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    Manual Tcnico PTF

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    MANUAL TECNICO PTF

    2007

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    Indice

    Tuberas de PVC Termo Fusionadas (PTF)

    Preacio ............................................................................................................................................................. 5

    Situacin actual de las inraestructuras ................................................................................................................ 5

    Descripcin ....................................................................................................................................................... 6

    Dimensiones y aplicaciones................................................................................................................................. 6

    Conexiones y accesorios .................................................................................................................................... 7

    Proceso de termousin ...................................................................................................................................... 7

    El Porceso se desarrolla as ................................................................................................................................ 7

    Mtodos de Instalacin ....................................................................................................................................... 9

    Encamisado bsico de tuberas existentes ........................................................................................................... 9

    Encamisado mediante ruptura por explosin localizada en tuberas rgidas ........................................................... 11

    Encamisado mediante ruptura por corte en tuberas exibles .............................................................................. 13

    HDD: procedimiento de diseo, clculo y construccin ........................................................................................ 13

    Termo expansin controlada de encamisados precisos con orientacin molecular (Duraliner) ................................. 15

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    Tuberas PTF

    Tuberas de PVC Termo Fusionadas (PTF)

    Preacio:

    Durante ms de 60 aos el PVC ha venido demostrando su

    capacidad y versatilidad para la resolucin de los ms variados

    y extensos requerimientos en el transporte del agua, ya sea por

    gravedad o a presin.

    A lo largo de todos estos aos es que se ha podido comprobar

    la estabilidad de las dierentes caractersticas mecnicas queposee, cubriendo rangos de dimetros desde los 12mm hasta

    los 1200mm y an ms.

    Para cuando el PVC entr a revolucionar el mercado de la

    conduccin de agua, el mundo estaba extremadamente

    sediento de inraestructura nueva, las ciudades estaban en

    crecimiento horizontal y vertical, lo que se daba era una

    expansin demogrfca, a la que seguidamente se le asociabauna mayor densidad.

    A medida que el tiempo transcurri, las ciudades y poblados

    han entrado en necesidades de reorganizacin, de replantear

    sus usos y densidades.

    A consecuencia de ello es que hoy en da es sumamente

    recuente que lo que tiempo atrs era una ciudad de casascon amplios jardines y de muy baja densidad poblacional, hoy

    se estn transormando en ciudades con edifcios de ofcinas

    y condominios residenciales, implicando que la densidad

    poblacional se duplique, triplique o hasta sea ya 10 o ms veces

    mayor.

    Situacin actual de las inraestructuras:

    Esto implica que las demandas de aprovisionamiento y

    evacuacin de aguas sean mayores, haciendo obsoletos los

    sistemas que se construyeron tiempo atrs.

    Ha de sumarse tambin el hecho de que en estos sitios esmuy recuente que, de manera gradual o en una sola etapa,

    se hayan construido obras de inraestructura muy importantes

    y con costos de reposicin muy elevados, como por ejemplo

    abastecimiento de gas, cableado telenico, redes de fbra

    ptica, vas pavimentadas y aceras.

    Al revisar y sumar los actores y sus eectos, queda claro que

    si se han de requerir trabajos para aumentar la capacidad desistemas hidrulicos, como por ejemplo sistemas sanitarios,

    abastecimiento de agua potable, evacuacin pluvial, etc., la

    alternativa de romper las vas existentes para sustituir la tubera

    o para colocar una nueva, ha de ser, orzosamente, la ltima

    alternativa a considerar.

    Es por ello que en los ltimos aos el desarrollo de procesos

    constructivos y tecnologas que permiten la rehabilitacin de

    sistemas existentes sin requerir de mayores obras temporales,

    ha aumentado a pasos agigantados, siendo la tecnologa de

    instalaciones sin trinchera, una de las ms representativas

    tendencias.

    Por tecnologa sin trinchera se entienden, en general, aquellos

    sistemas de tuberas que se instalan con un mnimo de obras

    externas, usualmente una pequea cmara cada cincuenta,

    cien o ms metros, en la que se introducen los equipos que

    llevarn a cabo la rehabilitacin, o bien una instalacin nueva

    e independiente del tendido existente, colocada sin mayor

    aectacin a la inraestructura y vida circundante.

    En este sentido, los mtodos de unin convencionales,

    desarrollados para construccin con zanja abierta, ameritan un

    pereccionamiento para poder sacar el mximo de provecho de

    las prestaciones mecnicas y qumicas que este material orece

    y sus benefcios en el desempeo estructural e hidrulico.

