,116 0,118 0,120 0,122 0,123 0,125 0,127 0,129 0,130 0,132 0,134 0,135 0,137 0,138 0,140 0,141 0,143 0,145 0,146 0,148 0,149 0,151 0,152 0,153 0,155 0,156 0,158 0,159 0,160 0,162 0,163 0,164 0,166 0,167 0,168 0,170 0,171 0,172 0,174 0,175 0,176 0,177 0,179 0,180 0,181 0,182 0,183 0,185 0,186 0,187 0,188 0,189 0,191 0,192 0,193 0,194 0,195 0,196 0,197 0,199 0,200 0,201 0,202 0,203 0,204 0,205 0,206 0,207 0,208 0,210 0,211 0,216 0,221 0,226 0,231 0,236 0,241 0,245 0,250 0,254 0,259 0,263 0,268 0,272 0,276 0,281 0,285 0,289 0,293 0,297 0,301 0,309 0,316 0,324 0,331 0,339 0,346 0,353 0,360 0,367 0,374 0,381 0,387 0,394 0,401 0,407 0,414 0,420 0,426 0,433 0,439 0,445 0,451 0,458 0,464 0,470 0,476 0,482 0,488 0, ,701 0,705 0,709 0,713 0,717 0,721 0,725 0,729 0,734 0,738 0,742 0,747 0,751 0,756 0,761 0,766 0,770 0,775 0,781 0,786 0,791 0,797 0,802 0,808 0,814 0,821 0,827 0,834 0,841 0,849 0,856 0,865 0,874 0,883 0,894 0,905 0,919 0,935 0,955 1,000 0,00 0,17 0,21 0,24 0,26 0,28 0,29 0,30 0,32 0,33 0,34 0,35 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,39 0,40 0,41 0,41 0,42 0,42 0,43 0,43 0,44 0,44 0,45 0,45 0,46 0,46 0,47 0,47 0,48 0,48 0,48 0,49 0, ,70 0,71 0,72 0,72 0,73 0,74 0,74 0,75 0,76 0,76 0,77 0,77 0,78 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,86 0,87 0,88 0,89 0,89 0,90 0,91 0,92 0,92 0,93 0,93 0,94 0,95 0,95 0,96 0,96 0,97 0,97 0,98 0,99 0,99 1,00 1,00 1,00 1,01 1,01 1,02 1,02 1,02 1,03 1,03 1,03 1,04 1,04 1,04 1,05 1,05 1,05 1,05 1,06 1,06 1,06 1,06 1,06 1,08 1,08 1,08 1,08 1,08 1,08 1,08 1,06 1,06 1,06 1,06 1,06 1,05 1,05 1,05 1,05 1,04 1,04 1,04 1,03 1,03 1,02 1,02 1,01 1,00 0,000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0,010 0,011 0,012 0,013 0,014 0,015 0,016 0,017 0,018 0,019 0,020 0,021 0,022 0,023 0,024 0,025 0,026 0,027 0,028 0,029 0,030 0,031 0,032 0,033 0,034 0,035 0,036 0,037 0,038 0,039 0,041 0,041 0,042 0,043 0,044 0,045 0,046 0,047 0,048 0,049 0,050 0,051 0,052 0,053 0,054 0,055 0,056 0,057 0,058 0,059 0,060 0,061 0,061 0,062 0,063 0,064 0,065 0,066 0,068 0,069 0,070 0,071 0,072 0,073 0,074 0,075 0,076 0,077 0,078 0,079 0,080 0,081 0,082 0,083 0,084 0,085 0,086 0,087 0,088 0,089 0,090 0,091 0,092 0,093 0,094 0,095 0,096 0,097 0,098 0,099 0,100 0,105 0,110 0,115 0,120 0,125 0,130 0,135 0,140 0,145 0,150 0,155 0,160 0,165 0,170 0,175 0,180 0,185 0,190 0,195 0,200 0,210 0,220 0,230 0,240 0,250 0,260 0,270 0,280 0,290 0,300 0,310 0,320 0,330 0,340 0,350 0,360 0,370 0,380 0,390 0,400 0,410 0,420 0,430 0,440 0,450 0,460 0,470 0,480 0, ,700 0,710 0,720 0,730 0,740 0,750 0,760 0,770 0,780 0,790 0,800 0,805 0,810 0,815 0,820 0,825 0,830 0,835 0,840 0,845 0,850 0,855 0,860 0,865 0,870 0,875 0,880 0,885 0,890 0,895 0,900 0,905 0,910 0,915 0,920 0,925 0,930 0,935 0,940 0,945 0,950 0,955 0,960 0,965 0,970 0,975 0,980 0,985 0,990 0,995 1,000 h/d Vp/VII Qp/QII h/d Vp/VII Qp/QII h/d Vp/VII Qp/QII h/d Vp/VII Qp/QII TABLA DE THORMANN Y FRANKE Variación de caudales y velocidades en función de la altura de llenado

