UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Escuela profesional de Ingeniería Sanitaria CURSO : PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCION TEMA : PRUEBAS HIDRAULICAS EN OBRAS DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO, DRENAJE Y OBRAS COMPLEMENTARIAS. DOCENTE : ING. JUAN MANUEL SIFUENTES ORTECHO INTEGRANTES: • Giancarlo Manrique Villareal. • Santiago Hidalgo Figuerola • Kremlin Cornejo Osorio • Max Jimenez Vilcayauri
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Pruebas Hidraulicas en Obras de Agua Potable, Alcantarillado y Drenaje Pluvial.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL
Escuela profesional de Ingeniería Sanitaria
CURSO : PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCION
TEMA : PRUEBAS HIDRAULICAS EN OBRAS DE
AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO,
DRENAJE Y OBRAS COMPLEMENTARIAS.
DOCENTE : ING. JUAN MANUEL SIFUENTES ORTECHO
INTEGRANTES:
• Giancarlo Manrique Villareal.
• Santiago Hidalgo Figuerola
• Kremlin Cornejo Osorio
• Max Jimenez Vilcayauri
PRUEBA HIDRAULICA DE REDES PÚBLICAS DE AGUA POTABLE
Las pruebas hidráulicas de la tubería instalada corresponden a pruebas de presión
hidrostática, que consisten en llenar la tubería con agua y aplicarle presión hasta el
valor indicado a continuación.
Debe entenderse que esta prueba no se realiza para comprobar la resistencia de los
tubos y accesorios, ya que dicho proceso se ha llevado a cabo por las empresas
fabricantes, el cual se realiza bajo estrictas normas de calidad de acuerdo a las
exigencias de las normas nacionales y otras de carácter internacional.
Por lo tanto, estas pruebas en terreno se realizan para verificar la correcta colocación
de los anillos, accesorios y evitar deformaciones en las campanas, angulación de las
uniones, etc.
Antes de efectuar la prueba de presión en terreno, se debe verificar que la tubería,
accesorios y piezas especiales, estén debidamente ancladas con hormigón u otro tipo
de sujeción que evite los desplazamientos de la unión. Los extremos del tramo por
probar se deben cerrar convenientemente con dos tapones (NCh 1362). Debe existir
un relleno de aproximadamente 50 cm sobre la tubería, con excepción de las uniones
que deben permanecer descubiertas.
La tubería se debe llenar lentamente con agua, desde el punto más bajo del tramo de
prueba. Antes de efectuar la prueba, se debe eliminar completamente el aire de la
tubería.
El aumento de presión no debe superar 1 kg/cm2 .
En los puntos altos de la red, en los cambios de dirección verticales y en los extremos
cerrados, se deberá colocar una cantidad adecuada de accesorios capaces de purgar
el aire que se acumula en esos puntos (ver punto 2.5.1.).
La longitud de la tubería a probar no deberá exceder los 500 metros, recomendándose
longitudes menores para diámetros mayores. Durante la prueba de presión no se
deben ejecutar trabajos en la línea. La presión aplicada debe ser 1,5 veces la presión
máxima de trabajo de la tubería, medida en el punto más bajo del tramo.
Se mantendrá la presión de ensayo durante 30 min.
También, para verificar que se está inspeccionando toda la tubería involucrada en el
tramo a probar, se deberá controlar en algún punto extremo por medio de un despiche
(despichar) el cual al evacuar agua deberá bajar la presión en el manómetro.
1. EL AIRE EN LAS TUBERÍAS
La acumulación de aire en el interior de las tuberías es uno de los principales
problemas de las redes, cualquiera sea el material de que estén hechas. El aire
ocupará las partes altas de las redes y si en estos puntos no existen accesorios
que permitan su escape al exterior, al acumularse el aire se producirá una
reducción importante del caudal (incluso podrá obstruirla completamente),
originando problemas puntuales de pérdidas de carga severas. El problema
más grave es que se puedan producir sobrepresiones que causen la rotura de
los tubos.
Se recomienda realizar un orificio a la tubería para permitir el escape del aire
durante el llenado inicial o permitir la entrada de volúmenes importantes
durante el vaciado de la línea.
