Manual tcnico del agua degremont pdf

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Aquí se tratará con las de PVC cloruro de polivinilo que en su aplicación para drenaje pueden ser de pared sólida, doble pared o de pared perfilada. Hidráulicamente su capacidad de entrada depende sobre todo de la configuración geométrica del conducto y de la configuración a la entrada de la conducción. If have necessity to downloading Manual degremont pdf, in that case you come on to the. Elemento Estructural del Perfil Rib Loc Este es un elemento típico del perfil que conforma las paredes de la tubería.

El profesor Watkins concluye en sus ensayos de laboratorio que, si la zanja posee muros de excavación rígidos, o al menos de igual rigidez que el material de relleno selecto como es el caso de una zanja excavada en un terraplén compactado , entonces el espesor de material selecto será el mínimo tal que pueda compactarse sin problema. Slideshare uses cookies to improve and performance, and to provide tdeatment with relevant advertising. En tuberías cuyas juntas son herméticas, como el caso del Rib Loc, la presión hidrostática en el exterior del tubo es uniforme alrededor de la circunferencia y dirigida hacia el centro del tubo. The vertical In filtration, that is, influence on oxygen transfer. El área de contacto de ambas llantas con el suelo se asume que es un rectángulo Figura 9 , con las dimensiones cuyo cálculo se verá más adelante. Comprar libro MANUAL TECNICO DEL AGUA del autor DEGREMONT. Falla de la pared en las posiciones de las 3 y las 9 horas. Cuando E2 es igual a E3, el valor de zeta Ec.

Pérdidas a la entrada He 2. Para facilitar la lectura sólo se indican presiones horizontales Figura 17.

Degremont water treatment handbook pdf - A medida que aumenta la profundidad, el efecto proporcional es mayor, si bien a su vez la magnitud de la presión nominal cae de manera importante. Esto se puede lograr dando un espesor de material selecto igual al radio máximo de la sección transversal del tubo, tal como se ilustra en la Figura 15.

Manual Técnico Rib Loc y Rib Steel MANUAL TECNICO RIB LOC Y RIB STEEL 2007 www. Cálculo de las cargas muertas............................................................................................................................. Las cargas vivas: Wv........................................................................................................................................... En las secciones correspondientes a conceptos estructurales, se ha dado especial énfasis a los sistemas de tuberías flexibles, pero partiendo del planteamiento de las condiciones y conceptos que llevan a definir si es un sistema rígido o flexible, con las implicaciones físicas y constructivas que ello conlleva. Las familias que involucra el sistema Rib Loc son varias, si bien conceptualmente parten de la idea de un sistema estructural e hidráulicamente óptimo que sea versátil para las diferentes aplicaciones y formas de instalación. Así mismo se incluye una sección sobre diferentes consideraciones que hidráulicamente se deben tener. Desde luego que debe tenerse en claro que esta es una compilación, por lo que no pretende sustituir a los textos especializados, sino más bien complementarse con estos y a estos. Gómez Mora Capítulo 1 www. Cloruro de Polivinilo PVC 2. Tubería reforzada de Fibra de Vidrio GRP Además se encuentran de otros materiales como los SRP plásticos de hule estireno y el CAB Butirato-acetato de celulosa , pero se fabrica en pequeña escala o son para aplicaciones muy específicas. Aquí se tratará con las de PVC cloruro de polivinilo que en su aplicación para drenaje pueden ser de pared sólida, doble pared o de pared perfilada. En este documento se estudiarán las de pared perfilada. Todas ellas tienen una cualidad común: muestran alta rigidez anular con un bajo peso por unidad de longitud. Esta condición hace que las tuberías perfiladas sean más livianas que las de pared sólida. El principio de funcionamiento se basa en diseñar una pared que posea un valor elevado en el momento de inercia de sus elementos, con relativamente poca área, análogo al caso de vigas en donde usualmente predominan los requerimientos por flexión sobre los de cortante. Elemento Estructural del Perfil Rib Loc Este es un elemento típico del perfil que conforma las paredes de la tubería. Cada uno de sus componentes se puede simplificar a una forma rectangular como la siguiente Fig. Pieza estructural elemental