18 EJEMPLOS PRÁCTICOS Ejemplo 1 (resuelto por el método analítico) Calcular el diámetro de tubería necesario en una conducción de saneamiento de la SERIE SN4, si el caudal máximo a transportar es de 50 l/s. La pendiente del conducto será %. Solución al ejemplo 1 Como podemos ver en las tablas de THORMANN y FRANKE, el valor máximo de velocidad se alcanza para una relación de llenado de valor aproximado h/d=0,79 Para esta relación de llenado, se obtiene de la tabla lo siguiente: Qp/Qll = 0,91 Esto significa que si Qp es el caudal de 50 l/s, el caudal que circularía a sección llena tendría el valor Qll = 54,95 l/s Por aplicación de la fórmula de Manning para secciones llenas, obtenemos el siguiente valor para el diámetro interior del tubo: Dint = 222,41 mm En nuestro caso, adoptaríamos una tubería de Ø250SN4. Nótese que como la tubería elegida posee un diámetro interior mayor del requerido, el caudal a sección llena que puede conducir con la pendiente del % será mayor que el calculado. Este valor nuevo de Qll será: Qll = 59,63 l/s Ejemplo 2 (resuelto por el método analítico) Calcular, para la tubería del ejemplo anterior, el calado existente si el caudal circulante es de 5 l/s. Solución al ejemplo 2 Si el caudal circulante es de 5 l/s, conocido Qll podemos calcular: Qp/Qll = 5/59,63 = 0,084 Para esta relación de caudales, la relación de llenado según las tablas de THORMANN y FRANKE es: Como D = Øin t= 237,6 mm, entonces el calado será: h/d = 0,19 H = 0,19*237,6 = 45,144 mm = 4,51 cm. Si quisiéramos calcular la velocidad de circulación del fluido para este caudal, tendríamos que hallar Vp/Vll, que para h/d = 0,19 toma el valor: Como Vll=1,34 m/s, entonces: Vp/Vll = 2 Vp = 0,83 m/s > l/s No hay problemas de sedimentaciones /19

19 Ejemplo 3 (resuelto por el método analítico) Se dispone de un colector Ø500 de la SERIE SN2 que se sabe transporta un caudal de 0,1 m 3 /s con una pendiente del 1%. Con motivo de una ampliación en una zona urbana a la que se quiere dar servicio con el mismo colector, el caudal máximo en este colector pasará a 0,3 m 3 /s. Se pide averiguar si este colector existente será válido o bien será necesario sustituirlo por otro de mayor tamaño. Solución al ejemplo 3 El tubo Ø500 de la SERIE SN2 puede transportar a sección llena y con la pendiente de 1%, un caudal (Qll) cuyo valor calculamos con la fórmula de Manning: Qll = 5 m 3 /s La velocidad del agua a sección llena la calculamos dividiendo ese caudal por la sección total interior de la tubería: Vll = 3,04 m/s En un primer resultado vemos que el tubo tiene capacidad suficiente para evacuar los 0,3 m 3 /s por gravedad, sin necesidad de impulsión, ya que Qll >0.3 m 3 /s. Pero debemos comprobar que la velocidad no sea excesiva para ese caudal. Qp/Qll = 0,3/5 = 45 Luego tendremos que en la situación en la que circule Qp, la relación de llenado y de velocidades serán, utilizando la tabla de THORMANN y FRANKE: Luego Vp tomará el valor: h/d=2 Vp/Vll=1,02 Vp= 3,1 m/s > 2,5 m/s (velocidad máxima recomendable) Como vemos el tubo puede evacuar el caudal de 0,3 m 3 /s. Sin embargo, la velocidad de circulación del agua sería de 3,1 m/s. Lo recomendable en la práctica es no sobrepasar los 2,5 m/s para no tener problemas de abrasión en la tubería. Con el fin de efectuar unos cálculos menos laboriosos, utilizaremos lo que se conoce como curvas características. Estas curvas permiten relacionar la velocidad del flujo y el caudal correspondientes a un calado, con la velocidad y caudal que existirían si la sección estuviese totalmente ocupada por el agua. /20

