03a Guía Técnica Abastecimiento - CEDEX

MINISTERIO DE FOMENTO

MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE

Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas

Guía Técnica sobre tuberías para el transporte de agua a presión 3.a Edición

Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX

NIPO: 163-06-013-X I.S.S.N.: 0211-6502 I.S.B.N.: 84-7790-431-6 Depósito Legal: M-35171-2006 Imprime: CEDEX Sección de Edición Alfonso XII, 3 y 5 - 28014 Madrid

Prólogo

La existencia de especificaciones técnicas que contengan directrices acerca de los criterios más idóneos para el proyecto, ejecución y mantenimiento de las obras y sobre las características de los materiales que en aquellas se utilizan, es de gran utilidad para los profesionales del sector de la construcción, como para tantos otros, y contribuye a conseguir una mejor calidad y sistematización en los trabajos. La actual normativa general sobre esta materia vigente (el Pliego General de condiciones facultativas de tuberías para abastecimiento de agua) data de 1974 por lo que la evolución de la técnica durante el tiempo transcurrido hace conveniente su revisión. La “Guía Técnica sobre tuberías para el transporte de agua a presión” que conforma esta publicación es consecuencia de la colaboración del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX) y de la Dirección General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas y para su redacción final, han sido consultados todos los afectados (Administraciones públicas, industria, proyectistas, constructores, suministradores, universidades e institutos de investigación, etc.) y pretende servir de orientación al sector de la construcción. De su utilización con carácter voluntario se desprenderá la posibilidad y necesidad de que, en el futuro, se eleve su rango y sirva de base para una nueva reglamentación en este campo.

JUAN MANUEL ARAGONÉS BELTRÁN Director General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas

III

Presentación

La Reglamentación técnica de la Administración General del Estado relativa al proyecto e instalación de tuberías está constituida, fundamentalmente, por los Pliegos de Prescripciones Técnicas Generales para Tuberías de Abastecimiento de Agua y de Saneamiento de Poblaciones, de 1974 y 1986 respectivamente. Los avances acaecidos en estos años en la tecnología y en la normalización de estos elementos han hecho que su contenido se haya quedado obsoleto. Consciente de ello, el Ministerio de Medio Ambiente ha emprendido distintas acciones en los últimos años encaminadas a la revisión de dicha Normativa, entre las que cabe destacar la celebración de distintos Convenios de colaboración con el CEDEX para la realización de estudios técnicos que actualizaran los citados Pliegos. En particular, esta Guía Técnica es el fruto del Convenio suscrito en octubre de 2000 entre la Secretaría de Estado de Aguas y Costas del Ministerio de Medio Ambiente (Dirección General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas) y el CEDEX para la actualización del “Estudio Técnico de Base para la elaboración del Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Tuberías de Abastecimiento de Agua” (MOPTMA, 1995). El desarrollo de los trabajos se ha llevado a cabo en el Área de Estudios y Planificación del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX, bajo la dirección técnica de D. Luis Balairón Pérez. En la elaboración del mismo se ha contado expresamente con el asesoramiento profesional de D. José Liria Montañés, cuya amplia experiencia en la materia ha supuesto una valiosa aportación a este documento. Este texto es el resultado de un proceso muy participativo en el que han colaborado distintas unidades administrativas, tanto del Ministerio de Medio Ambiente como de otros Departamentos Ministeriales, así como numerosos especialistas tanto del ámbito profesional como universitario. En concreto, para el seguimiento de estos trabajos, el CEDEX auspició la creación de un Grupo de Trabajo, presidido por su Director General, D. Manuel L. Martín Antón, del que han formado parte las siguientes personas e instituciones: D. Álvaro Arroyo Lumbier (AENOR). D. Luis Balairón Pérez (CEDEX). D. Francisco Barbancho (Confederación Hidrográfica del Guadiana).

D. D. D. D. D. D. D. D. D. D. D. D. D. D. D. D. D. D.

José Carlos Carrasco Tardío (CEDEX). Antonio Castrillo Canda (DG de la Vivienda, la Arquitectura y el Urbanismo). José Luis Esteban Saiz (Instituto de Ciencias de la Construcción “Eduardo Torroja”). Federico Estrada Lorenzo (CEDEX). Francesc Flos (Aguas de Barcelona). Mariano Garzo Fernández (CEDEX). Alejandro González y Díaz de la Cortina (AENOR). Alfredo Granados Granados (Universidad Politécnica de Madrid). Ramón Mª Gutiérrez Serret (CEDEX). José Liria Montañés. Manuel Maillo Álvarez de la Braña (Canal de Isabel II). Felipe Martínez Martínez (Secretaría de Estado de Aguas y Costas). Alfonso Palma Villalón (CEDEX). Julio Prado Pérez del Río (CEDEX). Francisco Redondo Fernández (Aguas de la Cuenca del Norte, SA). Ricardo Segura Graiño (DG de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas). Juan Torres Cerezo (Confederación Hidrográfica del Tajo). Juan Vilchez Porras (EMASESA).

Este Grupo celebró reuniones periódicas en las que se fueron revisando distintos borradores de trabajo hasta llegar a la edición definitiva de esta Guía Técnica. Se aportaron numerosos comentarios, sugerencias y experiencias prácticas, que fueron incorporadas al documento, mejorando apreciablemente la versión inicial. Igualmente, las siguientes Empresas y Asociaciones han colaborado en la elaboración de este documento, en sus ámbitos de trabajo específicos: Asociación de Fabricantes de Tubería de Presión de Hormigón Armado y Pretensado (AFTHAP). Asociación Española de Fabricantes de Tubos y Accesorios Plásticos (ASETUB). Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Asociación Ibérica de Tecnología sin Zanja (ibSTT). Confederación Española de Empresarios de Plásticos (ANAIP). Guldager Electrólisis. Saint Gobain Canalización. Siderúrgica de Tubo Soldado. Por todo ello, el equipo redactor quiere agradecer a tantos cuantos han participado en la elaboración de esta Guía Técnica sus desinteresadas aportaciones, comentarios o sugerencias, las cuales han sido de gran utilidad en el desarrollo de este trabajo. Por último, es de esperar que este trabajo se actualice periódicamente cuando las novedades técnicas o normativas acaecidas así lo aconsejen. Si desea participar en dicho proceso de actualización puede enviar sus comentarios, propuestas o sugerencias por correo electrónico a la dirección [email protected]. Madrid, diciembre de 2002