p. Para efectos de este modelo se considerarán tanto la carga viva típica, así como las cargas muertas y sus efectos. Los modelos para análisis y diseño de sistemas subterráneos para conducción de agua por gravedad se pueden clasificar bajo diferentes criterios, según: - Geometría - Material o materiales que lo constituyen - Comportamiento o clasificación estructural - Metodología de instalación - Proceso de fabricación, etc. En un sentido mecánico estricto todas las tuberías son flexibles dado que siempre experimentarán una deformación, por mínima que sea, ante la aplicación de una carga, o combinación de estas, distinta de cero. Sin embargo aquí se ha establecido una clasificación en flexibles y rígidas, en función de si están o no en capacidad de interactuar significativamente con el material de entorno. Aquellos sistemas que se clasifican como estructuralmente flexibles es porque las funciones esfuerzo-deformación del tubo, en correspondencia con las del material en que se encuentra instalado, permiten una interacción significativa. Las rígidas se definirán entonces por contraposición, no necesariamente absoluta, a esta definición. Los modelos a emplear parten del concepto de sistema suelo-tubo, mismo que se puede definir como aquel en el cual el efecto de las cargas aplicadas, sean permanentes, temporales o accidentales, es distribuido entre los elementos que conforman el sistema resistente en función a la compatibilidad de deformaciones, las rigideces relativas y por tanto de la configuración geométrica y cinemática del conjunto. Para cada combinación de cargas se puede definir un sistema balanceado entre características del tubo, material circundante y dimensiones de la zanja. Para efectos prácticos y generales basta con definir un solo sistema que cubre la gran mayoría de los casos posibles en campo, sin que esto elimine la posibilidad de buscar alterativas que, para una condición específica, sean más económicas, seguras o prácticas, o bien combinación de estas. El proceso se inicia con la definición de las cargas y su aplicación, escogiéndose el modelo de distribución de estas, a la vez que se determinan los factores de mayorización cuando hay grados de incertidumbre sobre el valor máximo, o bien determinando las magnitudes y justificando los supuestos que llevan a estas. Las tuberías flexibles se caracterizan por poder interactuar de manera significativa con el medio circundante pared de zanja, encamado y material de entorno, principalmente. Esto permite una interrelación a nivel casi infinitesimal del tubo y el entorno, lográndose un comportamiento estructural Capítulo 4 www. Como ya se dijo, estrictamente hablando todas las tuberías son flexibles, en menor o en mayor grado, pero para efectos prácticos se consideran flexibles aquellas que, cuando menos, pueden deformarse anularmente de un 2 a un 3% de su diámetro inicial sin sufrir daños. Con este rango de deformación se logra que, para la gran mayoría de los suelos, se genere un estado de esfuerzos capaz de sacar provecho de la densidad y calidad que todo material de entorno, para la tubería que sea, debe tener para que la instalación se considere satisfactoria. Gracias a ese mecanismo es que se logran elementos hechos de materiales de excelentes prestaciones físicas y químicas, con un peso muy favorable para su transporte y colocación. Incluso, desde hace ya varias décadas la ACPA American Concrete Pipe Association ha venido efectuando investigaciones prácticas y desarrollando modelos numéricos en los que analizan el efecto benéfico que puede darse en el comportamiento de las tuberías rígidas de concreto si el entorno de instalación se hace con bien definidas condiciones. El resultado está plasmado en las más recientes versiones del Handbook de las Tuberías de Concreto, específicamente en el ítem de SIDD Standard Installation Direct Design. Este programa basado en análisis estructural por método de elementos finitos, en tuberías rígidas, permite sacar ventaja de la buena instalación aún en el caso de tuberías rígidas. Con las tuberías flexibles las ventajas son más evidentes y numéricamente más significativas, tal y como se demuestra con los teoremas y fórmulas que se presentan. Los conceptos de diseño se enfocan, para el caso de las tuberías flexibles, en: -Características del material de pared de zanja -Características del material que se colocará a los lados de la tuberías -Propiedades mecánicas de la pared del tubo y de su diámetro -Ancho de