20 CÁLCULO PARA TUBERÍAS DE SECCIÓN CIRCULAR POR MÉTODOS GRÁFICOS Para aquellos casos en los que no se requiere un cálculo exacto, sino realizar un tanteo aproximado, utilizaremos lo siguiente: 1. Cálculo de los valores a sección llena. En este caso podemos usar las ruletas de cálculo que se adjuntan, que están basadas en la fórmula de Manning, adoptando un coeficiente de rugosidad n=0, Cálculo de h/d, Qp/Qll y Vp/Vll. En este caso, se puede utilizar el siguiente ábaco, que es una representación gráfica de las tablas de THORMANN y FRANKE. h/d ÁBACO DE THORMANN Y FRANKE. 1,00 0,90 0,80 0, ,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0,00 0,20 0,40 0 0,80 1,00 1,20 Vp/VII Qp/QII Qp/QII Vp/VII En este ábaco leemos en el eje horizontal, el valor de Qp/Qll y de Vp/Vll para cada relación de llenado h/d. Podemos observar como la máxima velocidad en el interior de la tubería se alcanza cuando el valor de h/d es aproximadamente 0,75. Para mayores valores de h/d la velocidad es menor debido al efecto del rozamiento del aire que queda ocluido entre la tubería y la superficie líquida. Con las ruletas tenemos relacionados el caudal circulante por la tubería a sección llena (Qll), con la velocidad (Vll), con la pendiente de la tubería (I) y con el diámetro, para cada una de las series. En estas ruletas, los diámetros que aparecen son los nominales de la tubería, pero los resultados son los correspondientes a los diámetros interiores correspondientes según la serie de que se trate. EJEMPLOS PRÁCTICOS Ejemplo 1 (resuelto por el método gráfico) Calcular el diámetro de tubería necesario en una conducción de saneamiento de la SERIE SN4, si el caudal máximo a transportar es de 50 l/s. La pendiente del conducto será de %. Solución al ejemplo 1 Como podemos ver en el ábaco de THORMANN Y FRANKE, el valor máximo de velocidad se alcanza para una relación de llenado de valor aproximado h/d = 0,75. Para esta relación de llenado, se obtiene del ábaco lo siguiente: Qp/Qll = 0,9 Eso significa que si Qp es el caudal de 50 l/s, el caudal que circularía a sección llena tendría el valor: Qll = 55,5 l/s Si utilizamos la ruleta que nos relaciona el caudal, el diámetro nominal de la tubería y la pendiente, obtenemos el siguiente valor para el diámetro nominal del tubo: D = 250 mm En nuestro caso, adoptaríamos una tubería de Ø250SN 4. /21