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    La prctica ha indicado que para eectos de instalaciones

    sin trinchera las uniones termousionadas (para el caso determoplsticos) son de las ms deseables.

    Actualmente estas son muy empleadas en otros materiales,

    pero en unos casos el producto resulta prohibitivamente caro o

    en otros las bajas prestaciones mecnicas hacen que se deban

    usar espesores de pared muy altos, lo que aecta sensiblemente

    el desempeo hidrulico, y que en algunos casos restringe

    seriamente la longitud de tramos sin trinchera.

    Para el PVC se dispone actualmente de uniones del tipo

    restringidas las que han dado muy alentadores resultados,

    si bien hay algunas limitantes en cuanto a equipo y tramos a

    colocar.

    En respuesta a ello es que Durman ha decidido incorporar al

    mercado latinoamericano la patente que cubre a las tuberas de

    PVC termousionado, mismas que se caracterizan por:

    Altsima compatibilidad para acoplar a otros sistemas, ya

    sean existentes o ya sean nuevos.

    Costos de producto muy razonables.

    El sistema terminado suele ser sensiblemente ms

    econmico y rpido que otros actualmente en uso.

    Se puede usar con accesorios de hierro, acero, PVC, etc.

    Permiten mayores longitudes de instalacin por jornada

    que los sistemas actuales.

    Queda as en las manos de diseadores y constructores esta

    tecnologa que permitir la exitosa ejecucin de obras de

    instalacin de tuberas sin trinchera. Tambin, si el proyecto

    lo amerita, pueden ser usadas en instalaciones de trinchera

    abierta.

    Descripcin:

    Las tuberas PTF se producen a partir de una dosifcacinespecial y nica para el PVC tal que permitan la termousin

    entre dos tubos, enlazando as los polmeros de tal orma

    que no se aecte ni la resistencia del tubo ni su elasticidad ni

    comportamiento a corto, mediano o largo plazo.

    El compuesto especial y patentado que se usa en estos elementos

    permite obtener una unin con igual, o mejor, comportamiento

    mecnico y qumico que lo que se puede esperar en el cuerpodel tubo.

    Cabe sealar que aunque hay variaciones en la composicin,

    estas no aectan la compatibilidad con el PVC estndar ni con

    las soldaduras qumicas que en ellos se emplea. Su resistencia

    qumica y biolgica es la misma.

    En el mercado se pueden encontrar diversos productos en los

    que se usan procesos parciales de termousin, pero son para

    aplicaciones muchsimo menos rigurosas que las que se pueden

    encontrar en una tubera subterrnea, expuesta a exigencias

    estructurales, como es el caso de las tuberas de abastecimiento

    o potable o las de evacuacin de aguas negras.

    El uso de materiales y sistemas de ensamble dierentes a

    los termousionados de PTF Durman, da uniones que son

    quebradizas y en consecuencia muy susceptibles a las

    vibraciones y deormaciones.

    Otras uniones tienen bajsima resistencia y en consecuencia allan

    en condiciones muy ineriores de las que haran allar al tubo.

    Dimensiones y aplicaciones

    Las tuberas PTF Durman estn disponibles en prcticamente

    todos los dimetros y grupos de especifcaciones disponibles

    en el mercado latinoamericano.

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    Por tanto se pueden obtener para dimensiones tales como:

    -DIN-ASTM (IPS, DI, ASTM D-3034)

    -ISO, as como las dierentes homologaciones aplicables a

    Amrica Latina

    -AWWA

    Se abrican principalmente en dimetros de 75mm en adelante,

    sin que signifque que haya impedimentos abriles para dimetros

    menores, sino por aplicaciones posibles.

    En cuanto al dimetro mximo, se puede llegar hasta los

    1200mm, segn disponibilidad y ubicacin del equipo que

    extruye el tubo.

    Las tuberas PTF pueden ser empleadas tanto para redes

    de distribucin a presin para agua potable, para riego, etc.

    Tambin para conducciones, redes y desogues de aguas

    negras, colectores pluviales, pasos de alcantarilla, ductos para

    cableado, etc.

    Conexiones y accesorios

    El PTF Durman, a dierencia de otras alternativas termoplsticas

    termousionables, posee la sufciente tenacidad y rigidez como

    para poder unirle, con gran seguridad y confabilidad, sistemas

    de uniones tales como angers, dressers, uniones qumicamente

    soldadas, uniones con empaque de hule, silletas de derivacin,

    etc.

    Todas estas clases de uniones o conexiones se unen con el mismo

    procedimiento que se sigue para el caso de PVC tradicional.