zanja -Cargas vivas y muertas actuando sobre el tubo. La capacidad estructural se cuantifica de acuerdo a lo que el sistema en conjunto aporta y no solo basándose en lo que el tubo por sí solo pueda ofrecer, lo que, al fin y al cabo, solo es un eslabón de la cadena. Las tuberías flexibles desarrollan en conjunto con el entorno un estado de esfuerzos que les permite, debidamente diseñadas e instaladas, colocarlas con alturas de relleno que pueden ampliamente superar las que, usualmente, se logran con tuberías de concreto reforzadas según las normativas vigentes. La figura adjunta muestra como se da la interacción con el tubo flexible, generando un balance muy conveniente de esfuerzos. Cabe aclarar que el material de relleno colocado por encima del cuadrante superior o corona tiene muy poca influencia sobre el comportamiento estructural del tubo salvo cuando se trata de tuberías muy superficiales sometidas a cargas vivas de importante magnitud, y desde luego también por el efecto del peso volumétrico del terreno. Tuberías rígidas El análisis parte de los modelos y fórmulas de Marston y Spangler, considerando que la tendencia cinemática al movimiento de los prismas de terreno a los lados de la tubería es más definida que la que se da en el material inmediatamente sobre esta, con el aporte de la fricción que se da entre estos prismas, que se produce por el efecto de deformación volumétrica gracias al cual al comprimir un cubo de material en una dirección, este tiende a expandirse en las otras dos direcciones ortogonales. Gráficamente esto se modela así: Figura 5. También debe aclararse que este desarrollo y fórmulas aplican para la condición de instalación en zanja. En algunos casos, cuando se desconoce el valor de ku´, se puede asumir que no hay interacción con el medio circundante y que el efecto de arco no se produce, sin embargo esto no es correcto desde el punto de vista teórico. Los valores de ku´ se encuentran en el rango de 0. Por la experiencia acumulada a lo largo del tiempo por parte de los fabricantes y diseñadores de tuberías flexibles i. Relación peso de prisma vrs efecto de arco Las cargas al actuar contra la tubería generan el efecto de acople o compatibilidad de deformaciones que permitirá entonces que el tubo aporte su resistencia a la compresión en el perímetro del tubo así como su rigidez contra la deformación anular, a la vez que generará esfuerzos en el material de entorno. Tal y como se muestra en la figura adjunta, la distribución de cargas hacia una tubería flexible es más favorable que la que se da en una tubería rígida. ¿Cuál será la carga sobre el tubo? Para obtener la carga muerta total por metro lineal de tubo debe multiplicar este valor por el diámetro externo del tubo. En la realidad el efecto es más marcado. Tipos de cargas Vivas En el caso de tuberías enterradas, las cargas vivas pueden ser: - Autos - Camiones - Trenes - Aeroportuarias, etc En el diseño vial, las cargas AASHTO son muy frecuentemente usadas como referencia, siendo los HS 20 con 14500kg del eje cargadas en la Configuración de un Tractor Normal y 10910kg de eje carga por eje en una Carga de Configuración Alternativa Figura 2 En conclusión, el AASHTO LRFD requiere la aplicación de 795 kilos por metro lineal en cada Línea de Carga aplicado a través de una línea de 3. El total de presión intensiva causada por la llanta de carga es calculado con Ecuación 2. La línea de carga intensiva es añadida a la llanta cargada con presión de intensidad en Ecuación 3. El HS 20, 14500kg y el Tractor Alternativo de 10910kg del eje diseñado son cargadas en ambas llantas Figura 8. El área de contacto de ambas llantas con el suelo se asume que es un rectángulo Figura 9 , con las dimensiones cuyo cálculo se verá más adelante. Estas variables B y L definen el rectángulo equivalente de aplicación de la carga, que, aplicando las ecuaciones ya sean de Boussinesq, Newmark o las simplificadas de AASHTO, permiten calcular o estimar la presión, vertical en este caso específico, a una profundidad dada. Cada uno de los métodos de evaluación de esta presión incluye los parámetros necesarios para incluir el patrón de atenuación de la presión con la profundidad. Según sea la configuración de ejes, así será el valor de la presión. Debe considerarse que se da un traslape de presiones, no una duplicación. A medida que aumenta la profundidad, el efecto proporcional es mayor, si bien a su vez la magnitud de la presión nominal cae de manera importante. Ya