PRUEBA HIDRAULICA
Todas las tuberías de agua (mientras estén visibles) deben estar hidráulicamente
probadas, de acuerdo con las Reglas Técnicas para Instalaciones de Agua Potable
DIN 1988.
La prueba de estanqueidad se realizará a 1,5 veces la presión de servicio.
Cuando se lleva a cabo la prueba de estanqueidad, las propiedades del material de las
tuberías fusiotherm® provocan una dilatación, que influye en el resultado. Debido al
coeficiente de dilatación térmica de las tuberías fusiotherm® pueden surgir otros
factores que influyen también en el resultado; la diferencia entre la temperatura del
tubo y la del fluido con el que se realiza la prueba llevan a alteraciones en la presión,
un cambio de temperatura de 10°C produce una variación de presión de 0,5 a 1 bar.
Por tal motivo, debe mantenerse la temperatura del fluido lo mas constante posible
durante la prueba hídraulica de estanqueidad de las instalaciones con tuberías
fusiotherm®. La prueba de estanqueidad debe realizarse en sus tres variantes: prueba
inicial, prueba principal y prueba final.
Para la prueba inicial se ha de conseguir una presión equivalente a 1,5 veces la
presión de servicio máxima. Esta presión de prueba se debe mantener dos veces en el
espacio de 30 minutos y con un intervalo de 10 minutos.
Después de estos 30 minutos de prueba, la presión no debe descender en más de 0,6
bares y no deben aparecer fisuras.
Inmediatamente después de la prueba inicial se ha de efectuar la prueba principal. La
duración de la prueba es de 2 horas, durante este tiempo, la presión obtenida en la
prueba inicial no debe descender en más de 0,2 bares.
Una vez finalizadas la prueba inicial y la principal se ha de efectuar la prueba final. Al
realizar la prueba final se ha de mantener una presión de 10 y 1 bares
alternativamente en períodos de al menos 5 minutos. En medio de los respectivos
ciclos de prueba la red de tubería ha de mantenerse sin presión. En ninguna parte de
la instalación analizada debe aparecer ningún tipo de fisura.
PRUEBAS HIDRÁULICAS
La prueba de la tubería de PVC, se debe realizar siempre a medida que la Obra
progresa y por tramos no mayores de 400 m y 300 m. En zonas o líneas con
pendientes mínimas, debiendo reducirse en líneas con demasiados cambios de
dirección.
El llenado de la tubería debe hacerse lentamente desde el punto más bajo del tramo
que se va a probar. En los puntos altos, cambios de dirección y extremos de la línea
se deben disponer salidas de aire, las cuales deben permanecer abiertos durante el
llenado, a fin de expulsar el aire interior.
La bomba de presión de prueba será igual a vez y media la presión estática en el
punto más bajo del conducto, esta presión debe mantenerse durante el tiempo
necesario para observar y comprobar el trabajo eficiente de todas las partes de la
instalación
La prueba hidráulica tiene por finalidad verificar si todas las operaciones realizadas
para la instalación de la tubería han sido ejecutadas correctamente. Antes de efectuar
la prueba debe verificarse lo siguientes:
a) La tubería tenga un recubrimiento mínimo de 40 cm.
b) Las uniones y accesorios estén descubiertas.
c) A llenar la red debe purgarse convenientemente para eliminar las bolsas de
aire.
d) Los bloques de anclaje tendrán un fraguado mínimo de 7 días.
e) Los tapones deberán estar correctamente anclados para evitar fugas en éstos
durante la realización de la prueba.
f) Es conveniente que la línea a probar no exceda los 400 m.
Prueba parcial
A medida que se verifique el montaje de la tubería y una vez que estén colocados en
su posición definitiva todos los accesorios, válvulas y grifos que debe llevar la
instalación, se procederá a hacer pruebas parciales a la presión interna, por tramos de
300 a 500 m, Como máximo en promedio. El tramo en prueba, debe quedar
parcialmente rellenadas, dejando descubiertas y bien limpias todas las uniones.
El tramo en prueba se llenará de agua empezando del punto de mayor depresión de
manera de asegurar la completa eliminación del aire por las válvulas y grifos de la
parte alta. El tramo en prueba debe quedar lleno de agua sin presión durante 24 horas
consecutivas antes de proceder a la prueba de presión o por lo menos el tiempo
necesario, para que se sature la tubería.