    Proceso que es satisactoriamente ms sencillo y econmico

    que el que se sigue con PEAD y muchsimo ms econmico que

    el que se usa con otras alternativas este sistema.

    Proceso de termousin

    El proceso se lleva a cabo con el mismo equipo que se empleapara la termousin a tope, como el caso especfco del PEAD.

    Para llevar a cabo un trabajo de este tipo la lista de equipos y

    medidas es la siguiente:

    Tubera de PVC tipo PTF en los dimetros y espesores

    solicitados

    Vericar la existencia de corriente elctrica congruente

    con el voltaje, ases, recuencia y amperaje requeridos paraoperar el equipo.

    Mquina para facing y fusin a tope. Debe vericarse

    previo a iniciar la operacin que las denominadas muelas

    de sujecin sean adecuadas para el dimetro externo real

    del tubo a termousionar, recurdese que existen dierentes

    valores segn se trate de normas con base en IPS, DI, DIN,

    ISO, etc. Se recomiendan los equipos McElroy, entre otros.

    Equipo para vericacin del proceso de termofusin:

    termmetro hasta 400 C, manmetro acoplable al equipo

    de acing y usin a tope. Precisin hasta 1PSI y escala

    desde cero hasta 300PSI, cronmetro y datos especfcos

    de parmetros para el dimetro y espesor a termousionar.

    Se recomienda explcitamente el uso de un dispositivo de

    captura de datos, digital, con puerto de enlace y sotware

    para usar con computadora personal, similar a los DataLoger

    de McElroy. El uso de este aditamento permite una validacin

    directa de cada una de las termousiones llevadas a cabo.

    Equipo de proteccin contra viento y lluvia

    Cronmetro

    Procedimiento escrito

    El proceso se desarrolla as:

    Llevar el tubo al sitio en donde se har la termofusin,

    mismo que se recomienda cercano al sitio de colocacin

    fnal.

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    Si el proceso de instalacin a seguir implica trabajos sin

    trinchera trenchless, asegrese de las obras temporalesrequeridas para llevar a cabo la insercin de la tubera estn

    en el grado de avance programado. Tmese en cuenta que

    una vez unidos los tubos, el paso de maquinaria y personal

    ser dicil si ha de cruzarse con el tramo termousionado

    y sin instalar.

    As mismo se debe vericar que la termofusin se est

    llevando a cabo en el lado en el que se requiere insertarla.

    Traslados innecesarios de tuberas ya usionadas solo

    implican posibles daos al tubo y gastos de mano de obra.

    Vericar las caractersticas de la tubera a instalar y que

    se cuente con las condiciones apropiadas, entre ellas un

    sitio seguro (protegido del trnsito vehicular, de posibles

    derrumbes, etc).

    Vericar las condiciones meteorolgicas y decidir si se

    requiere o no de proteccin contra la lluvia y/ o el viento.

    Colocar la mquina de facing y fusin a tope en una

    posicin horizontal, asegurndose de que la misma est

    frmemente apoyada. Esto por cuanto durante el proceso

    habrn movimientos que pueden desalinearla o volcarla.

    Alinear los tubos respecto al eje longitudinal del equipo.

    Asegurar en posicin los dos tubos a termofusionar,

    ayudndose con el sistema de muelas que el equipo trae.

    Ejecutar el proceso de careado o facing. Este se lleva

    a cabo al poner la plancha con cuchillas en su posicin,

    ponerla a girar y, mediante el mando hidrulico del equipo,

    hacer presin de ambas caras contra las cuchillas del disco.

    Es muy importante asegurarse de que ambas caras toquen

    de orma razonablemente uniorme al disco con las cuchillas.

    Si en la operacin de careo el equipo tiende a trabarse,

    disminuya momentneamente la presin, para reiniciarla unavez que el equipo gira de nuevo.

    Una vez obtenido el careo, retire el disco y colquelo en un

    sitio en donde est seguro.

    Remueva todos los residuos y rizos de PTF que quedaron

    debido a la operacin de careado. No hacerlo adems de dar

    una mala impresin al sitio de trabajo, puede causar desde

    problemas de contaminacin en las caras a termousionar

    hasta accidentes.

