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
Instalacin de la tubera
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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Instalacin de la tubera
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,
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Instalacin de la tubera
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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Instalacin de la tubera
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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Instalacin de la tubera
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
Instalacin de la tubera
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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Instalacin de la tubera
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
Instalacin de la tubera
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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Instalacin de la tubera
Tabla 4 Ancho mnimo de zanja en funcin del DN y de la
profundidad de la misma
Ancho mnimo de zanja, A (m) DN