instalacion TUBERÍAS

Curso sobre diseo e instalacin de TUBERAS para el transporte de agua

Instalacin de la tubera

vila, abril de 2002

Luis Balairn PrezCentro de Estudios Hidrogrficos del CEDEX Profesor Asociado de la Universidad de Salamanca

UNIVERSIDAD DE SALAMANCA

El presente documento est elaborado a partir de las Recomendaciones para el proyecto, instalacin y mantenimiento de tuberas para el transporte de agua a presin realizadas por el CEDEX para la Direccin General de Obras Hidrulicas y Calidad de las Aguas del Ministerio de Medio Ambiente

Instalacin de tubera

ndice1 Normativa de aplicacin.............................................................................................................1

2 Transporte, almacenamiento y manipulacin .............................................................................3 2.1 Transporte............................................................................................................................3 2.2 Almacenamiento..................................................................................................................4 2.3 Manipulacin.......................................................................................................................5

3 Instalacin de tubos enterrados...................................................................................................7 3.1 Zanjas para alojamiento de tuberas ....................................................................................73.1.1 Criterios de proyecto .....................................................................................................7 3.1.2 Ejecucin de las zanjas................................................................................................11 3.1.3 Inundacin de las zanjas..............................................................................................14 3.1.4 Sistemas de entibacin ................................................................................................15 3.1.5 Seguridad en las zanjas................................................................................................16

3.2 Montaje de la tubera .........................................................................................................17 3.3 Camas de apoyo.................................................................................................................203.3.1 Camas de material granular.........................................................................................21 3.3.2 Camas de hormign.....................................................................................................21

3.4 Relleno de la zanja.............................................................................................................22 3.5 Sistemas de proteccin catdica ........................................................................................23 3.6 Macizos de anclaje.............................................................................................................25 3.7 Obras de fbrica.................................................................................................................28

4 Puesta en servicio de la tubera.................................................................................................31


1 Normativa de aplicacinEn lo relativo a la normativa de aplicacin para la instalacin de tuberas, y en el mbito especfico de las conducciones de agua potable, puede seguirse lo especificado al respecto en el apartado 10 de la norma UNE-EN 805:2000 o en las Recomendaciones para la instalacin, adjudicacin y recepcin de canalizaciones de agua potable de AEAS (1992). Adems, para cada material en particular, pueden usarse como referencia las normas o manuales que se indican a continuacin. Tubos de fundicin Tubos de acero Tubos de hormign Tubos de PVC-U AWWA C600-99 Manual AWWA M11 IET-80, captulo IV Manual AWWA M9 UNE 53399:1990 IN ASTM D2774-72 AWWA C605-94 ENV 1452-6:2001 UNE 53394:1992 IN ASTM D2774-72 prEN 12201-6:2000 Manual AWWA M45 ISO/TR 10465-1:1999

Tubos de PE

Tubos de PRFV

Debe prestarse especial atencin a la seguridad e higiene en el trabajo, a cuyo efecto ser de aplicacin la Reglamentacin vigente en dicha materia y lo establecido, en su caso, en el Estudio de Seguridad e Higiene del Proyecto y en el correspondiente Plan de Seguridad e Higiene de Obra.

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2 Transporte, almacenamiento y manipulacinLas operaciones de transporte, almacenamiento y manipulacin de todos los componentes deben hacerse sin que ninguno de estos elementos sufran golpes o rozaduras, debiendo depositarse en el suelo sin brusquedades, no dejndolos nunca caer. En el caso de los tubos, debe evitarse rodarlos sobre piedras.