    Coloque el disco de termofusin, mismo que conviene

    precalentar unos dos minutos antes, asegurndose que la

    temperatura sea la recomendada en la literatura provista

    por Durman-Nicoll

    Etapa de calentamiento y derretido: Una vez que la

    temperatura en el disco trmico es la indicada, asegurndose

    previamente de que se coloc en el sitio adecuado, proceda

    a presionar las dos caras a termousionar. Esto se hace

    empleando los mandos hidrulicos / mecnicos que trae el

    equipo. NUNCA trate de hacer esta operacin manualmente,

    hay riesgo de salir herido y certeza de que el trabajo no ser

    adecuado.

    Vericar durante la etapa de calentamiento y derretido que

    la temperatura, la presin y el tiempo sean los correctos.

    Una vez que haya cumplido este ciclo, nuevamente con los

    controles hidrulicos separe los tubos y retire el equipo de

    calentamiento. Esta es una operacin que debe hacerse con

    cuidado pero con rapidez .

    Etapa de fusin: Proceda nuevamente a poner frente a

    rente las dos caras a termousionar. Hgalo atendiendo al

    tiempo y presin defnidos en la carta tcnica entregada

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    para el proyecto. Esta etapa es muy importante para lograr

    una adecuada usin, por lo que deben atenderse muy bienlos parmetros citados.

    Una vez que ha transcurrido el tiempo de fusin (segn

    dimetros y espesores es de 12 a 20 minutos, pero verifque

    el dato exacto)

    Libere los dos tubos que ya se termofusionaron, pero no les

    haga movimientos bruscos ni deormaciones o curvaturas.

    Prepare el equipo para la siguiente termofusin, repitiendo

    los pasos necesarios (puede ser desde el paso 1, dado que

    muchas veces el equipo se va desplazando a lo largo del

    tendido de tubera a termousionar)

    Cada vez que reinicie el ciclo, asegrese de no exceder

    la longitud requerida o especifcada para ese tramo. Evitar

    as tener que hacer cortes de uniones, que no darn ningn

    benefcio a nadie.

    Coordinar el inicio de las actividades siguientes a la

    termousin, de manera que el tramo a colocar no quede

    demasiado tiempo a la intemperie o sujeto a daos por

    terceros o equipos.

    Mtodos de instalacin

    Tal y como se ha venido sealando, existen mltiples

    mtodos para instalar tuberas PTF, ya sean procedimientos

    convencionales, o ya sean especfcos para usos sin trinchera.

    Funcionalmente los podemos clasifcar en mtodos para tuberas

    nuevas (que pueden, no obstante, ser como complemento

    o sustitucin de tuberas) y los de rehabilitacin de sistemas

    existentes.

    En esta seccin se describen los datos ms importantes para

    los procedimientos en s. Dado que en la mayora de los casosson aplicaciones basadas en procedimientos en uso (si bien

    de muy alta tecnologa), puede entonces encontrarse mucha

    inormacin en uentes propias de los vendedores de equipos y

    en normas y reglamentos.

    Encamisado bsico de tuberas existentes

    Consiste en introducir una tubera nueva dentro de una ya

    instalada, la tubera entrar deslizndose solamente, se aplica

    una uerza de halado (o empuje segn el caso) para vencer la

    riccin y algunas cargas parsitas.

    Una vez introducido el tubo, se procede a inyectar el material

    de relleno o grouting que puede ser, segn sea el caso

    desde un suelo ligeramente estabilizado con cal (carbonato

    de calcio), que es en muchos de los casos, hasta un concreto

    uido con granulometras, revenimientos y dosifcaciones

    cuidadosamente defnidas y controladas (en ciertas aplicaciones

    muy especiales).

    Cuando se empleen las alternativas de encamisado se debe

    prestar especial atencin al hecho de que la capacidad hidrulica

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    ser, a lo sumo, igual a la de la conduccin original, si bien

    suele ser inerior.

    Esto se debe a que el dimetro exterior del tubo nuevo tiene que

    ser menor al dimetro interno del tubo existente, caso contrario

    no se puede introducir el nuevo tubo, y menos an inyectar el

    material de relleno.

    El

    nuevo dimetro interno (D) ser igual al dimetro interno

    existente (Di) menos el doble (en la mayora de los casos) del

    espesor libre requerido para inyeccin (Tiny) y menos dos veces

    el espesor de pared (Tw):

    D = Di 2*Tiny

    2*Tw

    Una ventaja importante es que en el caso de ujo por gravedad

    la n de Manning disminuye (que tiende a aumentar el caudal) y

    en el de conduccin a presin la C de Hazen & Wil liams aumenta

    (tiende a disminuir las prdidas energticas por riccin), como

    se muestra en el ejemplo siguiente:

    Ejemplo:

    Dado el caso hipottico en que se desea rehabilitar una

    tubera de concreto en muy mal estado, de 900mm de

    dimetro, de un colector pluvial que trasiega un caudal

    Q1, con una tubera de PVC de 750mm de dimetro

    externo, con un espesor de pared de 23.1mm. Vericar

    el % de variacin en el caudal.