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ÍNDICE

1 Introducción ............................................................................................

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2 Generalidades ......................................................................................... 2.1 Ámbito de aplicación de esta Guía Técnica ............................................ 2.2 Normalización en el ámbito de las tuberías a presión .............................. 2.2.1 Conceptos básicos ..................................................................... 2.2.2 Normativa y Reglamentación básica en el ámbito de las tuberías a presión..................................................................................... 2.3 Sistema de unidades............................................................................. 2.4 Glosario de términos............................................................................

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3 Características de los componentes de la tubería................................ 3.1 Generalidades...................................................................................... 3.2 Tubos de fundición dúctil....................................................................... 3.2.1 Generalidades. Normativa y campo de aplicación ........................ 3.2.2 Definiciones y clasificación......................................................... 3.2.3 Características técnicas .............................................................. 3.2.4 Dimensiones ............................................................................. 3.2.5 Uniones ................................................................................... 3.2.6 Revestimientos de la tubería ....................................................... 3.2.7 Identificación ............................................................................ 3.3 Tubos de acero.................................................................................... 3.3.1 Generalidades. Normativa y campo de aplicación ........................ 3.3.2 Definiciones y clasificación......................................................... 3.3.3 Características técnicas .............................................................. 3.3.4 Dimensiones ............................................................................. 3.3.5 Uniones ................................................................................... 3.3.6 Revestimientos de la tubería ....................................................... 3.3.7 Identificación ............................................................................

49 51 53 53 55 58 60 64 68 73 73 73 75 77 81 86 87 91

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3.4 Tubos de hormigón armado y pretensado.............................................. 3.4.1 Generalidades. Normativa y campo de aplicación ...................... 3.4.2 Definiciones y clasificación....................................................... 3.4.3 Características técnicas ............................................................ 3.4.4 Ejecución................................................................................ 3.4.5 Dimensiones ........................................................................... 3.4.6 Uniones ................................................................................. 3.4.7 Identificación .......................................................................... 3.5 Tubos de poli(cloruro de vinilo)no plastificado (PVC-U) ......................... 3.5.1 Generalidades. Normativa y campo de aplicación ...................... 3.5.2 Definiciones y clasificación....................................................... 3.5.3 Características técnicas ............................................................ 3.5.4 Dimensiones ........................................................................... 3.5.5 Uniones ................................................................................. 3.5.6 Identificación .......................................................................... 3.6 Tubos de polietileno (PE) .................................................................... 3.6.1 Generalidades. Normativa y campo de aplicación ....................... 3.6.2 Definiciones y clasificación........................................................ 3.6.3 Características técnicas ............................................................. 3.6.4 Dimensiones............................................................................ 3.6.5 Uniones .................................................................................. 3.6.6 Identificación ........................................................................... 3.7 Tubos de poli(cloruro de vinilo) con orientación molecular (PVC-O)........ 3.7.1 Generalidades. Normativa. Ámbito de aplicación ....................... 3.7.2 Definiciones y clasificación....................................................... 3.7.3 Características técnicas ............................................................ 3.7.4 Dimensiones. .......................................................................... 3.7.5 Uniones ................................................................................. 3.7.6 Identificación .......................................................................... 3.8 Tubos de poliester reforzado con fibras de vidrio (PRFV)....................... 3.8.1 Generalidades. Normativa. Ámbito de aplicación ....................... 3.8.2 Definiciones y clasificación....................................................... 3.8.3 Características técnicas ............................................................ 3.8.4 Dimensiones ........................................................................... 3.8.5 Uniones ................................................................................. 3.8.6 Identificación .......................................................................... 3.9 Válvulas y accesorios.......................................................................... 3.9.1 Generalidades. Normativa ........................................................ 3.9.2 Definiciones y clasificación....................................................... 3.9.3 Características técnicas ............................................................ 3.9.4 Válvulas.................................................................................. 3.9.5 Ventosas................................................................................. 3.9.6 Desagües................................................................................ 3.9.7 Protección de válvulas ............................................................. 3.9.8 Identificación ..........................................................................

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3.10 Síntesis 3.10.1 3.10.2 3.10.3 3.10.4 3.10.5

y resumen comparativo .......................................................... Ámbito de aplicación y normativa .......................................... Clasificación ......................................................................... Características físicas y mecánicas .......................................... Dimensiones ......................................................................... Uniones ...............................................................................

180 180 185 186 191 195

4 Dimensionamiento de la tubería ............................................................ 4.1 Cálculo hidráulico .............................................................................. 4.1.1 Consideraciones generales ....................................................... 4.1.2 Pérdidas de carga.................................................................... 4.1.3 Sobrepresiones debidas al golpe de ariete ................................. 4.1.4 Velocidad máxima del agua ...................................................... 4.2 Cálculo mecánico .............................................................................. 4.2.1 Consideraciones generales ....................................................... 4.2.2 Tubos de fundición .................................................................. 4.2.3 Tubos de acero ....................................................................... 4.2.4 Tubos de hormigón ................................................................. 4.2.5 Tubos de PVC-U..................................................................... 4.2.6 Tubos de PE ........................................................................... 4.2.7 Tubos de PVC-O..................................................................... 4.2.8 Tubos de PRFV.......................................................................