con estos datos se procede a calcular el valor correspondiente a la carga viva, en esta etapa se recomienda dejarlo en unidades de fuerza por área. La carga se encuentra a www. Calcular entonces la presión ejercida por la carga sobre el tubo. La presión de inflado en las llantas será de 8. A partir del dato de presión de inflado de 8. Esto demuestra que un prisma de suelo posee un peso considerable aún con valores pequeños de recubrimiento HR equivalentes a cargas vivas de consideración. Comprobación práctica del efecto de acostillado En marzo de 1994 se ejecutó un prueba experimental con la que se demostró de manera práctica la capacidad estructural de las tuberías de PVC perfilado tipo Rib Loc. Equivalente a AASHTO H-20 a un tubo Rib Loc de 0. La muestra fue sometida a la carga equivalente H-20 con repeticiones periódicas cada 30 minutos durante tres días consecutivos 72 horas, 144 aplicaciones. El objetivo del ensayo fue demostrar la correlación entre el comportamiento teórico de la tubería y la práctica, así como también demostrar la idoneidad del empleo de materiales granulares obtenidos por trituración por sus afiladas aristas estos materiales podrían, supuestamente, causar esfuerzos puntuales en las paredes del tubo , para el acostillado de la tubería Rib Loc. Los resultados fueron completamente satisfactorios. Como respaldo de este se cita el informe No. Experimento con carga simulada tipo H-20 4. Esta carga se asumirá está sobrepasada en un 15%. Considérese la presión de inflado de las llantas en 8. Calculada como la correspondiente al máximo valor entre estas dos opciones: 1. La presión bajo una llanta, a la profundidad especificada más el aporte en ese mismo punto de la carga en la otra llanta. La presión en un punto intermedio entre las dos llantas, a la profundidad señalada. Una instalación de calidad es aquella que se diseño e instaló siguiendo criterios técnicos adecuados, su vida de servicio resultó económica y prestó la seguridad esperada. Seguidamente se describen los límites de comportamiento que aplican para el caso: - Deflexión de la tubería. Para el cálculo de la deflexión, tal y como se mencionó atrás, se necesita conocer: -Módulo de reacción pasiva del material de entorno. Se define según tipo de material y grado de densificación o compactación según aplique. E´2 -Módulo de reacción pasiva de la pared de zanja. Definido según las características del material en el que se está excavando tipo y estado. Spangler, quien a su vez partió de lo definido por Anson Marston para tuberías rígidas. Lógicamente si este alcanza hasta la mitad del tubo, el valor será el mínimo dado que es el óptimo en apoyo estructural. Para que la magnitud de las deflexiones sea más fácil de interpretar, se le suele presentar en términos de porcentaje de deflexión. Aplicando conceptos de resistencia de materiales Timoshenko, Nota 8 y a su vez considerando el efecto de confinamiento a la deformación horizontal mediante la fuerza P1 ver figura 14 , se obtiene la siguiente expresión: Valor de K vs Ángulo de encamado Ángulo de encamado deg Valor de K 0 0. La constante de encamado k acomoda la respuesta de la tubería flexible a la fuerza opuesta ejercida por la cama debajo de la misma. La constante k varía en relación al ángulo θ que se haya conseguido en la instalación Tabla 4. Este valor es de suma importancia ya que es multiplicativo a la carga total sobre el tubo. Cálculo de fz Ec. Cálculo de Z Ec. Cálculo de la deflexión Ec. Si se fuera a instalar un tubo de concreto del mismo diámetro y de la norma ASTM C-76, debería ser Clase III en cama tipo A cama de concreto , o bien Clase IV en cama tipo B apoyo granular compactado hasta 0. Los factores de seguridad para éstos límites son 1. El siguiente ejemplo tomará en cuenta la influencia del tráfico pesado sobre las tuberías flexibles y su relación con el medio que la circunda, en cuanto a deflexión. Se estima que la carga máxima del equipo de construcción la constituye un cargador cuyo eje más pesado es de 15000 kg. El material alrededor del tubo será el mismo de la excavación del cual se eliminan los gruesos y se compactará también al 90% del proctor. Cuando E2 es igual a E3, el valor de zeta Ec. Al reacomodar la Ec. Por lo tanto es muy confiable construir esta obra con tubería Rib Loc. Los importante es trabajar siempre con factores de seguridad económicos que permitan absorber cualquier fenómeno no considerado en el diseño. Según investigaciones realizadas en la Utah