Por medio de una bomba de mano, colocada en el punto más bajo se llenará
gradualmente el tramo en prueba a la presión de trabajo. Esta presión será mantenida
mientras se recorre la tubería y se examinan las uniones, en sus dos sentidos (15
minutos sin alteración de la aguja, sino se hace el recorrido). Si el manómetro se
mantiene sin pérdida alguna, la presión se elevará a la de comprobación, utilizando la
misma bomba. En esta etapa, la presión debe mantenerse constante durante un
minuto, sin bombear, por cada 10 libras de aumento en la presión.
La presión mínima de comprobación para servicios de presión normal de trabajo, será
de 10 Kilos por centímetro cuadrado. Se considerará como presión normal de trabajo,
la presión media entre la máxima y la mínima de la instalación. En nuestro medio, y
mientras no se determine lo contrario dicha presión será equivalente a 4.8 Kilos por
centímetros cuadrados y la presión mínima de comprobación a la que debe someterse
la instalación, será equivalente a una y media (1 -1/2) veces la presión normal de
trabajo.
La prueba se considerará positiva si no se producen roturas o pérdidas de ninguna
clase. La prueba se repetirá tantas veces como sea necesaria, hasta conseguir
resultado positivo.
Durante la prueba, la tubería no deberá perder por filtración, más de la cantidad
estipulada a continuación, en litros por hora según la siguiente fórmula:
F = Pérdida máxima tolerada en una hora, en litros.
N = Número de empalmes
D = Diámetro del tubo en milímetros
P = Presión de prueba en metros de agua
Se considera como pérdida por filtración la cantidad de agua que debe agregarse a la
tubería y que sea necesaria para mantener la presión de prueba especificada,
después que la tubería ha sido completamente llenada, y se ha extraído el aire
completamente.
Para el control de la prueba en obra, se llevarán los formularios correspondientes,
debiendo el supervisor recabar el certificado de cada prueba efectuada y
acompañarlo(s) "como documento(s) indispensable(s)" a las valorizaciones que
presente, sin cuyo requisito la valorización no podrá ser tramitada.
Prueba final total
Para la prueba final se abrirán todas las válvulas, grifos contra incendio, boca de riego,
descargas, etc., y se dejará penetrar el agua lentamente para eliminar el aire, antes de
iniciar la prueba a presión, si fuera posible, es conveniente empezar la carga por la
parte baja dejando correr el agua durante cierto tiempo por los grifos bocas de riego,
etc., hasta estar seguro que estas bocas, no dejen escapar más aire. Estas aberturas
se empezarán a cerrar partiendo de la zona más baja.
En la prueba final no será indispensable someter la instalación a una sobre presión;
pero si será indispensable someterla a la presión normal de trabajo de 10 Kg /cm2 .
Tabla N° 1 – Pérdida Máxima de Agua en Litros en una Hora y para Cien Uniones
DESINFECCIÓN DE LAS TUBERIAS
Todas las líneas de agua antes de ser puestas en servicios, serán completamente
desinfectadas de acuerdo con el procedimiento que se indica en la presente
especificación.
El dosaje de cloro aplicado para la desinfección será de 50 ppm.
El tiempo mínimo de contacto del cloro con la tubería será de 24 horas, procediéndose
a efectuar la prueba de cloro residual debiendo obtener por lo menos 5 ppm. de cloro.
En el periodo de clorinación, todas las válvulas, grifos y otros accesorios, serán
operados repetidas veces para asegurar que todas sus partes entren en contacto con
la solución del cloro.
Después de la prueba, el agua con cloro será totalmente eliminada de la tubería e
inyectándose con agua de consumo hasta alcanzar 0,2 ppm. de cloro.
Se podrá utilizar cualquiera de los productos enumerados a continuación, en orden de
preferencia:
Cloro liquido
Compuestos de cloro disuelto con agua
Para la desinfección con cloro liquido se aplicara una solución de este, por medio de
un aparato clorinador de solución, o cloro directamente de un cilindro con aparatos
adecuados, para controlar la cantidad inyectada y asegurar la difusión efectiva del
cloro en toda la línea.