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5 Instalación de la tubería ......................................................................... 5.1 Normativa de aplicación..................................................................... 5.2 Transporte, almacenamiento y manipulación........................................ 5.2.1 Transporte.............................................................................. 5.2.2 Almacenamiento ..................................................................... 5.2.3 Manipulación .......................................................................... 5.3 Instalación de tubos enterrados ........................................................... 5.3.1 Zanjas para el alojamiento de la tubería .................................... 5.3.2 Montaje de la tubería............................................................... 5.3.3 Camas de apoyo ..................................................................... 5.3.4 Relleno de la zanja .................................................................. 5.3.5 Sistemas de protección catódica ............................................... 5.4 Instalación de tubos aéreos ................................................................. 5.5 Otras instalaciones ............................................................................. 5.6 Uniones ............................................................................................ 5.7 Macizos de anclaje ............................................................................. 5.8 Obras de fábrica ................................................................................ 5.9 Puesta en servicio de la tubería ........................................................... 5.10 Consideraciones medioambientales .....................................................

299 299 300 300 301 302 303 303 312 316 318 320 324 325 325 327 332 332 334

6 Aseguramiento de la calidad .................................................................. 6.1 Conceptos básicos ...............................................................................

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6.2 Control de calidad de la fabricación....................................................... 6.2.1 Tubos de fundición .................................................................... 6.2.2 Tubos de acero ......................................................................... 6.2.3 Tubos de hormigón ................................................................... 6.2.4 Tubos de PVC-U....................................................................... 6.2.5 Tubos de PE ............................................................................. 6.2.6 Tubos de PVC-O....................................................................... 6.2.7 Tubos de PRFV......................................................................... 6.2.8 Válvulas y ventosas.................................................................... 6.3 Control de calidad de la instalación ....................................................... 6.4 Prueba de la tubería instalada ............................................................... 6.4.1 Metodología general .................................................................. 6.4.2 Comparación con la metodología del PPTG de tuberías del MOPU de 1974 ...................................................................................

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7 Mantenimiento y rehabilitación de la tubería ....................................... 7.1 Introducción ........................................................................................ 7.2 Mantenimiento de la tubería ................................................................. 7.2.1 Inspección de la tubería ............................................................. 7.2.2 Limpieza de la tubería ............................................................... 7.2.3 Reparaciones puntuales ............................................................. 7.3 Rehabilitación de la tubería................................................................... 7.3.1 Rehabilitación global no estructural............................................. 7.3.2 Rehabilitación global estructural.................................................. 7.3.3 Rehabilitación parcial ................................................................ 7.4 Análisis de riesgos de averías. Frecuencia óptima de las operaciones de rehabilitación....................................................................................... 7.4.1 Deterioro de las redes. Riesgos de averías y pérdida de nivel de servicio ......................................................................................... 7.4.2 Frecuencia óptima para la inspección y la rehabilitación de las tuberías ..........................................................................................

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Abreviaturas y acrónimos ...........................................................................

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Simbología ...................................................................................................

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Referencias bibliográficas ...........................................................................

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Normativa citada en el texto ...................................................................... Legislación nacional......................................................................................... Legislación de la Unión Europea ...................................................................... Normas UNE .................................................................................................. Normas UNE-EN............................................................................................. Proyectos de normas europeas prEN ................................................................ Normas API.................................................................................................... Normas ASME ................................................................................................

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381 381 382 383 385 385 386 387 388 390 390 391

Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas Normas

ASTM................................................................................................ ATV................................................................................................... AWWA............................................................................................... BS ..................................................................................................... DIN ................................................................................................... DVS .................................................................................................. F ....................................................................................................... ISO.................................................................................................... MR .................................................................................................... NBE .................................................................................................. NF..................................................................................................... NLT................................................................................................... RP..................................................................................................... SS ..................................................................................................... SSPC................................................................................................. UNI ................................................................................................... WIS ...................................................................................................

427 428 429 431 431 432 432 432 435 436 436 436 437 437 438 438 438

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1 INTRODUCCIÓN

Las tuberías para el transporte de agua a presión constituyen, sin duda, una de las infraestructuras hidráulicas más importantes. Incluso en un contexto más amplio, si bien fueron inicialmente concebidas para transportar agua, las tuberías en la actualidad no son una infraestructura exclusiva para la conducción de los recursos hídricos, sino que son utilizadas con profusión como modo genérico de transporte, especialmente como oleoductos y gasoductos. Estos últimos, oleoductos y gasoductos, no obstante, presentan diferencias importantes respecto a las clásicas tuberías para el transporte de agua (mayor peligrosidad y valor económico del fluido transportado, presiones hidráulicas superiores, distancias de transporte muy elevadas) que hacen que sean conducciones de muy avanzada tecnología que han incorporado las últimas innovaciones en materiales (plásticos, siderurgia, etc.), protección frente a la corrosión, construcción especializada, automatizada y en cadena, telecomunicaciones, regulación y control, etc. Frente a ellas, en las tuberías para la conducción de agua, todas estas innovaciones se incorporan de manera muy lenta y parcial, por lo que en ocasiones se siguen proyectando y construyendo de una forma un tanto tradicional. La trascendencia de las tuberías para el transporte de agua a presión es especialmente constatable en un país como España, en el que, debido al irregular régimen hídrico y al alto grado de utilización que se hace de los recursos hidráulicos (a causa sobre todo de la agricultura de regadío), transportar importantes volúmenes de agua a grandes distancias ha sido una constante a lo largo del tiempo. Así, el Libro Blanco del Agua en España (MIMAM, 2000), remitiéndose a un estudio previo del MOPT (1993), estimaba cautelarmente en casi 30.000 millones de euros (5 billones de pesetas) el valor económico de reposición del patrimonio hidráulico español, de los cuales corresponderían 12.000 millones a las presas de embalse, otros 12.000 millones para las conducciones de abastecimiento y riego, 4.200 millones para las obras de defensa contra inundaciones y 1.800 millones al resto. Aunque en el concepto de conducciones están englobadas también las redes de canales y acequias para el riego, la cifra en sí de 12.000 millones de euros para el total de las conducciones de abastecimiento y riego (el 40% del total aproximadamente) habla por sí misma de la importancia de las tuberías a presión en el ámbito de las obras hidráulicas.