State University, las tuberías flexibles de PVC continúan aumentando su capacidad de soporte de carga aún más allá de este límite. En consideración a lo anterior, ASTM D-3034 recomienda un límite de deflexión del 7. ¿Qué sucede cuando se instalan tuberías flexibles en estas condiciones? La mayor parte del trabajo de investigación en este campo fue hecho por el profesor Reynld K. Reeve y publicada por ASAE American Society of Agricultural Engineers en 1980. La pregunta que los ingenieros se hacen a menudo es, ¿cuánto material selecto alrededor del tubo es necesario? El profesor Watkins concluye en sus ensayos de laboratorio que, si la zanja posee muros de excavación rígidos, o al menos de igual rigidez que el material de relleno selecto como es el caso de una zanja excavada en un terraplén compactado , entonces el espesor de material selecto será el mínimo tal que pueda compactarse sin problema. Por otro lado, si las paredes son de materiales pobres plástico , debe darse suficiente espesor al material selecto alrededor del tubo a fin de prevenir que la cuña de esfuerzos influya en la pared plástica de la zanja. Esto se puede lograr dando un espesor de material selecto igual al radio máximo de la sección transversal del tubo, tal como se ilustra en la Figura 15. Esto se basa en escoger un material selecto cuyo ángulo de fricción interna sea igual o superior a 30º, tal que el plano de falla forma un ángulo de 30º con la dirección del empuje lateral horizontal. Se debe incluir un factor de seguridad adicionalmente si la pared es demasiado pobre. Los esfuerzos decaen según se ilustra en Figura 16. Cualquier esfuerzo cortante que se desarrolle en la pared ayudará a aumentar el factor de seguridad. No obstante debido a su difícil cuantificación, se recomienda no considerar estos esfuerzos en el diseño. Si el suelo es tan pobre que ni siquiera puede mantenerse estable después del corte Fig. En resumen, se puede concluir que aún en las más severas condiciones de suelos pobres, un montículo de material selecto cuartilla, gravas, canto rodado o similares con espesor de un diámetro en el punto más ancho, será suficiente para tener una instalación segura. La vieja regla de los dos y medio diámetros es ya obsoleta y no tiene soporte técnico aparte de ser demasiado conservadora. Finalmente hay que tomar en cuenta, contrario a lo que sucede con las tuberías rígidas, que una zanja ancha mejora el comportamiento a la deflexión de un tubo flexible. Por este motivo no hay necesidad estructural de preocuparse cuando la maquinaria, por razones de tamaño, produce sobre- excavaciones laterales. Para facilitar la lectura sólo se indican presiones horizontales Figura 17. Instalación en Terraplén www. El ancho natural del lecho es de 1. Acotamiento de cuña de esfuerzos Primeramente es necesario acotar la instalación y ver hasta dónde llegará la cuña de esfuerzo: Como se puede observar en la Fig. Si se dispone de un sobre — ancho de 0. El experimento de Watkins pone de manifiesto que las limitaciones para usar tuberías flexibles son verdaderamente pocas. La deflexión es un límite de comportamiento que no debe analizarse sólo. Seguidamente se verán los otros dos límites que también deben tomarse en cuenta en el diseño, a efecto de tener los criterios suficientes para poder definir especificaciones en instalaciones con tuberías flexibles. Cuando están sometidos a una determinada carga crítica, puede producirse una aplastamiento y abolladura de su generatriz superior Fig. Se realiza teniendo en cuenta las influencias de la presión del terreno, presión exterior del agua agua subterránea y superposición de ambas presiones. Esta estabilidad se puede expresar en términos de un Factor de Seguridad que relaciona la Rigidez del Sistema Suelo — Tubo a la Carga Impuesta, en el mismo sistema de unidades dimensionales. Debido a esto, la presión crítica de aplastamiento Pcr para estas formas elípticas incluyen un factor de reducción C Fig. Para obtener el factor de reducción, la Ecuación 22 fue obtenida por regresión, con el objeto de incorporarla en la Ecuación 21 y entonces el cálculo de Pcr fuera inmediato. La Auditoría de Calidad de Instalaciones de Durman promueve que, en ciertos casos, se provoque un ovalamiento vertical para pre-esforzar el tubo y, una vez alcanzada la consolidación de los suelos, la deflexión final sea mínima o nula. Los ingenieros, diseñadores e inspectores ven como provechosa la práctica constructiva que incluye ovalamientos