    R.:/ Dado que se considera que el tubo de concreto est

    en muy mal estado, puede usarse un valor para Manning

    de 0.019. El tubo de PVC ser muy liso, con uniones

    termousionadas, de donde que n = 0.0092.

    La pendiente, por necesidad, ser la misma en ambos

    casos. Se asume adems mismo porcentaje de calado.

    Por ello, tomando en cuenta que el caudal segn Manning se

    calcula con la expresin:

    Q = AR2/3 S1/2

    n

    Donde:

    A = rea mojada por el ujo, en las condiciones en estudio

    R = Radio hidrulico = A/P

    P = permetro mojado

    S = pendiente longitudinal de la tubera

    Dado que se trata de tuberas de seccin circular:

    Q = K(q) * D8/3 S1/2

    n

    Al eectuar la simplifcacin para Q2/Q1:

    Q2/Q1 = (D2/D1)8/3 n1 (n2)D2 = 750 2*23.1 = 703.80

    Sustituyendo:Q2/Q1 = (D2/D1)8/3 (n

    1/n

    2) = (703.80/900)8/3

    (0.019/0.0092) = 1.07

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    Por ende el caudal que podr trasegar el nuevo sistema sera,

    segn la ecuacin de Manning, un 7% mayor que el que elsistema ya deteriorado poda llevar, a pesar de que el dimetro

    se disminuy en un 22%.

    El espacio contemplado para dejar libre entre tubo viejo y tubo

    nuevo, es holgadamente sufciente como para incluso rellenar

    con mortero uido o con concreto con tamao mximo de

    agregado de 9.5mm con uidifcante. Tomando en cuenta que

    se trata de un tubo con una relacin de dimetro a espesor

    de pared de 32.5, la rigidez anular superar los 50PSI, de

    donde que, siendo una tubera de pared slida, la solucin es

    totalmente autoportante.

    Para el caso de tuberas a presin, la comparacin se puede

    hacer va prdidas energticas para un mismo caudal, o va

    dierencias de caudal para una misma prdida energtica.

    En ambos casos, la comparacin se puede hacer con la

    ecuacin de Hazen & Williams:

    h = K Q 1.852 * L(C ) D4.87h: perdidas piezomtricas por ujo

    Q: caudal trasegndose

    C: Constante de Hazen & Williams (90 para metal viejo,

    150 para PVC)

    L: longitud del tendido en que se evalan las prdidas

    D: Dimetro interno REAL del tubo

    K: Constante. Es 1.21*1010 si se trabaja h en m.c.a., Q en

    lt/s, L en m y D en mm

    Nota: Este NO es el nico mtodo de rehabilitacin de

    tuberas existentes. Existen tambin otros que permitencolocar tubera con igual o mayor dimetro que la existente,

    pero son ms laboriosos. Como todo en ingeniera, la

    decisin nal depender de comparaciones de costo, vidatil, benecios, etc.

    Encamisado mediante ruptura por explosin

    localizada en tuberas rgidas

    Este sistema consiste en hacer pasar una masa de metal, ya

    sea halndola de manera intermitente o empujndola por medios

    neumticos, generando el eecto de impactos en ambos casos.

    Durante esa ase, la tubera existente, ya sea de concreto, arcilla

    vitricada (gres), GRP asbesto, se ir rompiendo de manera

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    controlada. El material resultante de esta ruptura es empujado

    de orma concntrica hacia el medio circundante, por medio dela masa metlica, que se puede describir como semicnica o

    en orma de proyectil.

    El material roto y dispersado se mantendr aparatado de

    su posicin original durante un tiempo corto, gracias al

    comportamiento del suelo ante cargas de este tipo.

    Una vez que la tubera ha pasado por el sitio de ruptura de la

    existente, la labor estructural de soporte ser llevada a cabo

    por la nueva.

    Al defnir el dimetro del tubo a colocar en la rehabilitacin

    y la longitud a colocar en cada tramo, y conociendo las

    caractersticas aproximadas del suelo circundante, se puede

    calcular la uerza de halado necesaria y as defnir el equipo a

    usar y el espesor del tubo requerido para eectos constructivos

    y cotejarlo contra el defnido para las condiciones de servicio

    una vez instalado.