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En lo que se refiere a las dimensiones de las redes de tuberías para el transporte de agua a presión existentes en la actualidad en nuestro país, si bien no hay muchos estudios al respecto, algunos especialistas establecen como ratios orientativos de las longitudes de las redes las cifras de 2 kilómetros por cada 1.000 habitantes y de 30 ó 40 metros por cada ha regada a presión (para el abastecimiento a poblaciones y el regadío, respectivamente, que son los dos principales usuarios de este tipo de conducciones) como indicadores de un buen desarrollo del servicio. Las encuestas que cada dos años viene realizando AEAS sobre el suministro de agua potable en España (que cubren más de la mitad de la población), arrojan, por ejemplo, unos índices de 1,52 ó 1,63 km de red por cada 1.000 habitantes en 1994 y 1996, respectivamente, para el universo de la encuesta. Todo lo anterior viene a indicar que las tuberías para el transporte de agua a presión, solo para abastecimiento de poblaciones y regadío, razonablemente, exceden en España la cifra de 100.000 kilómetros. Las redes de los oleoductos y gasoductos, por su parte, en España se estima que alcanzan la cifra de 4.000 y 20.000 kilómetros respectivamente (Cegarra, 1996), si bien son de desarrollo relativamente reciente, no habiendo alcanzado aún el nivel de desarrollo de los países más avanzados. Ya en el ámbito específico de las tuberías para el transporte de agua a presión, es fácil constatar que en ocasiones la tecnología ha ido muy por delante de la normalización, de manera que existen muchos componentes que no se encuentran suficientemente normalizados o que no tienen cabida en los Reglamentos Técnicos de las diferentes Administraciones. O incluso, al tratarse de tipologías de tuberías muy diferentes entre sí y normalizadas de forma independiente, la terminología empleada en unas y otras, los criterios de clasificación, etc. resultan diferentes en cada caso, lo que sin duda supone una dificultad para el usuario. Así, por ejemplo, existe una clara confusión en lo que se refiere a la terminología empleada llegando, incluso, en ocasiones, a la paradójica situación de que iguales términos se refieren a realidades diferentes en unos tubos o en otros. Es, por ejemplo, el caso de las tradicionales designaciones genéricas de presión nominal y de diámetro nominal, de las cuales la primera en unos casos puede incluir en su concepto las sobrepresiones debidas al golpe de ariete y en otros no, mientras que la segunda puede referirse bien al diámetro exterior o al interior según tipologías. Incluso a veces ocurre la situación contraria: las siglas empleadas para caracterizar iguales conceptos difieren de unos materiales a otros (DI e ID ó OD y DE para los diámetros interiores y exteriores, Pt ó MDP para la presión máxima de trabajo, etc.). O no deja de ser también fuente de confusión la existencia de términos de uso frecuente pero de incierta acepción (timbraje, por ejemplo) o la exclusividad en el uso de determinados conceptos por determinadas tipologías: el parámetro serie S solo se emplea en los materiales termoplásticos; la clase K únicamente es de aplicación en los de fundición; solo en los tubos de PRFV se habla de rigidez nominal, y así un largo etcétera. Incluso sin necesidad de llegar a los extremos anteriores, algo parecido ocurre con los criterios de clasificación o de dimensionamiento de las tuberías: mientras que unos tubos se clasifican por su diámetro nominal y su presión nominal, otros lo hacen, por ejemplo, por

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su diámetro nominal y por su espesor. O en el dimensionamiento estructural, tanto las hipótesis pésimas en las que calcular los tubos como los propios métodos de cálculo son también radicalmente diferentes de unos tubos a otros: método de Marston y Spangler en unos casos, método ATV en otros, etc. Todo lo anterior, además, se ve acentuado con las recientes realizaciones en materia de normalización que se están llevando a cabo en el seno de la Unión Europea, a las que España no puede ser ajena, las cuales introducen nuevos conceptos, o al menos modifican en parte los tradicionales. Así, por ejemplo, el término presión nominal varía respecto a su concepción tradicional en España; o en los tubos de hormigón, el concepto de presión de timbre, que en España ha gozado siempre de uso tradicional, es ignorado por las oportunas normas EN; o los tubos de materiales termoplásticos ahora son clasificados por toda una suerte de nuevos parámetros (MRS, LCL, etc.) introducidos también por las normas EN. Puede decirse sin excesivo equívoco que a la situación anterior se ha llegado, básicamente, por mor de lo diferente de cada material y porque cada tipo de tubo se ha normalizado de forma independiente de los demás. A este respecto, no es inoportuno recordar que las muy variadas tipologías existentes en el mercado de tuberías presentan entre sí enormes diferencias, en ocasiones casi podría decirse que más que aspectos comunes, ya que, al fin y a la postre, se trata de estructuras diferentes. Y es que poco o nada tiene que ver una tubería rígida (como las de hormigón) con una tubería flexible (acero, por ejemplo): distinta forma de resistir las cargas externas, diferente comportamiento en el largo plazo, distintas rugosidades y también distintos coeficientes de seguridad a adoptar. Incluso no sólo hay diferencias estructurales: unos tubos necesitan protecciones contra la corrosión y otros no, cada tipología requiere de un sistema de juntas diferente, etc. Todo ello, en cualquier caso (mismos términos para diferentes conceptos, diversidad de siglas para iguales realidades, criterios de clasificación exclusivos según tipologías o distintos métodos de dimensionamieno estructural), configura un escenario de clara complejidad y dificultad conceptual que demanda un serio ejercicio de ordenamiento, de reflexión que, respetando la identidad propia de cada tipo de tubo (no siendo posible por tanto materializar la quimérica idea de una normalización idéntica para los distintos materiales), clarifique conceptos y términos y suponga una ayuda al usuario de las tuberías en la aplicación de la abundante normativa al respecto. Así pues, con ese doble objetivo de ordenamiento del saber y conocimiento en torno a la ciencia de las tuberías, pero reconociendo y explicitando a la vez las importantes diferencias entre cada tipología, se ha redactado la presente Guía Técnica, la cual tiene por objeto el establecer unos criterios generales en lo que se refiere al proyecto, instalación y mantenimiento de tuberías para el transporte de agua a presión. Debe destacarse de forma importante como antecedente y motivación de fondo de este documento el hecho cierto de que, a causa de todo lo anterior, el Pliego de prescripciones técnicas generales para tuberías de abastecimiento de agua de 1974 del MOPU, documento de obligado cumplimiento en la materia en las obras acometidas por la Administra-

