SECCIÓN 2: MATERIALES

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1 INTRODUCCIÓN SECCIÓN 2: MATERIALES Los materiales utilizados en la construcción de redes de saneamiento, tanto por su ubicación en el terreno como por la naturaleza de las aguas residuales, están sometidos a acciones y efectos que podemos resumir en los siguientes: Mecánicas Originada en el transporte del agua por el contenido de arenas muy alto, en los sistemas unitarios, que producen un considerable efecto de abrasión en función de la velocidad de transporte. Químicas En el interior de las conducciones como consecuencia de la acción de ácidos procedentes de los desagües de las industrias y por la putrefacción en los sedimentos de materias fecales que originan ácido sulfhídrico. En el exterior debidas a la naturaleza de suelos cuya composición química puedan ser agresivos al material instalado. Estáticas y dinámicas Como consecuencia de las cargas externas de las tierras y las cargas dinámicas derivadas del tránsito de vehículos en las calles. Térmicas Debidas al posible vertido de agua residual de origen industrial con temperaturas elevadas. De lo anterior podemos extraer la conclusión de que el interior de las alcantarillas y colectores deben de ser lisos, sin poros y totalmente impermeables. En la elección del tipo de material de una tubería se tendrá en cuenta la agresividad del efluente y las características del medio ambiente. Además, de la elección del material adecuado para una red de saneamiento en función de las exigencias planteadas, es de tener en cuenta el aspecto económico que depende a su vez: Capacidad portante del conducto, caudal máximo evacuable Período de amortización del material Posibilidad de sustitución o reparación durante la explotación Es recomendable que la conducción se diseñe para un transporte al máximo caudal con un coste mínimo y coeficiente de seguridad adecuado. Teniendo en cuenta el coste de primera inversión, costes de mantenimiento y explotación durante la vida útil de la red. Página 1 de 7

2 CLASIFICACIÓN DE LOS CONDUCTOS DE SANEAMIENTO Criterios de clasificación Los conductos de saneamiento pueden ser clasificados según diferentes criterios: Material Sección Comportamiento mecánico Características hidráulicas Material Atendiendo al tipo de material constitutivo de los tubos que constituyan el ramal o la red de saneamiento, pueden ser: - fundición dúctil, - hormigón en masa - hormigón armado - gres, - poli cloruro de vinilo no plastificado PVC-U - polietileno PE - poliéster reforzado con fibra de vidrio Sección Atendiendo a la forma geométrica, recogidas en el capítulo anterior: circular oval, capacete, etc. Considerando su tamaño, en cuanto puedan ser: No visitables Utilizadas en alcantarillados y acometidas. Pueden ser de gres, hormigón centrifugado, hormigón armado y de material plástico flexible o rígido Semivisitables Tanto en secciones circulares o cualquier otro tipo de sección utilizada. Diámetros a partir de los 600 mm Visitables Para secciones circulares de diámetro mayor a 1200 mm empleadas para grandes caudales. Página 2 de 7

3 Comportamiento mecánico Los tubos para saneamiento se caracterizan además de su diámetro nominal y por su resistencia a la flexión transversal, resistencia al aplastamiento. En relación con esta última característica se establecerán las diferentes series de tubos. Atendiendo a las cargas exteriores, se clasifican, según el criterio de MARSTON en: D - Rígidos si se cumple 0, 01, son de este tipo las tuberías de hormigón y fundición. D D - Semirrígidos si se cumple 0,01< 0, 30, son de este tipo las de fibrocemento (ya no D comercializadas) D - Flexibles cuando > 0, 30, siendo las de PVC, PRFV, PE y PP de este tipo. D Características hidráulicas Atendiendo a la rugosidad absoluta k y por tanto al esfuerzo cortante originado en la fricción del fluido con la pared interior. Pueden ser: - Tuberías de pared lisa - Tuberías de pared rugosa TIPOS DE TUBERÍAS FUNDICIÓN Los tubos son colados por centrifugación en molde metálico, están provistos de una campana en cuyo interior se aloja un anillo de caucho, asegurando una estanqueidad perfecta en la unión entre tubos. El diseño de la junta o unión proporciona una determinadas características funcionales, como desviaciones angulares, aislamiento eléctrico entre tubos, correcto comportamiento ante asientos del terreno. El grupo Saint-Gobain, (fig.7.1) fabrica un tipo de tuberías para saneamiento denominado integral ajustado a la normativa UNE EN 598, se encuentran revestidos interiormente con un mortero de cemento aluminoso, cuyo espesor varía entre 3,5 a 9 mm en función del diámetro nominal, aplicado por centrifugación. Permite velocidades de circulación de hasta 7 m/s, muy resistente al ataque de ácidos y sustancias alcalinas para ph comprendidos entre 4 y 12. Página 3 de 7