2.1 TransporteLas operaciones de transporte de los tubos deben hacerse, en su caso, conforme a las vigentes normas de trfico. Debe, en cualquier caso, cuidarse, en primer lugar, que, en los camiones o en el medio en el que se realice el transporte a obra, el piso y los laterales de la caja estn exentos de protuberancias o bordes rgidos o agudos que puedan daar a los tubos o a las piezas especiales. Si el transporte incluye tubos de distinto dimetro, es preciso colocarlos en sentido decreciente de los dimetros a partir del fondo, no debiendo admitir cargas adicionales sobre los tubos que puedan producir deformaciones excesivas en los mismos y garantizando la inmovilidad de los tubos, apilndolos de forma que no queden en contacto unos con otros, disponiendo para ello cunas de madera o elementos elsticos; especial atencin debe prestarse a todo ello en el caso de los tubos flexibles. El transporte, en ocasiones, es un condicionante para las longitudes de fabricacin. Por ejemplo, los tubos de PE, los de PRFV o los de acero se pueden fabricar en longitudes superiores a 12 metros, pero seran ms difcilmente transportables a obra. Los tubos con uniones de enchufe y extremo liso deben colocarse con los extremos alternados, de tal modo que los enchufes no queden en contacto con los tubos inferiores. En los tubos de hormign el transporte a obra no debe iniciarse hasta que haya finalizado el perodo de curado. Las vlvulas deben enviarse limpias, con todos sus elementos protegidos y los orificios externos tapados, mediante tapas de plstico de forma que se evite la introduccin de elementos extraos. Las vlvulas de compuerta es recomendable se enven con el elemento de cierre en posicin abierto, si el asiento es elstico, o cerrado si se trata de metal. En las de mariposa el obturador debe ir en posicin ligeramente abierto. Todas las vlvulas deben ser embaladas de forma que durante el transporte quede garantizada la imposibilidad de golpes y daos en estos elementos, as como su eventual maniobra, 3


debiendo evitarse roces y esfuerzos superiores a los que la vlvula ha de soportar. Se prestar especial atencin durante el transporte y la manipulacin, para no daar los mecanismos de accionamiento manual o mecnico que la vlvula pueda llevar.

2.2 AlmacenamientoCuando los tubos se almacenen sobre el terreno debe comprobarse que ste es lo suficientemente resistente para soportar las cargas que se le transmitan y lo suficientemente liso para que stos se apoyen en toda su longitud, sin riesgo de que piedras y otros salientes puedan daarles. El acopio de los tubos en obra se hace, habitualmente, en posicin horizontal, sujetos mediante calzos de madera u otros dispositivos que garanticen su inmovilidad. Los tubos de hormign, sin embargo, si se dispone de una solera rgida y se garantizan las debidas condiciones de seguridad, pueden almacenarse en posicin vertical, siempre que no se ocasionen daos en sus boquillas al colocarlos en esta posicin. El nmero de hileras superpuestas en los acopios y la disposicin de las mismas (piramidal o prismtica) debe ser tal que ninguno de los tubos apilados sufra daos y cuando la manipulacin sea manual, la altura mxima no debe exceder del alcance que en condiciones de seguridad tenga el personal que realice el trabajo. En la tabla adjunta se resumen unos valores recomendados para las alturas mximas de apilamiento de los tubos. El tiempo de almacenamiento debe restringirse al mnimo posible, no debiendo prolongarse innecesariamente y, en cualquier caso, hay que procurar la adecuada proteccin frente a posibles daos externos, especialmente los anillos elastomricos y las vlvulas, los cuales hay que situarlos en lugar cerrado y protegidos de la luz solar y de temperaturas elevadas. En los tubos de hormign, en particular, debe evitarse que sufran secados excesivos o fros intensos. Los tubos de PVC-U y de PE no deben estar en contacto con combustibles y disolventes, procurando que estn protegidos de la luz solar y que su superficie no alcance temperaturas superiores a 45 50 C.

Tabla 1 Alturas mximas de almacenamiento (nmero de hileras) de los tubos

DN Fundicin 100 16 200 11 300 9 400 7 500 5 600 5 700 4 800 3 900 3 1000 2 1100 2 1200 2 1400 1 > 1500 1

Acero

6 5 4 3 3 3 2 2 2 1

Hormign PRFV PVC-U PE 5 12 10 5 7 6 5 4 4 5 3 3 4 4 2 3 4 3 2 3 3 3 2 3 2 2 1 3 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 2 1 1 2 1 1 1