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ción General del Estado, haya venido quedándose obsoleto, habida cuenta de los años transcurridos y por las novedades en la materia acaecidas en este periodo de tiempo. Dicho Pliego de 1974 (aprobado por Orden Ministerial el 28 de julio de 1974, BOE de 2 de octubre) era, a su vez, sustitutorio del Pliego general de condiciones facultativas de tuberías para abastecimientos de agua, aprobado en 1963. Consciente de la necesidad de actualizar el Pliego de 1974, el entonces Ministerio de Obras Públicas, Transportes y Medio Ambiente, MOPTMA, a través de su Comisión Permanente de Tuberías de Abastecimiento de Agua y Saneamiento de Poblaciones, trabajó activamente entre los años 1992-95 en la elaboración de un documento (Estudio Técnico de Base, 1995) que permitiera revisar y sustituir el citado Pliego de 1974, si bien, por distintas circunstancias y avatares, este documento no llegó a ver la luz. La Comisión Permanente de Tuberías de Abastecimiento de Agua y Saneamiento de Poblaciones fué creada por la misma Orden Ministerial de 28 de julio de 1974 que aprobó el citado Pliego de 1974, con las funciones de “redacción y revisión permanente de los pliegos de prescripciones técnicas generales de tuberías y la realización de todos aquellos estudios y trabajos relacionados con estos temas”. En la misma estaban representados, además del propio MOPU, el CEDEX (a través de su Centro de Estudios Hidrográficos y del Laboratorio Central de Estructuras y Materiales), el Canal de Isabel II o el Instituto Eduardo Torroja de la Construcción y del Cemento, entre otros. Como hito importante de los trabajos de la Comisión puede destacarse la elaboración en 1986 del Pliego de prescripciones técnicas generales para tuberías de saneamiento de poblaciones, aprobado por Orden Ministerial el 15 de septiembre de 1986 (BOE de 23 de septiembre). En el campo específico de las tuberías para abastecimiento es preciso resaltar y reconocer expresamente el intenso trabajo realizado por la Comisión de Tuberías de Abastecimiento de Agua y Saneamiento de Poblaciones entre los años 1992-95, pues realizó una encomiable y rigurosa tarea de revisión y actualización del Pliego de Tuberías del MOPU de 1974 que cristalizó en el citado Estudio Técnico de Base de 1995. De esta forma, en ese periodo de tiempo, la Comisión amplió de forma importante el contenido originario del Pliego de 1974 (en materias como el cálculo hidráulico y mecánico de los tubos, el control de calidad, criterios de instalación, etc.), teniendo en cuenta el avance de la técnica, la normalización de la Unión Europea, las experiencias de otros países, etc. Todo ello, además, fue analizado pormenorizadamente con usuarios, fabricantes y, en general, afectados por la materia. Para dichas labores, la Comisión celebró periódicas reuniones y suscribió dos Convenios (en 1992 y 1994) con el CEDEX, quien le prestó la necesaria asistencia técnica. El actual Ministerio de Medio Ambiente, por su parte, decidió en el año 2000 la actualización del citado Estudio Técnico de Base, para lo que su Dirección General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas celebró un nuevo convenio con el CEDEX en octubre de 2000. El presente documento es el fruto de dicho Convenio. Arranca en el mencionado Estudio Técnico de Base de 1995, asimila su contenido técnico, a la vez que lo actualiza y