4 fig.7.1 Exteriormente, en el interior de la campana y en el extremo del tubo disponen de una protección a base de resinas epoxi. Los diámetros nominales fabricados son: 80, 100, 125, 150, , 300, 350, 400, 450, 500, de cien en cien hasta 2000 La longitud normal es de 6 m hasta 600 mm, de 7 m hasta 1100 y de 8 m hasta Las características hidráulicas de los tubos de fundición en cuanto a rugosidad absoluta y al coeficiente de rugosidad de Manning quedan recogidas en la tabla 1 Tabla 1 Superficie Interna Fundición sin revestir Fundición revestida Coeficiente de rugosidad k Coeficiente de Manning n Condiciones del conducto Óptimas Buenas Aceptables Malas 0,80 1,50 mm 0,012 0,013 0,014 0,015 0,40 0,80 mm 0,011 0,012 0,013 0,014 Debido a su elevado precio, no se emplean para alcantarillas ni colectores, su uso queda restringido en conducciones a presión y caudales protegidos ante eventuales accidentes como sifones invertidos o paso a través de puentes (fig.7.2). fig. 7.2 Página 4 de 7

5 GRES El gres es prácticamente resistente a los ataques químicos y mecánicos. Su dureza se encuentra entre 8-9 de la escala de Mohs, puede considerarse como un material muy resistente a la abrasión, por tanto la velocidad admisible es muy alta, en la práctica no suele superarse la de 6 m/s. La superficie de los tubos de gres, vitrificadas interior y exteriormente, son impermeables y extremadamente lisas. Son considerablemente más caros que los de hormigón, pero su duración es más elevada, pueden soportar presiones inferiores a 1,5 kp/cm 2. El empleo de tubos de gres está especialmente indicado en zonas en las que existan vertidos de aguas agresivas industriales, debiendo extremarse en este caso las medidas de protección de los pozos registro contra dichas aguas. CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LAS TUBERÍAS DE GRES Clasificación El Pliego de Prescripciones Técnicas, clasifica los tubos de gres en función de su resistencia al aplastamiento y deben cumplir los valores de la tabla 2 : Tabla 2 TUBOS DE GRES Diámetro nominal (mm) Carga en kp por m. lineal equivalente a 6000 kp/m Las características de la tubería dependerán de la composición de la arcilla empleada, de la temperatura y calidad en la cocción. Solo se admitirán excepcionalmente aquellos defectos superficiales que no afecten a sus condiciones de utilización especialmente al régimen hidráulico del tubo, a su impermeabilidad, durabilidad y a su resistencia mecánica. Página 5 de 7

6 La máxima absorción de agua admisible será del 8 % del peso del tubo, determinada de acuerdo con la UNE 7.052/52. En secciones ovoides el rango de medidas van desde 0,20/,30 a 0,60/0,90 La longitud mínima útil será de 0,75 m y varía entre 1,25 a 1,50 y 2,00 metros para las secciones menores y 1,5 a 2,00 metros para las mayores. Sus principales características son: - Coeficiente de fricción muy bajo - Impermeables - Muy resistentes al ataque de ácidos - Resistencia a la agresión de compuestos orgánicos y agentes destructores biológicos - Coeficiente de dilatación térmica muy bajo α < m/ºc - Buena resistencia mecánica Su inconveniente es que precisan de un intenso control de calidad, si están mal cocidas, presentan gran fragilidad y permeabilidad por fisuración, y desviaciones en su alineación recta dificultando la ejecución de las juntas. Los ensayos que se deben de realizar sobre este tipo de tuberías son: Estanqueidad, aplastamiento, flexión longitudinal de acuerdo con la UNE /78, Resistencia al ataque por agentes químicos y desviación de línea recta CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS El coeficiente de rugosidad absoluta k y de n para el empleo de la expresión de Manning quedan recogidas en la tabla 3. Coeficiente de rugosidad k Tabla 3 Manning n Condiciones de la tubería Tuberías Óptimas Buenas Aceptables Malas mm Página 6 de 7

7 FIBROCEMENTO La Directiva de la Unión Europea 1999/77/CE, prohibió a partir del año 2005 en toda la Unión Europea, la comercialización y utilización de la fibras de amianto y de sus productos manufacturados, permitiendo a cada Estado miembro adelantar voluntariamente la fecha de aplicación. En España, los Ministerios de Sanidad y Consumo, y de Ciencia y Tecnología, han hecho uso de esta posibilidad mediante la Orden Ministerial del Ministerio de la Presidencia de 7.XII.2001, en la que se recoge seguidamente, parte de su regulación: - Hasta el 15 de diciembre de 2002 se podrán comercializar e instalar productos con amianto fabricados antes del 15 de junio de A partir del 15 de diciembre de 2002 prohibición de producir, comercializar e instalar amianto y productos que lo contengan. - Los productos con amianto instalados o que se instalen hasta el 15 de diciembre de 2002, podrán mantenerse hasta el final de su vida útil. Consideramos oportuno no incluir las características de este material, que si fueron recogidas en la sección 1 del capítulo 2. Página 7 de 7