    Para tal fn se puede hacer el clculo a partir del dimetro del

    tubo y su espesor de pared, junto con el esuerzo admisible

    para el PVC en esa condicin de carga (sae pulling orce),

    establecido en 2800PSI o 195kg/cm2.

    Como ejemplo se adjunta esta tabla de uerzas de halado

    admisibles para tuberas AWWA C-900 y C-905, para otros

    dimetros, normas o espesores, los datos se pueden obtener

    con el representante de Durman ms cercano.

    Dimetro

    DIP

    DRFuerza de

    halado

    segura (lbs)

    Dimetro

    DIP

    DRFuerza de

    halado

    segura (lbs)

    75DR26

    Sch. 40Sch. 80

    4.2005.5005.900

    100141825

    13.46010.6007.700

    100DR26

    Sch. 40Sch. 80

    6.9009.30013.000

    125141825

    27.70021.90016.000

    150DR26

    Sch. 40Sch. 80

    15.10016.50024.800

    200141825

    47.70037.80027.600

    200DR26

    Sch. 40Sch. 80

    25.60024.80037.700

    250141825

    47.70037.80027.800

    200DR26

    Sch.40Sch.80

    39.70035.20055.900

    300141825

    71.80056.50041.600

    250DR26

    Sch.40Sch.80

    55.80046.60076.900

    3501825

    108.00079.000

    350DR26

    Sch. 40Sch. 80

    67.30055.10092.300

    4001825

    139.000102.000

    400DR26

    Sch. 40Sch. 80

    86.00072.100118.700

    4501825

    175.000128.000

    450DR26

    Sch. 40Sch. 80

    111.40091.100148.500

    5001825

    210.000155.000

    500DR26

    Sch. 40Sch. 80

    137.500107.000148.500

    60018

    25

    300.000

    220.000600

    DR26Sch. 40Sch. 80

    198.100149.000257.800

    75025

    32.541

    480.000265.000210.000

    90025

    32.541

    480.000380.000300.000

    105032.54151

    660.000400.000320.000

    1200 4151 520.000420.000

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    Encamisado mediante ruptura por corte en tuberas

    fexibles

    Este sistema tambin permite colocar, basndose en el trazado

    de una tubera existente, tuberas con dimetro mayor o igual,

    generando muy signifcativas mejoras en el desempeo y

    durabilidad del nuevo sistema.

    En esencia el mtodo consiste en introducir una cabeza metlica

    en orma de cono, provista de aristas o cuchillas radialmente

    dispuestas.

    Esta cabeza metlica es halada por medio de un cable o cuerda

    de alta resistencia, a travs de la tubera receptora (usualmente

    de HDPE, metal o PVC). Mediante la secuencial aplicacin de

    energa, la cabeza metlica eecta el corte (usualmente dos)

    en el sistema a rehabilitar, permitiendo que el resto de la cabeza

    separe en gajos el tubo existente.

    Simultneamente se procede con el halado de la tubera PTF que

    se va a instalar. En este caso, al igual que en el procedimiento

    anterior, es imprescindible que se analicen las condiciones desitio, longitud y dimetro a instalar para as asegurarse de que

    la uerza segura de halado sea compatible con lo que el tubo a

    colocar permite.

    Debe tenerse siempre en mente que en rehabilitacin se

    debe disear tanto para la vida en servicio con sus mximos

    esperables, como tambin para las solicitaciones que el proceso

    constructivo implicar.

    HDD*: procedimiento de diseo, clculo y

    construccin

    Este procedimiento es uno de los ms recuentemente empleados

    y se le puede considerar tanto para sistemas completamente

    nuevos como tambin para sustituir o complementar sistemas

    ya existentes.

    Una importante particularidad es que no usa el trazado de

    tuberas existentes, ni tampoco es un mtodo de zanja abierta.

    Bsicamente consisten en taladrar un agujero nuevo en una

    masa de terreno, para que una vez llegado al punto de destino

    se coloque una masa metlica especialmente diseada, que ir

    ensanchando an ms la cavidad, aprovechndose adems de

    las inyecciones lubricantes que en la peroracin se hicieron,

    *Horizontal Directional Drilling

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    para que seguidamente quede colocada la nueva tubera.

    El proceso de taladrado (Drilling) puede ser rectilneo o

    puede ser con cambios de direccin, segn lo que el sistema

    a colocar requiera y segn, tambin, lo que las condiciones

    especiales de sitio obliguen.