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amplia, y modifica el estilo del documento originario, haciendo que pase a ser de un proyecto de Pliego o Instrucción a unas recomendaciones técnicas, lo que supone la inclusión de numerosas explicaciones y comentarios a su contenido, en forma de ejemplos, figuras, tablas, etc., con el objetivo de lograr un carácter más descriptivo que facilite al usuario la aplicación de lo expuesto y de la numerosa normativa al respecto. Este documento no tiene, por tanto, carácter normativo. No es tampoco un libro de texto ni tan siquiera un manual en el sentido estricto de los términos. Simplemente pretende, como se ha indicado antes, ordenar el estado del arte en la materia y servir de guía al usuario de las tuberías para el transporte de agua a presión en la aplicación de la muy abundante e inconexa normativa al respecto. En lo relativo al ámbito de aplicación de este documento, se extiende, en principio, al de las tuberías para el transporte de agua a presión, independientemente de cuál sea su uso, bien sea para abastecimiento a poblaciones, regadío o cualquier otra finalidad (el citado Pliego de Tuberías del MOPU de 1974 tenía por objeto exclusivamente las conducciones para abastecimiento de agua potable). Quedan excluidos del objeto de este documento las impulsiones de aguas residuales y los emisarios submarinos, al entender que forman parte de las conducciones de aguas residuales, con unos condicionantes de diseño conceptualmente distintos de los anteriores. Las instalaciones singulares, como por ejemplo tuberías de grandes diámetros y/o sometidas a altas presiones u otras circunstancias particulares, requerirán una detallada consideración en cuanto a su proyecto y construcción que complementen lo indicado en el presente texto. Es el caso de las tuberías forzadas de las centrales hidroeléctricas o las impulsiones en las estaciones de bombeo, sobre las que se dan una serie de pautas generales en lo que se refiere a su diseño, instalación o mantenimiento, pero su completa definición requerirá de indicaciones complementarias a lo expuesto. En lo que se refiere a materiales considerados, se han contemplado todas las tipologías de tuberías de posible uso en España en la actualidad (acero, fundición, hormigón y plásticos), incluso nuevos materiales aparecidos en el mercado en los ultimos años, cuyo uso comienza a implantarse en España (el policloruro de vinilo orientado molecularmente o los nuevos tipos de polietilenos, por ejemplo). En este contexto, no se han incluido las tuberías de fibrocemento como posibles materiales para redes nuevas, pues la reciente OM del Ministerio de la Presidencia de 7 de diciembre de 2001 (en aplicación de la Directiva 99/77/CE de la Comisión) prohibe la fabricación e instalación de productos fabricados con amianto a lo largo del año 2002. Además, el presente documento no pretende ceñirse exclusivamente a la caracterización del propio tubo como elemento singular e independiente, sino que trata todos aquellos aspectos adicionales a ser tenidos en cuenta en una red de tuberías a presión, tales como el cálculo hidráulico o mecánico, los necesarios elementos complementarios de la tubería o la propia valvulería, la instalación de todo ello, el control de calidad tanto en fábrica como en la propia obra, la explotación y el mantenimiento de la red una vez puesta en servicio o incluso las técnicas habituales de reparación o rehabilitación de tuberías. A su vez, de dichos aspectos se analizan tanto las prácticas habituales recomendadas como la

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normativa vigente, ilustrando todo ello con numerosos ejemplos que faciliten al proyectista, o al usuario de la red en general, la, en ocasiones compleja, aplicación de la normativa propia de cada caso. De acuerdo con estas consideraciones se exponen en el capítulo 2 unos aspectos de índole general válidos para todos los tipos de conducciones, dedicando los siguientes capítulos a la caracterización de cada tipología de tubo en particular (capítulo 3), al dimensionamiento hidráulico y mecánico (capítulo 4), a los criterios de instalación (capítulo 5), al control de calidad de todo lo anterior (capítulo 6) y a la explotación y mantenimiento de las redes (capítulo 7).

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2 GENERALIDADES

En el presente capítulo se abordan una serie de aspectos genéricos válidos para cualquier tipología de tubería, independientemente del material de que se trate. De esta forma, tras establecer el ámbito de aplicación de esta Guía Técnica, se ha compilado, en primer lugar, la normativa y legislación que afecta a los proyectos de tuberías a presión, incluyendo unas explicaciones previas sobre los términos que habitualmente se emplean para ello (normalización, certificación, etc.). También se ha incluido en este capítulo un resumen de las unidades de medida empleadas en el presente documento (las del Sistema Internacional), así como un glosario con los términos o definiciones empleadas en este documento, y que son de aplicación para cualquier tipo de tubo. El contenido de esta Guía Técnica se ha estructurado en tres categorías: En primer lugar, en letra redonda, figura el cuerpo básico de las recomendaciones incluidas en esta Guía Técnica. Se trata, básicamente, tanto de definiciones como de especificaciones relativas a las características de los componentes, a la instalación o al mantenimiento de la tubería, a los criterios de cálculo mecánico o hidráulico o al aseguramiento de la calidad a seguir durante todo el proceso. En general todas estas recomendaciones son conformes a las respectivas normas UNE-EN vigentes o, en su defecto, otras normas internacionales de uso habitual en el sector.

Ejemplo

En segundo lugar, en letra cursiva, con fondo gris, todo un conjunto de explicaciones, justificaciones o, en general, comentarios aclaratorios sobre el anterior cuerpo básico de recomendaciones.

Por último, también en letra cursiva y con fondo blanco, y con el título “ejemplo” en vertical a la izquierda, distintos ejemplos, bien numéricos o conceptuales, que aclaren y ayuden al usuario a la aplicación de todo lo anterior.

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2.1 Ámbito de aplicación de esta Guía Técnica Como se ha indicado en el apartado anterior, este documento tiene por objeto el establecimiento de unas recomendaciones técnicas relativas a tuberías para el transporte de agua a presión, en lo relativo a la caracterización de los elementos constitutivos de la red (tubos, piezas especiales, accesorios, valvulería, etc.), a su cálculo hidráulico o mecánico, a la instalación en obra, al control de calidad tanto en fábrica como en la propia obra, a la explotación y al mantenimiento de la red una vez puesta en servicio e incluso a las técnicas habituales de reparación o rehabilitación de tuberías. El ámbito de aplicación de esta Guía Técnica (tuberías para el transporte de agua a presión) abarca, en principio, todas las aplicaciones posibles, independientemente de cual sea su uso final, bien sea para abastecimiento a poblaciones, regadío o cualquier otro. Como salvedad de lo anterior, quedan excluidos expresamente del objeto de este documento las impulsiones de aguas residuales y los emisarios submarinos, ya que ambas forman parte de las conducciones de aguas residuales, por lo que tienen unos condicionantes de diseño conceptualmente distintos. Debe precisarse que las instalaciones singulares (tuberías de grandes diámetros y/o sometidas a altas presiones, por ejemplo) requerirán un detallado análisis en cuanto a su proyecto y construcción que complementen lo indicado en este documento. Es el caso de las impulsiones en las estaciones de bombeo o de las tuberías forzadas de las centrales hidroeléctricas, en las que su completa definición requerirá de indicaciones complementarias a lo expuesto. En cuanto a los posibles materiales de los tubos considerados en el presente documento, éstos son los siguientes: – – – – – – –

fundición dúctil. acero. hormigón armado o pretensado. poli(cloruro de vinilo) no plastificado (PVC-U). poli(cluroro de vinilo) orientado molecularmente (PVC-O). polietileno (PE). poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV).