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2.3 ManipulacinLas operaciones de carga y descarga deben realizarse de tal manera que los distintos elementos no se golpeen entre s o contra el suelo. La descarga debe hacerse, a ser posible, cerca del lugar donde deban ser colocados, evitando que el tubo quede apoyado sobre puntos aislados. Si la zanja no est abierta en el momento de la descarga de los tubos, stos deben colocarse, siempre que sea posible, en el lado opuesto a aquel en que se piensen depositar los productos de la excavacin, y de tal forma que queden protegidos del trnsito de vehculos, explosivos, etc. En general, las operaciones de carga y descarga de los tubos hay que realizarlas mediante equipos mecnicos, si bien, para dimetros reducidos pueden emplearse medios manuales. En cualquier caso, no deben ser admisibles dispositivos formados por cables desnudos ni cadenas en contacto con el tubo, siendo recomendable, por el contrario, el uso de bragas de cinta ancha recubiertas de caucho, o procedimientos de suspensin a base de ventosas. La suspensin del tubo por un extremo y la descarga por lanzamiento no debe hacerse nunca. La descarga mediante estrobos, enganchando para ello las bocas del tubo s es una prctica admisible. Debe evitarse, igualmente, la rodadura o el arrastre de los tubos sobre el terreno, mxime si los tubos tienen revestimientos exteriores. La descarga de los tubos de materiales plsticos, cuando se transporten unos dentro de otros, debe comenzarse, como es lgico, por los del interior. En los tubos de PVC-U cuando se manejen con temperaturas inferiores a 0C debe prestarse especial atencin a todas estas operaciones, evitando que sufran golpes.

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3 Instalacin de tubos enterradosLo ms habitual es que las tuberas para el transporte de agua a presin se instalen enterradas. A tal efecto, se describen en este apartado una serie de recomendaciones tanto para la ejecucin de las necesarias zanjas, como para la instalacin en s de la tubera o sobre la ejecucin de los rellenos y las camas de apoyo de los tubos.

3.1 Zanjas para alojamiento de tuberas3.1.1 Criterios de proyecto

Valgan como criterios de proyecto genricos para el trazado y para las secciones tipo de las zanjas en las que alojar las tuberas los siguientes: a) Trazado en planta En las redes urbanas se recomienda que la tubera discurra bajo las aceras para disminuir las cargas actuantes y facilitar las tareas de reparacin. A este respecto no deben instalarse dos tuberas en el mismo plano vertical. En relacin con las distancias mnimas a los edificios, debern tomarse las necesarias precauciones para evitar cualquier afeccin a sus cimientos, siendo aconsejable una separacin mnima de unos dos metros. Asimismo se recomienda una distancia mnima de un metro al bordillo para evitar obstculos creados por los registros y otros suministros. Caso de no poder discurrir la conduccin bajo la acera y tener que hacerlo bajo la calzada, se procurar evitar la franja de 1,5 m de ancho a partir del bordillo de cada acera, donde se prevea la posibilidad de aparcamiento de vehculos. Las separaciones mnimas en planta respecto a otros servicios se recomienda sean las indicadas en la 0 (Liria, 1995). Si la red discurre por zona rural, el trazado en planta debe ser tal que se afecte lo menos posible a las propiedades colindantes. En el caso frecuente de trazar una tubera paralela a una carretera, es deseable que sta discurra por la zona de servidumbre, que es la zona de terreno que va de 8 a 25 metros (autopistas, autovas y vas rpidas), contados a partir de la arista exterior de la explanacin, o de 3 a 8 metros, para los restantes tipos de carreteras (Ley 25/1988 de Carreteras). La zona de dominio pblico (0 a 8 metros para autopistas, autovas y vas rpidas y 0 a 3 metros para las restantes carreteras) estar sujeta al artculo 76.4 del Reglamento que desarrolla la anterior 7


Ley, el cual establece que se podr autorizar excepcionalmente la utilizacin del subsuelo en la zona de dominio pblico, para la implantacin o construccin de infraestructuras imprescindibles para la prestacin de servicios pblicos de inters general, .... En el caso de ferrocarriles, la Ley 16/1987 de Ordenacin del Transporte Terrestre equipara las zonas de dominio pblico y servidumbre con las de las carreteras, por lo que es de aplicacin lo anterior.Zona de afeccin Zona de servidumbre Zona de dominio publico

A B C

Autopistas, autovas y vias rpidas Resto de carreteras

A 8 metros 3 metros

Distancia B C 25 metros 100 metros 8 metros 50 metros

Fig 1 Disposicin de tuberas cuando discurren paralelas a carreteras

En el caso de tuberas metlicas (acero y fundicin) y en las de hormign con camisa de chapa, debe alejarse el trazado de la tubera de las lneas elctricas de tensin superior a 15 kV por el peligro de corrosin. Esto afecta, por ejemplo a las catenarias de los ferrocarriles electrificados. Al contrario que las areas, las lneas subterrneas no suelen producir fenmenos elctricos apreciables sobre las tuberas enterradas debido a la buena calidad del aislamiento y la vaina protectora, generalmente conectada a tierra, de la que suelen ir provistas las lneas elctricas enterradas. Unas distancias mnimas de las tuberas metlicas en relacin con lneas areas de alta tensin pueden ser las indicadas en la tabla adjunta (Cegarra, 1996).