    Un equipo mecnico con un sistema de torsin y avance se

    encarga de llevar a cabo la peroracin. Para tal fn el barreno

    puede, durante su operacin, acoplar elementos o extensiones

    de alta resistencia a la torsin que se irn colocando

    secuencialmente a medida que el proceso se desarrolla. Estas

    extensiones poseen la resistencia necesaria como para poder

    avanzar hasta centenares de metros con mrgenes de seguridad

    muy cmodos.

    La cabeza del barreno, eso s, deber ser seleccionada de acuerdo

    con las condiciones que se esperen encontrar en obra, en la zona

    a excavar. Igualmente se debe analizar la capacidad del equipo

    propulsor (que le da el torque al barreno), de manera que pueda

    eectuar la labor de rotacin, peroracin y posterior halado, con

    soltura. Estos datos se cotejan con el largo a perorar.

    Los abricantes proveen de inormacin y asesora tcnica muy

    valiosa sobre este paso. As mismo, es prctica comn entre

    los representantes, orecer el servicio de seleccin de equipo e

    incluso el de alquiler de equipo ms operario.

    Para proyectos de pequea a mediana escala, esta es una

    prctica conveniente para ambas partes. Sin embargo encondiciones especiales de instalacin, o en proyectos de gran

    escala, la conveniencia de comprar el equipo es un tema muy

    digno de ser tomado en cuenta.

    La gran mayora de los equipos llevan a cabo esta labor de

    manera mecnica y automtica, como por ejemplo el que se

    muestra en la otograa, de la casa Vermeer.

    El mecanismo consiste en un magazine en el que, de manera

    similar a como ocurre en una pistola automtica tipo escuadra,

    cada vez que se gasta una extensin, la siguiente queda lista

    para ser usada, y as sucesivamente hasta concluir la labor o

    requerir un nuevo magazine.

    El mismo equipo cuenta con los sistemas de almacenamiento e

    inyeccin de lodos bentonticos y otros materiales que permitirn la

    adecuada lubricacin del orifcio y una ms cil ejecucin de la obra.

    Adicionalmente el equipo cuenta con una serie de mandos para

    controlar y modifcar o corregir, de ser necesario, el trazado de

    la peroracin.

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    Este sistema lo que hace es verifcar la posicin espacial

    (proundidad, y coordenadas en el plano horizontal) y direccin

    de la cabeza peroradora. Esta a su vez, desde la cabina de

    mandos, puede ser redireccionada, o bien puede ser de orma

    automtica.

    Los equipos de diseo tradicional requieren que el operador

    lleve a cabo la accin, valindose de los datos tomados por el

    equipo mvil que un operador lleva sobre la zona de peroracin,

    otros ms avanzados poseen un sistema de circuito cerrado en

    el que a medida que se toman los datos, las verifcaciones y

    correcciones, en caso de ser necesarias, se llevan a cabo en

    racciones de segundo, de manera continua.

    Con prcticamente todos los sistemas se pueden lograr

    peroraciones con precisin tan rigurosa como 0.20% o menos

    an (con previsiones especfcas en la preparacin de la obra)

    A medida que el barreno va avanzando, el equipo va inyectando

    una mezcla a base de bentonita que se encarga de lubricar

    la peroracin, tambin le da estabilidad dimensional a la

    peroracin temporal para las actividades que siguen.

    Al salir el barreno al otro extremo, se procede a colocar la masa

    metlica (reamer head) en el extremo del barreno, esta al ser

    halada de regreso, y gracias a su confguracin, ensanchar

    signifcativamente el dimetro del agujero, por lo que al halar

    el tubo PTF, entrar con mayor acilidad, deslizndose con baja

    riccin por las paredes del agujero.

    Para llevar a cabo la accin de halado se debe verifcar lo siguiente:

    Que la fuerza de halado segura sea consecuente con la

    longitud de tubera a colocar, las condiciones del suelo y el

    dimetro del tubo.

    Tener la tubera termofusionada y preparada para colocarseen el momento mismo en que se termine la peroracin (el

    agujero tiende a cerrarse con rapidez).

    Asegurarse de tener la longitud adecuada de PTF segn el

    tramo perorado, as como los dispositivos necesarios para

    su interconexin o taponamiento.

    Concluida esta etapa, lo que sigue es llevar a cabo la

    interconexin y poner en operacin, o bien continuar con la

    etapa siguiente de HDD.

    Termo expansin controlada de encamisados

    precisos con orientacin molecular (Duraliner)

    Este sistema, tal y como lo seala

    el ttulo, consiste en un encamisado

    estructural de PVC dentro de una tubera

    existente, sea cual sea el material que

    la constituye.