Caso de emplearse materiales diferentes a los anteriores, deberá justificarse su comportamiento mediante las oportunas normas de producto, y deberán cumplir, en cualquier caso, con lo especificado en el apartado 3.1.

Entre los posibles materiales para nuevas redes de tuberías a presión en España, en la relación anterior no se ha incluido el fibrocemento, material de uso muy tradicional en España hasta la fecha. Ello es debido a que la Directiva de la Unión Europea 99/77/CE de la Comisión de 26 de Julio, prohibió a partir del año 2005 en toda la Unión Europea, la comer-

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cialización y utilización de todas las fibras de amianto y de los productos conteniendo estas fibras añadidas intencionadamente, permitiendo a cada Estado miembro adelantar voluntariamente dicha fecha de aplicación. Las disposiciones de esta Directiva fueron incorporadas a la legislación española por la OM del Ministerio de la Presidencia de 6 de julio de 2000 que modificaba el RD 1406/1989 de 10 de noviembre. En España, los Ministerios de Sanidad y Consumo y de Ciencia y Tecnología han hecho uso de la posibilidad de adelantar la fecha de prohibición mediante la OM del Ministerio de la Presidencia de 7 de diciembre de 2001, en la que se establece la siguiente regulación: – Prohibición de utilizar amianto en la producción a partir del 15 de junio de 2002 – Hasta el 15 de diciembre de 2002 se podrán comercializar e instalar productos con amianto fabricados antes del 15 de junio de 2002 – A partir del 15 de diciembre de 2002 prohibición de producir, comercializar e instalar amianto y productos que lo contengan – Los productos con amianto instalados o que se instalen hasta el 15 de diciembre de 2002, podrán mantenerse hasta el final de su vida útil Por ello, ante el inminente final de la instalación de tubos de fibrocemento en España, en la presente Guía Técnica se ha optado por no incluirlos en la misma, abarcando el ámbito de aplicación de este documento al resto de tipologías. No obstante lo anterior, en otros países no afectados por la legislación de la Unión Europea (incluso hasta el año 2005 en países de la propia Unión) sí pueden utilizarse tubos de fibrocemento. Incluso en la actualidad existe la norma UNE-EN 512:1995 que regula los tubos de fibrocemento para el transporte de agua a presión. En relación con los materiales utilizados en las redes de tuberías en España, en los últimos años, AEAS viene realizando una encuesta con periodicidad genérica bienal sobre el suministro de agua potable y saneamiento en España. De los resultados de la última encuesta publicada (la correspondiente a 2.000) se desprende que los materiales mayoritarios en las redes de abastecimiento son la fundición y el fibrocemento (40% cada uno), siendo el 20% de materiales diversos. Sobre la Fig 1 debe precisarse que el ámbito de las encuestas de AEAS es, básicamente, el de las redes de distribución en baja (diámetros pequeños), el cual, en términos absolutos de longitud, representa la mayor parte de las redes. En las conducciones de transporte de grandes diámetros, los materiales habituales son otros adicionales a los anteriores (acero, hormigón, PRFV, etc.).

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Encuesta AEAS 2000

Total

Fibrocemento

Áreas metropolitanas

Fundición Mayor de 100.000 hab

Hormigón Polietileno

De 50 a 100.000 hab PVC-U Otro

De 20 a 50.000 hab 0%

20%

40%

60%

80%

100%

Fig 1. Resultados de la encuesta de AEAS “Suministro de agua potable y saneamiento en España”(2000).

2.2 Normalización en el ámbito de las tuberías a presión 2.2.1 Conceptos básicos En el ámbito de la normalización deben distinguirse los siguientes conceptos: a) Normalización “Actividad por la que se unifican criterios respecto a determinadas materias y se posibilita la utilización de un lenguaje común en un campo de actividad concreto” (Ley de Industria, artículo 8). b) Norma “Especificación técnica de aplicación repetitiva o continuada, cuya observancia no es obligatoria, establecida con participación de todas las partes interesadas, que aprueba un Organismo reconocido, a nivel nacional o internacional, por su actividad normativa” (Ley de Industria, artículo 8). En el RD 1630/1992 por el que se dictan disposiciones para la libre circulación de productos de construcción, en aplicación de la Directiva 89/106/CEE, se distingue entre: – Norma armonizada: “la establecida por Organismos europeos de normalización de acuerdo con mandatos conferidos por la Comisión de las Comunidades Europeas con arreglo a los procedimientos establecidos en la Directiva 89/106/CEE”. – Norma transposición de norma armonizada: “aquella norma nacional de un Estado miembro de la Unión Europea que sea transposición de una norma armonizada”.

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– Documento de idoneidad técnica europeo (DITE): “evaluación técnica favorable de la aptitud de un producto para el uso asignado, concedida por alguno de los Organismos autorizados a tal efecto, fundamentada en el cumplimiento de los requisitos esenciales previstos para las obras en las que este producto se utiliza”. Los DITE pueden concederse bien a los productos para los que no exista ni una norma armonizada ni una norma nacional o bien para los productos que se aparten significativamente de las normas nacionales armonizadas o de las normas nacionales reconocidas. c) Reglamento Técnico “Especificación técnica relativa a productos, procesos o instalaciones industriales, establecida con carácter obligatorio a través de una disposición para su fabricación, comercialización o utilización” (Ley de Industria, artículo 8).