En la desinfección de la tubería por compuesto de cloro disuelto, se podrá usar
compuestos de cloro tal como, hipoclorito de calcio o similares y cuyo contenido de
cloro utilizable, sea conocido.
Para la adicción de estos productos se usaran una proporción de 5% de agua,
determinándose las cantidades a utilizar mediante la siguiente formula:
Donde:
g = gramos de hipoclorito
C = p.p.m. o mgs. por litro deseado
L = litros de agua
1 PRUEBAS HIDRÁULICAS
Existen tres métodos diferentes basados uno, en la "observación y corrección de
fugas", otro, en el "control de pérdidas" y, por último, el recogido en la norma UNE-EN
1.610, "método de la W".
a) Método de la observación y corrección de fugas
Una vez colocada la tubería, construidos los pozos y antes del relleno de la zanja, las
pruebas se realizarán obturando la entrada de la tubería en el pozo de aguas abajo y
cualquier otro punto por el que pudiera salirse el agua, llenándose completamente de
agua la tubería y el pozo de aguas arriba del tramo a probar.
Transcurridos treinta minutos tras el llenado se inspeccionarán los tubos, las juntas y
los pozos, comprobándose que no ha habido pérdida de agua.
Si se aprecian fugas durante la prueba se procederá a su corrección, realizándose a
continuación una nueva prueba.
b) Método del control de pérdidas
Consiste en comprobar las pérdidas habidas durante un tiempo determinado en una
tubería llena de agua, con una pequeña presión e incluyendo o no el pozo de registro.
Este método de control se recoge en diversas normas y pliegos, variando solamente
entre ellos las fugas máximas permitidas. En el método que describimos a
continuación se establecen unos límites de pérdidas que generalmente se consideran
aceptables.
Descripción del método
Realizada la obturación del tramo se pasará a realizar la prueba de estanquidad,
según proceda, de una de las formas siguientes:
a) El tramo de conducción incluye el pozo de registro de aguas arriba. El llenado de
agua se efectuará desde el pozo de registro de aguas arriba hasta alcanzar la altura
de la columna de agua. Esta operación deberá realizarse de manera lenta y regular
para permitir la total salida de aire de la conducción.
b) El tramo de conducción no incluye pozo de registro. El llenado de agua se realizará
desde el obturador de aguas abajo para facilitar la salida de aire de la conducción, y
en el momento de la prueba se aplicará la presión correspondiente a la altura de la
columna de agua fijada en la prueba.
En ambos casos se dejará transcurrir el tiempo necesario antes de iniciarse la prueba
para permitir que se estabilice el proceso de impregnación del hormigón de la
conducción. A partir de este momento se iniciará la prueba procediendo, en el caso a)
a restituir la altura "h" de columna de agua, y en el caso b) a añadir el volumen de
agua necesario para mantener la presión fijada en la prueba. Deberá verificarse que la
presión en la extremidad de aguas abajo no supere la presión máxima admisible.
Criterios de aceptación
Período de impregnación de, al menos, veinticuatro horas para tubos de hormigón.
Presión de prueba, 0,4 bar, equivalente a una altura de columna de 4 m, medida sobre
solera de conducción en el pozo de registro de aguas arriba.
En ningún caso la presión máxima será mayor de 1 kg/cm²
La prueba será satisfactoria si transcurridos treinta minutos, la aportación en litros para
mantener el nivel no es superior a:
V £ p D² (m) x L (m) Litros
D = Diámetro interior del tubo
L = Longitud tramo de prueba
V = Volumen máximo admisible para dar por válida una prueba de estanquidad de
conducción de saneamiento.
Tabla 6.8.2.1 a.
Se tendrá en cuenta una aportación de agua suplementaria por pozo de registro de:
Vp = 0,5 litros / m² pared de pozo Tabla 6.8.2.1.b
Para conducciones de D ³ 1.200 mm se obtura el tramo de conducción a probar, sin
incluir los pozos de registro y se realiza la prueba de manera directa sin respetar el
período de impregnación.