verticales hasta de un 3% del diámetro interno del tubo. En Escandinavia Suecia, Noruega y Dinamarca se ha encontrado una expresión para determinar la tensión de abollamiento buckling pressure cuando las tuberías flexibles se encuentran rodeadas de material que provea alguna resistencia a las deformaciones del tubo Ec. Este es sin duda el caso típico que encontramos en la mayoría de nuestras obras de drenaje. Finalmente la Ec 25 calcula la presión tomando en cuenta todos los aspectos que deben considerarse. La Ecuación 27 determina el factor de seguridad por abollamiento. La zanja se construirá de 1. Las cargas de tráfico son despreciables y también se quiere evaluar la deflexión esperada a ese nivel de profundidad. Primeramente, al tener el material un ángulo de resistencia al corte mayor a 30º y al ser el sobre-ancho lateral mayor a 0. No son necesarias más iteraciones. En el Anexo III se presenta un modelo de programación en GW BASIC que el lector puede tomar como referencia para introducirlo en una computadora personal. Es un programa sencillo con el cual se pueden hacer diseños de Sistemas Tubo Flexible-Suelo con mucha rapidez y seguridad. No obstante, con las ecuaciones aquí publicadas el lector puede confeccionar sus propios programas de cálculo de acuerdo a sus necesidades, tanto de forma como de unidades dimensionales. En tuberías cuyas juntas son herméticas, como el caso del Rib Loc, la presión hidrostática en el exterior del tubo es uniforme alrededor de la circunferencia y dirigida hacia el centro del tubo. Esta presión hidrostática no debe exceder la rigidez combinada del Sistema Suelo-Tubo con un cierto factor de seguridad. En estas condiciones, se impone al tubo una doble carga: carga de prisma Ec. Tubo enterrado bajo la acción del agua subterránea No obstante lo anterior, el suelo una vez saturado después de haber alcanzado su humedad óptima, reduce su peso volumétrico. Por esto es necesario introducir un factor de flotabilidad R Referirse a la Fig. Grupo 1: Suelos no cohesivos GP, GW, SP, SW Grupo 2: Suelos ligeramente cohesivos GM, GC, SM, SC Grupo 3: Suelos cohesivos mezclados. Limos arenas y gravas con cohesión, material rocoso natural cohesivo GW-GC, GP-GM, SW-SC, SP-SM Grupo 4: Suelos cohesivos e. Tipos de suelo 5. El material G3 suelo pumítico no alcanza saturación plena por lo que sus propiedades de resistencia no se ven alteradas a densidades altas mayores al 90%. El ingeniero desea calcular el factor de seguridad al aplastamiento en esta instalación. Con estos datos se obtiene la tensión crítica de aplastamiento por la Ec. Pero antes es necesario calcular el factor de flotación R con la Ec. Existe también la posibilidad de que ocurra falla por pandeo cuando el tubo está completamente lleno a presión y cambios en el flujo producen vacíos. En este caso, el diseño debe considerar métodos de eliminación del vacío en aquellos puntos donde se estima que va a ocurrir el fenómeno. La localización de estos esfuerzos es como se describe en la Fig. Falla de la pared en las posiciones de las 3 y las 9 horas. Contrario a lo que pasaría si el tubo estuviera sometido a presión interna, donde la pared estaría sometida a una tracción, en este caso el esfuerzo es de comprensión. El perfil con el que se fabrica el tubo de Rib Loc® proviene de compuestos del PVC que están normados por ASTM -1784. Aquí se establece el módulo de elasticidad en tensión que debe tener el material. El esfuerzo a la tensión debe ser de 48. Como no se indica el Esfuerzo Máximo a la www. El fenómeno de falla en la pared se aprecia al estudiar la comprensión anular producida por la fuerza compresora que actúa sobre el diámetro del tubo en una longitud unitaria. Esta fuerza compresora es la carga del prisma que ya se analizó en la Ec. El método supone que las deflexiones que se provocarían a esos niveles de compactación son despreciables. Los suelos están definidos de acuerdo a la norma ASTM D2487 a excepción del material Clase I, definido en la norma ASTM D2321 www. Es un sistema que combina todas las ventajas del Rib Loc tradicional, con la adición rigidizadores externos de acero galvanizado. Se logra así la durabilidad, estabilidad y el desempeño hidráulico del tubo Rib Loc de PVC, presente en el mercado latinoamericano desde 1990, a la vez que se obtienen importantes ventajas constructivas y estructurales con la adición de un perfil helicoidal de acero. Los tubos Rib Steel pertenecen a la familia estructural de las tuberías