    En vista de que sus caractersticas

    son muy extensas como para usarlas de nombre (si bien s

    muy explicativas), se le denomina o llama por el nombre de la

    patente asociada: Duraliner.

    Se le puede describir como un encamisado de gran resistencia

    y durabilidad que permite aprovechar las condiciones de

    instalacin de una tubera que, por diversos motivos, ya no

    est en buen estado de uncionamiento, sea en el aspecto

    estructural, el qumico o el hidrulico.

    Una de las ms frecuentes

    aplicaciones es en tuberas

    metlicas que se han

    deteriorado por corrosin

    y/ o que las adherencias en

    su pared interna la hacen

    hidrulicamente inefciente. La fabilidad sobre su capacidadpara soportar presiones y la exactitud del dimetro externo

    del encamisado hacen muy seguro y expedito el proceso de

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    reconexin de derivaciones y operacin de sistemas existentes

    como por ejemplo tees y silletas.

    Tambin se le puede emplear en colectores de aguas negras,

    pasos de alcantarilla y desogues pluviales, siendo en este caso,

    al igual que en los anteriores, el actor de decisin el adecuado

    balance entre los aspectos econmicos, constructivos,

    durabilidad e intererencia con otras obras, existentes.

    Una interesante caracterstica

    de este mtodo, patentado,

    es que el tubo tendr un

    dimetro externo igual al

    dimetro interno de la tubera

    existente, pero sin embargo

    la insercin o sondeo se hace

    con una tubera con un dimetro inicial inerior al interno del

    sistema a rehabilitar.

    De esta manera el proceso de insercin es sumamente rpido y

    no hay involucradas grandes uerzas de halado.

    Antes de colocar la nueva tubera es necesario que se de una

    limpieza interna del tubo a encamisar. Esta labor se suele llevar

    a cabo con dispositivos abrasivos rotativos que se hacen pasar

    a lo largo del segmento de tubera a tratar.

    As se logra una superfcie

    interna muy apropiada para

    el encamisado, sobre todo

    porque elimina adherencias

    e imperecciones que

    puedan aectar el adecuado

    proceso.

    Una vez colocada la nueva

    tubera, se procede a

    colocar en los extremos del

    tubo los correspondientes

    dispositivos que permitirn

    llevar a cabo posteriormente

    las operaciones para

    expandir el tubo nuevo.

    Estos son dispositivos especialmente desarrollados para

    el proceso con PTF, de donde que defnitivamente se deben

    obtener por medio del representante de la marca, o bien al

    menos buscar el aval sobre los que se hayan de usar. Estos son

    reutilizables muchas veces, por lo que se recomienda proceder

    exclusivamente con equipo original.

    Una vez colocados los correspondientes artefactos, se procede

    a llenar con agua limpia la tubera nueva, para posteriormente

    proceder con la termo expansin.

    El proceso de termo

    expansin consiste en la

    aplicacin gradual de presin

    al lquido dentro del tubo, a la

    vez que se va incrementado

    de manera paulatina y

    controlada la temperatura.

    Esto se hace con una unidad mvil, usualmente colocada en un

    camioncito liviano. En este se incluye una caldera, un fltro, bombas

    y equipos de cmputo para monitorear la accin.

    Luego se procede con una despresurizacin gradual, junto

    con un moderado enriamiento. As se obtiene una expansin

    permanente en el tubo, sin presencia de esuerzos residuales

    ni cristalizaciones.

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    Tal y como se observa

    en la otograa adjunta,

    el tubo se acoplar a las

    dierentes irregularidades

    que se puedan presentar

    en el trazado, lo que

    permite garantizar un

    comportamiento conjunto y compatible.

    Durante el proceso se da un reacomodo de los polmeros que

    da por resultado un PVC con una muy conveniente orientacin

    molecular en el sentido anular. De esa manera el valor de HDB

    a 100 000 horas sube desde 4000 PSI hasta 7100PSI, lo que

    permite usar espesores fnales de pared ineriores, para una

    misma resistencia del tubo y paralelamente se da una disminucin

    en las prdidas energticas, mismas que son uncin de D4.87,

    siendo D el dimetro interno de la tubera. Cabe sealar que una

    tubera de hierro dctil rehabilitada con Duraliner tiene la misma

    capacidad hidrulica a pesar de tener un dimetro relativamente

    menor, gracias al eecto del coefciente de Hazen & Williams. Y

    desde luego que tiene mucho mayor capacidad hidrulica que

    su equivalente estructural en PEAD.

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