La prueba será satisfactoria si transcurridos treinta minutos los volúmenes de
aportación en litros para mantener la presión inicial (0,4 bar) son menores que los
fijados en la fórmula anterior. En caso contrario puede efectuarse de nuevo la prueba
respetando el período de impregnación de veinticuatro horas y controlando
nuevamente la aportación transcurridos treinta minutos.
c) Prueba de estanquidad con agua según UNE-EN 1.610
Presión de prueba
La presión de prueba es la presión equivalente o resultante de llenar la sección de
prueba hasta el nivel del terreno de registro aguas arriba o aguas abajo, según sea
apropiado, con una presión máxima de 50 kPa y una mínima de 10 kPa medida en la
parte superior del tubo.
Pruebas de presión de valores mayores se especifican en tuberías que deban operar
bajo sobrecargas permanentes o temporales (véase prEN 805)
Tiempo de acondicionamiento
Después de que las tuberías y/o los pozos de registro estén llenos y la presión de
prueba esté aplicada, se necesitará un tiempo de acondicionamiento.
NOTA: Generalmente es suficiente 1 h. Se necesitará un período mas largo de tiempo
en condiciones climáticas secas para el caso de tubos de hormigón.
Tiempo de prueba
El tiempo de prueba será de 30 ± 1 min.
Requerimientos de la prueba
La presión debe mantenerse dentro del margen de 1 kPa de la presión de prueba
definitiva dada en el primer apartado mediante la adición de agua.
La cantidad total de agua añadida durante la prueba para mantener este requerimiento
debe ser medida y anotada.
Los requerimientos de la prueba se cumplirán si la cantidad de agua añadida no es
mayor de:
0,15 l/m² durante 30 minutos para tuberías.
0,20 l/m² durante 30 minutos para tuberías incluyendo pozos de registro.
0,40 l/m² durante 30 minutos para pozos de registro y de inspección.
NOTA: m² se refiere a la superficie interna mojada.
2.2. Prueba de estanquidad de aire en zanja según ASTM C-924M y UNE-EN 1.610
La prueba de aire a baja presión tiene por objeto detectar tubos dañados y fallos en las
juntas de unión.
Debido a las diferencias entre el comportamiento de gases y fluidos bajo condiciones
de presión, no hay correlación directa entre pérdida de aire y pérdida de agua. En la
mayoría de los casos el ensayo por aire es de "pasa" o "no pasa", y si la conducción
"pasa" debería comportarse satisfactoriamente en la prueba de pérdida de agua. En el
caso de que la conducción "no pase" deberá ser sometida a la prueba de pérdida de
agua.
El ensayo de prueba por aire a baja presión está suficientemente comprobado para los
tubos de diámetros comprendidos entre 300 mm y 600 mm. El límite superior se
establece fundamentalmente por condiciones de seguridad y porque los tubos de
diámetros mayores se ensayan más fácilmente mediante inspecciones visuales y por
comprobación individual de las juntas.
Descripción del método
Las tuberías se prueban por tramos entre arquetas o pozos de registro consecutivos.
La tubería que va a ser ensayada se tapona con un balón neumático de cierre en cada
extremo. Se introduce aire a baja presión. La cantidad de aire que pierde servirá para
determinar la aceptabilidad de la conducción.
Precauciones de seguridad
La prueba de aire puede ser peligrosa si no está convenientemente preparada. Es
extremadamente importante que el obturador se instale y se ajuste de tal manera que
se evite la explosión del tubo por exceso de presión, así como que esté asegurado el
anclaje de los tubos para evitar así su desenchufado.
También es necesario que se despresurice la conducción ensayada antes de aflojar el
obturador para su sustitución. El equipo de presurización ha de incluir una válvula de
presión que reduzca riesgos y evite daños a la conducción por sobrepresurización.
El compresor deberá tener una válvula de seguridad que salte cuando la presión sea
superior a 0,45 Kp/cm² y así evitar una sobrepresión de la tubería.
Preparación de la conducción a ensayar
Limpiar la conducción, humedecer la superficie interior y eliminar rastrojos y residuos.