flexibles, al igual que el Rib Loc autoportante tradicional , así como las tuberías de metal corrugado, usualmente de acero galvanizado. Las tuberías flexibles tienen la gran ventaja de que gracias a sus propiedades estructurales y materiales constitutivos pueden interactuar con el material circundante, tanto el de fundación, el de acostillado, entorno y pared de zanja para generar un esquema de distribución de esfuerzos e interacción suelo-tubo ideal para alturas de relleno en rangos muy amplios, superando en mucho las posibilidades y rendimientos de las tuberías rígidas. Las tuberías Rib Steel están disponibles principalmente en diámetros desde 1050mm hasta 3050mm, siendo su principal campo de aplicación los diámetros de 1550mm en adelante. Existen varios parámetros que son de importancia en la definición estructural de una tubería flexible, entre ellos el que indica la rigidez a flexión de la pared del tubo. Característica innata de los tubos Rib Loc, así como también, por ejemplo, de las secciones de vigas de acero en I que se encuentran en puentes, muelles, edificios, etc. El acero que se emplea en los tubos Rib Steel se coloca como un clip o inserto que se aloja entre y sobre las tees del perfil del tubo Rib Loc Figura 6. Este inserto actuará mediante compatibilidad de deformaciones con el perfil de PVC gracias al efecto de llave de cortante que se produce entre las tees del PVC y las aletas del fleje de acero galvanizado, que hace que la deflección anclar de ambos sea compatible. Lo más usual es basarse en procedimientos de ASTM American Society for Testing and Materials o DIN Deutsche Institute für Normung. Para el caso de Rib Steel se tiene que son dos tubos que tienen compatibilidad de deformaciones en cuanto a la deflexión anular, a la vez que no se vinculan por flujo de cortante, por lo que el resultado es que se tienen dos rigideces en paralelo, en vez de un solo tubo de sección compuesta si se diese transferencia del flujo de cortante. La principal ventaja de este concepto es que ambos materiales y perfiles interactúan estructuralmente sin requerir de complicados transmisores del flujo de cortante, a lo largo de la espiral. Como referencia, en el caso de una tubería de 2000mm, si esta es en Rib Steel, su rigidez anular es en el orden de 30 veces la rigidez del tubo en variedad autoportante. Paralelamente se aumenta su capacidad de carga, tanto en virtud a su mayor rigidez como a la mayor área y la mayor resistencia al fallo por pandeo de la pared. Al momento de definir la capacidad del tubo Rib Steel, se deben considerar dos escenarios: www. La capacidad al largo plazo dependerá de las condiciones en que le tubo se ha de instalar y el efecto de estas sobre la durabilidad del acero. En este caso, el cálculo deberá contemplar la relación entre vida útil requerida del tubo y la vida útil esperada para el fleje metálico. Las condiciones de instalación más frecuentes son en suelos con un PH de 6. Rellenos máximos y mínimos, 5. En cuanto al comportamiento para alturas de relleno máximas, priva un criterio similar al expuesto en el caso anterior www. La rigidez anular, si bien no es la más importante de las variables para definir la capacidad estructural de un tubo, sí tiene una importancia notoria cuando se trata de tuberías de grandes diámetros, usualmente de 1800mm en adelante Esto debido a que la relación del diámetro del tubo a las dimensiones del equipo de densificación, alturas de relleno, procesos constructivos, etc. Es por ello que existen varios sistemas que usan dispositivos que aumenten la rigidez durante el proceso de construcción, siendo un interesante caso el de las bóvedas de acero corrugado para pasos viales y ferroviarios, en las que teniendo dimensiones internas de 4. Una vez instalado el ducto, se retiran los puntales y el sistema actúa como se previó en el diseño. Así entonces, a medida que el fleje vaya finalizando su vida útil, que según sean las condiciones de acidez del suelo demorará de 9 años condiciones muy extremas a mucho más de 25 años, el patrón de distribución de cargas variará de manera que el tubo de PVC deberá soportar valores mucho menores que los que le corresponderían si se instalase sin el fleje metálico. Es sumamente importante considerar que el fleje se encuentra protegido del flujo del agua y del aire en movimiento dado que queda contra el terreno. Esto hace una vital diferencia entre las tuberías estándar de metal corrugado y las Rib Steel. En las TMC la