Tabla 2 Distancias mnimas recomendadas a lneas areas de alta tensin

Tensin (kV) 15 63 225

Resistividad del suelo (ohm/m) 300 300

Distancia mnima (m) Sin cable Con cable de guarda de guarda 10 10 30 15 110 20

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Tensin (kV) 225 380 380 380

Resistividad del suelo (ohm/m) 60 1000 300 100

Distancia mnima (m) Sin cable Con cable de guarda de guarda 90 20 200 50 170 35 120 25

b) Trazado en alzado La profundidad mnima de las zanjas se determina de forma que la tubera quede protegida frente a las acciones externas y preservada de las variaciones de temperatura. No obstante, como criterio general, puede establecerse que, si no hay trfico rodado, la profundidad mnima de enterramiento sea de 60 centmetros, y, si se prev trfico, un metro o un valor igual al dimetro exterior (el mayor de ambos). Cuando estos recubrimientos mnimos no puedan respetarse deben tomarse las medidas de proteccin necesarias. Si la profundidad de la zanja es superior a unos cuatro o cinco metros, es recomendable que se dispongan en los taludes bermas del orden de un metro de ancho, que dividan el desnivel existente entre el fondo de la zanja y el terreno natural en partes aproximadamente iguales, no superiores tampoco a cuatro o cinco metros.

H < 5 m. 2

H > 5 m. 1 m. H < 5 m. 2 1 m.

Fig 2 Bermas intermedias en zanjas profundas

Respecto a la pendiente de la zanja, se recomienda que sta sea de al menos un 0,4 un 0,5% cuando 9


el agua vaya en direccin descendente y del 0,2% en recorrido ascendente. En el caso de redes urbanas de agua potable se recomienda que stas se siten en un plano superior a las de saneamiento. En la tabla adjunta (Liria, 1995) se relacionan unas separaciones verticales razonables del abastecimiento con el saneamiento y con otros servicios.

Tabla 3 Separaciones mnimas recomendadas entre las conducciones de agua potable y el resto de servicios

Servicio Alcantarillado Gas Electricidad alta Electricidad baja Telefona

Separacin en alzado (cms) 50 50 30 20 30

Separacin en planta (cms) 60 50 30 20 30

Esta exigencia de colocar en plano superior las redes de abastecimiento de las de saneamiento tiene su origen en garantizar que aunque se produzca una fuga en estas ltimas difcilmente afectar a las conducciones de agua potable. Adems, habida cuenta que las redes de saneamiento discurren habitualmente por gravedad y las de abastecimiento siempre a presin, es fcil que se cumpla este condicionante. c) Geometra de las zanjas En general se debe procurar excavar las zanjas con un talud estable de forma natural. Cuando ello no sea posible, se dispondrn taludes menos tendidos (debiendo en estos casos, si las profundidades son superiores a unos dos metros, proceder a la proteccin contra el desprendimiento mediante entibaciones, tal como se describe ms adelante), llegando al caso extremo de, por ejemplo, las redes urbanas, en las que las zanjas, por falta de espacio, se proyectan con taludes verticales. En los casos de taludes inferiores a los estables y profundidades menores de dos metros (sin necesidad de entibacin por tanto) es recomendable ataluzar el borde superior de la zanja, tal como se muestra en la figura adjunta. La anchura mnima de las zanjas se determina de forma que los operarios trabajen en buenas condiciones, debiendo adems tenerse en cuenta el dimetro del tubo, el tipo de unin, la profundidad de la zanja, los taludes de las paredes laterales, la naturaleza del terreno, etc. En general, la anchura mnima no debe ser inferior a sesenta centmetros, debiendo dejarse, como mnimo, un espacio de quince a treinta centmetros a cada lado del tubo. Adems, segn sea la profundidad de la zanja, suele establecerse otra limitacin adicional al ancho de la zanja. Con todo ello, son habituales los valores mnimos que se indican en la tabla adjunta para la anchura de la zanja.

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Tabla 4 Ancho mnimo de zanja en funcin del DN y de la profundidad de la misma

Ancho mnimo de zanja, A (m) DN

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