21 Ejemplo 2 (resuelto por el método gráfico) Calcular, para la tubería del ejemplo anterior, el calado existente si el caudal circulante es de 5 l/s. Solución al ejemplo 2 En primer lugar, debemos calcular el caudal circulante por la tubería a sección llena. Usando la ruleta que relaciona el caudal a sección llena, la pendiente de la tubería y el diámetro, obtenemos que Qll es aproximadamente: Qll = 58 l/s Si el caudal circulante es de 5 l/s, conocido Qll podemos calcular: Qp/Qll = 5/58 = 0,086 Para esta relación de caudales, la relación de llenado según el ábaco de THORMANN y FRANKE es: h/d = 0,17 Como D=Øint=237,6 mm, entonces el calado será: h= 0,17*237,6 = 40,39 mm = 4,03 cm. Si quisiéramos calcular la velocidad de circulación del fluido para este caudal, tendríamos que hallar Vp/Vll, que para h/d = 0,17 toma el valor: Vp/Vl l= 0 Si calculamos Vll con la ruleta que relaciona el caudal Qll con el diámetro nominal de la tubería, entonces tendremos: Vll = 1,38 m/s Vp = 0,83 m/s > l/s No hay problemas de sedimentaciones. Ejemplo 3 (resuelto por el método gráfico) Se dispone de un colector Ø500 de la SERIE SN2 que se sabe transporta un caudal de 0,1 m 3 /s con una pendiente del 1%. Con motivo de una ampliación en una zona urbana a la que se quiere dar servicio con el mismo colector, el caudal máximo en este colector pasará a 0,3 m 3 /s. Se pide averiguar si este colector existente será válido o bien será necesario sustituirlo por otro de mayor tamaño. Solución al ejemplo 3 El tubo Ø500 de la SERIE SN2 puede transportar a sección llena y con la pendiente de 1%, un caudal (Qll) cuyo valor calculamos con la ruleta que relaciona el caudal (Qll), el diámetro de la tubería y la pendiente: Qll = 5 m 3 /s La velocidad del agua a sección llena la calculamos con la ruleta que relaciona Vll, Qll y el diámetro de la tubería, obteniendo para 5 m 3 /s lo siguiente: Vll = 3 m/s En un primer resultado vemos que el tubo tiene capacidad suficiente para evacuar los 0,3 m 3 /s por gravedad, sin necesidad de impulsión, ya que Qll > 0,3 m 3 /s. Pero debemos comprobar que la velocidad no sea excesiva para ese caudal. Qp/Qll = 0,3/5 = 45 Luego tendremos que en la situación en la que circule Qp, la relación de llenado y de velocidades serán, utilizando el ábaco de THORMANN y FRANKE: h/d = 2 Luego Vp tomará el valor: Vp/Vll = 1,02 Vp = 3,06 m/s > 2,5 m/s (velocidad máxima recomendable) Como vemos el tubo puede evacuar el caudal de 0,3 m 3 /s. Sin embargo, la velocidad de circulación del agua sería de 3,06 m/s. Lo recomendable en la práctica es no sobrepasar los 2,5 m/s para no tener problemas de abrasión en la tubería. /22

22 RULETAS DE CÁLCULO PARA SISTEMA DE SANEAMIENTO EN P.V.C. VELOCIDAD CAUDAL DIÁMETRO NOMINAL PENDIENTE CAUDAL DIÁMETRO NOMINAL Ábaco Saneamiento 1 Ábaco Saneamiento 2

23 Oficinas centrales: LA CORUÑA Tel.: Fax: Paseo Marítimo, 78 (Edificio Mediodía) La Coruña web: Fábricas y oficinas: LUGO Tel.: Fax: Rúa José Ferro Rodeiro, Muras (Lugo) GRANADA Tel.: Fax: Ctra. Atarfe a Sta. Fe, s/n Atarfe (Granada) Delegaciones: BARCELONA Tel.: Fax: Pol. Ind. Sant. Ermengol C/Progres, Abrera (Barcelona) VALENCIA Tel.: Fax: C/ Ciudad de Barcelona, Fuente del Jarro (Valencia) VALLADOLID Tel.: Fax: Pol. Ind. San Cristóbal C/ Oro, Valladolid VIZCAYA Tel Fax: Avenida Ibaizabal, Galdácano (Vizcaya) PORTUGAL GPF Materiais de Construção Lda. BRAGA. Tel Fax: Lugar do Pinheiro. Lote Sequeira (Braga)

24 Sistema de saneamiento PVC