corrosión y oxidación del acero se ven aceleradas por el paso del agua que además de oxigenar una de las caras, arrastra la capa externa de óxidos y sales del metal. Dado que en el Rib Steel esta capa queda lejos del alcance del agua y su capacidad oxigenadota y abrasiva, el proceso de deterioro del fleje por condiciones ambientales es veces menor que el que se da un tubo de metal corrugado en el que una pared se ve atacada por la acidez del suelo y su patrón de humedad y la otra por el agua y sus materiales en arrastre. En el Rib Steel la cara expuesta al flujo del agua es de PVC, verdaderamente inerte a los efectos descritos en el anterior párrafo. Como punto de referencia histórico se puede analizar el caso de los tubos de metal corrugado, conocidos como TMC. El capítulo 5 del Manual de Productos de Acero para Drenaje y Construcción Vial de la firma ARMCO define claramente el proceso de desgaste de la pared como una combinación del efecto de abrasión cara expuesta al agua y migración iónica cara en contacto con el terreno. Para efectos de la resistividad iónica del suelo circundante, para un valor de 100 000ohm-cm, una lámina de 1. Estos datos permiten, con gran seguridad, establecer la vida útil en 40 a 50 años, más aún si se considera que los suelos son más bien de vocación calcárea. Como ejemplo favorito está el empleo en desfogues pluviales y colectores sanitarios, así como en aplicaciones especiales como tomas de agua para embalses. Quedan entonces por fuera, sin embargo, aplicaciones que son de gran importancia para las obras de infraestructura vial, como el caso de los pasos de alcantarilla. Se define como paso de alcantarilla aquella conducción, generalmente por gravedad, que se hace para permitir el paso del agua de escorrentía pluvial o permanente cuando una vía o un relleno para cualesquiera aplicación, va a interceptar el libre discurrir de esa agua por un canal existente, muchas veces natural. Hidráulicamente su capacidad de entrada depende sobre todo de la configuración geométrica del conducto y de la configuración a la entrada de la conducción. Un diseño detallado deberá contemplar las pérdidas energéticas a la entrada, a la salida y por fricción a lo largo del conducto. V: Velocidad media del flujo en el tubo g: Aceleración de la gravedad 9. Las pérdidas energéticas serán determinantes en el desempeño del sistema. Este desempeño se hace también sobre la base del balance energético, que contempla: 1. Pérdidas a la entrada He 2. Pérdidas por fricción a lo largo del cuerpo del tubo Hf 3. Pérdidas a la salida Hs 4. Pérdidas por cambios de dirección Hb 5. Pérdidas en las juntas Hj 6. En primer lugar se tiene que el caudal a lo largo de la conducción será siempre el mismo, por lo que para obtener un flujo uniforme basta con cumplir con: 1. La pendiente del fondo del canal será uniforme en todo el tramo 2. Área transversal del canal sea constante 3. La velocidad sea la misma en todos los tramos La pendiente se verificará en el proyecto por medio de la topografía, buscando que sea constante, salvo que por algún motivo especial sea conveniente variarla. Dado que se tienen dos tramos con diámetros diferentes se asumen dos conducciones separadas y se analizan así, para luego complementar el estudio con un análisis y definición de la transición de la misma y de este modo la sección del canal será constante en cada uno a al vez que la velocidad también la n de Manning será la misma. Más del 95% retenido en malla Nº 200 limpios. GP Gravas limpias mal graduadas con poco o sin material fino. Más del 95% retenido en malla Nº 200 SW Arenas limpias bien graduadas con poco o sin material fino malla Nº 200 SP Arenas limpias mal graduadas con poco o sin material fino malla Nº 200 GM Gravas limosas. Más del 50% retenido en malla Nº 200 GC Gravas arcillosas. Más del 50% retenido en malla Nº 200 SM Arenas limosas, mezcla areno limo. Más del 50% pasa malla Nº 4. Más del 50% retenido en malla Nº 200 SC Arenas arcillosas, mezclas arena-arcilla. Más del 50% pasa malla Nº 4. Más del 50% retenido en malla Nº 200 ML Limos inorgánicos, arenas muy finas, polvo de roca, arenas finas limosas o arcillosas. Límite líquido 50% ó menos. Límite líquido 50% ó menos. Límite líquido 50% ó menos. Director Técnico Rib Loc Spain. ASTM, 1916 Race Street, Philadelphia, PA 19103. UNI-BELL PVC Pipe Association. Informe de Laboratorio de Materiales y Suelos de una arena del banco de Motastepe. Octubre 24, 1994 Referencias Bibliográficas www.