Procedimiento para la prueba de estanquidad por aire en zanja según ASTM C-
924M
1) Determinar el tiempo de ensayo de la conducción utilizando la tabla, para cada
diámetro nominal (en mm) y para cada longitud de tramo a ensayar. El tiempo de
ensayo es el que se requiere para que la presión descienda desde 24kPa (0,24 bares)
a 17kPa (0,17 bares).
Tabla 6.8.2.2.a
2) Llenar con aire hasta que la presión interna en la conducción sea aproximadamente
de 27kPa (0,27 bares). Dejar estabilizar la presión. La presión normalmente
descenderá antes de que la temperatura en el interior de la conducción se estabilice.
3) La prueba comienza cuando la presión se ha estabilizado dejando que descienda
hasta 24 kPa (0,24 bares). A partir de este momento se empieza a medir el tiempo de
ensayo que indique la tabla. Una vez transcurrido el tiempo de ensayo se mide la
presión final.
4) Si el descenso de la presión durante el tiempo de ensayo es de 7 kPa (0,7 bares) o
menor se acepta la instalación. Si el descenso de presión es superior a 7 kPa (0,7
bares) se ha de inspeccionar la línea para determinar la causa de la excesiva pérdida
de aire.
Procedimiento para la prueba de estanquidad por aire en zanja según Norma
UNE-EN 1.610 (MÉTODO "L")
Los tiempos de ensayo en función del diámetro nominal del tubo y de los métodos de
ensayo para los distintos tipos de tuberías (LA; LB; LC; LD), excluyendo pozos de
registro, se dan en la tabla adjunta.
Para tubos de hormigón se adoptarán los métodos de ensayo LA y LB.
Se deberán usar obturadores herméticos para evitar errores procedentes del equipo
de ensayo.
Se requiere especial cuidado por los ensayos de grandes diámetros por razones de
seguridad.
La prueba de aire es difícil de implementar en la práctica en pozos de registro.
NOTA 1: Hasta que se tenga la suficiente experiencia al aplicar la prueba en pozos de
registro, el tiempo de ensayo que se tomará será la mitad del tiempo que se obtenga
para un tubo de diámetro equivalente.
Se aplicará durante aproximadamente 5 minutos una presión inicial igual a la presión
de ensayo p incrementada en un 10%. A partir de ese momento se reducirá hasta p. Si
el descenso de presión, medido después del tiempo de ensayo, es menor que el DP
dado en la tabla se considerará satisfactorio.
Pruebas de uniones individuales
A menos que se especifique de otra forma, se puede aceptar la prueba de uniones
individuales para la aceptación de la tubería completa, normalmente para tuberías de
diámetro superior a 1.000 mm.
Para la prueba de uniones individuales, el área superficial para la prueba de la "W" es
la representada por un metro de la longitud del tubo, si no se especifica de otra forma.
Las necesidades de cumplimiento de la prueba son las mismas dadas en el apartado
de "Requerimientos de la prueba" con una presión de prueba de 50 kPa en la parte
superior de la tubería.
Las condiciones para la prueba de la "L" seguirán las normas dadas en el apartado
"Prueba de estanquidad de aire en zanja según UNE-EN 1.610" y serán especificadas
individualmente.
) Presión relativa
o ) Para tubos secos k = 16/D con un máximo de 0,058
Para tubos mojados p = 12/D con un máximo de 0.058
Si t £ 5min aproximar al medio minuto más cercano; si t > 5min aproximar al minuto más cercano
3.1 Inspección por televisión
En la actualidad se disponen de equipos para inspeccionar la red previa a su entrada
en servicio.Estos equipos portátiles o instalados en camiones permiten visionar el
estado del conducto a través de la pantalla de un monitor así como fotografiar o grabar
en video, incorporando un dispositivo de detención del movimiento para permitir un
examen más eficaz del interior del tubo, de las juntas, pozos u otros detalles
significativos, tomando referencia de su posición.
3.2 Prueba definitiva de estanquidad a presión interior para tuberías
La prueba definitiva de estanquidad se realizará después de que se haya procedido al
relleno de la zanja, con el fin de detectar los fallos que pudieran haberse producido
con posterioridad a la prueba provisional.
Para la realización de la prueba definitiva son de aplicación todas las consideraciones
expuestas para la prueba provisional.
3.3 Prueba definitiva de estanquidad a presión interior para pozos de registro