La normalización ofrece a la sociedad importantes beneficios al facilitar la adaptación de los productos, procesos y servicios a los fines a los que se destinan, protegiendo la salud y el medio ambiente, previniendo los obstáculos al comercio y facilitando la cooperación tecnológica. Es, pues, una actividad que aporta soluciones para aplicaciones repetitivas que se desarrollan, fundamentalmente, en las esferas de la ciencia, la técnica y la economía, con vistas a la obtención de un resultado óptimo. Se manifiesta, generalmente, por la elaboración, publicación y aplicación de normas. Las tuberías no son una excepción a esta regla general, por lo que la normalización de las mismas es una tarea fundamental en nuestros días. De lo dicho en el presente apartado se desprende que el cumplimiento de las normas es, en puridad, voluntario, a diferencia de las Reglamentaciones Técnicas, cuya observancia sí es obligatoria. Ambos documentos, en cualquier caso establecen los requisitos técnicos que deben cumplir los productos y los servicios, pero, mientras que los Reglamentos Técnicos están establecidos por las diferentes Administraciones públicas, y tienen por tanto carácter obligatorio, las normas tienen un carácter voluntario y se establecen por consenso implicando a los usuarios y a los productores de bienes y servicios. No debe concluirse de lo anterior en minusvalorar la validez o aplicabilidad de las normas, puesto que, al fin y a la postre, las Reglamentaciones técnicas de las Administraciones públicas suelen incorporar las normas UNE vigentes en cada materia, con lo que, automáticamente, pasan a tener carácter obligatorio.

d) Organismo de normalización Entidad con actividades reconocidas en el campo de la normalización y cuya función principal es, en consecuencia, la preparación, publicación y/o aprobación de normas.

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En España, la única entidad reconocida para la elaboración de normas en el campo de la calidad industrial es AENOR (www.aenor.es), conforme a lo establecido en el RD 2.200/1995. A efectos de la elaboración de las normas UNE, AENOR está dividida en diversos Comités Técnicos de Normalización (CTN), siendo los de mayor interés en el ámbito de las tuberías a presión los siguientes: CTN CTN CTN CTN CTN CTN CTN CTN CTN CTN CTN CTN

1 7 14 19 36 41 53 66 77 88 112 149

Normas generales Ensayos de materiales Soldadura y técnicas conexas Tuberías de fundición, grifería, valvulería y accesorios metálicos Siderurgia Construcción Plásticos y caucho Gestión de la calidad Medioambiente Productos de cemento reforzado con fibras Corrosión Ingeniería del Agua

A nivel europeo, el organismo de normalización es el CEN (Comité Europeo de Normalización), el cual, de manera análoga a AENOR, se divide en diversos Comités Técnicos (TC, Technicals Committes), siendo los más relevantes en el ámbito de las tuberías a presión los siguientes: TC TC TC TC TC TC TC TC

29 69 155 164 203 219 230 262

Steel tubes and fittings for steel tubes Industrial valves Plastics piping systems and ducting systems Water supply Cast iron pipes, fittings and their joints Cathodic protection Water analysis Corrosion

El CEN está integrado por los países miembros de la UE, los del EFTA (Asociación Europea de Libre Comercio) y la República Checa. Los Organimos de normalización de cada uno de ellos son los que se indican en la tabla adjunta, los cuales elaboran normas sobre todos los aspectos relativos a la calidad industrial, las tuberías entre ellos. Por último, respecto a los Organismos de normalización, es de destacar también la ISO (www.iso.ch), la cual es una agrupación mundial de Organismos de normalización nacionales (AENOR entre ellos), abarcando todos los campos de normalización, excepto la electricidad y la electrónica, del cual se ocupa la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI).

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Tabla 1. Organismos de normalización de los países miembros de CEN

Código normas

Página web

País

Organismo de normalización

Alemania Austria Bélgica Dinamarca España Francia Finlandia Grecia Holanda Irlanda Islandia Italia Luxemburgo Noruega Portugal Reino Unido Rep. Checa Suecia Suiza

Deutsches Institut für Normung DIN www.din.de Österreichisches Normungsinstitut (ON) ON www.on-norm.at Institut Belge de Normalisation (IBN/BIN) NBN www.ibn.be Denmark Danks Standard DS www.ds.dk Asociación Española de Normalización (AENOR) UNE www.aenor.es Association française de normalization (AFNOR) NF www.afnor.fr Finish Standars Association SFS www.sfs.fi Hellenic Organization for Standardization ELOT www.elot.gr Nederlands Normalisatie-instituut (NEN) NEN www.nen.nl National Standars Authority of Ireland NSAI www.nsai.ie Iceland Council for Standardization IST www.stadlar.is Ente Nazionale Italiano di Unificazione UNI www.uni.com Service de l’Energie de l’Etat (SEE) SEE www.etat.lu/see Norges Standardiseringsforbund NSF www.standard.no Instituto Português da Qualidade (IPQ) NP www.ipg.pt British Standards Institution (BSI) BS www.bsi-global.com Czech Standards Institute (CSNI) CSN www.csni.cz Swedish Standars Intitute SSI www.sis.se Schweizerische Normen-Vereinigung (SNV) SNV www.snv.ch

UE

Comité Europeo de Normalización (CEN)

EN

www.cenorm.be

e) Certificación “Actividad que permite establecer la conformidad de una determinada empresa, producto, proceso o servicio con los requisitos definidos en normas o especificaciones técnicas” (artículo 8 de la Ley de Industria). La certificación se manifiesta mediante la concesión de un Certificado de Conformidad o Marca de Calidad.

A diferencia de la normalización, para la certificación de productos conforme a normas UNE, hay autorizadas más instituciones que la propia AENOR. Esta última (AENOR), a efectos de la certificación de productos, está estructurada en distintos Comités Técnicos de Certificación (CTC), foros en los que están representados fabricantes, empresas explotadoras de servicios, consumidores, usuarios y la Administración, de modo que queda garantizada la impar-

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cialidad y transparencia del proceso de certificación. Además de las tareas de otorgamiento de las marcas de calidad, los CTC tienen otra importante labor en el proceso de seguimiento (habitualmente anual) de que las condiciones que se dieron para el otorgamiento inicial de la marca se siguen cumpliendo. En el sector de las tuberías, los principales CTC de AENOR son los siguientes: CTC CTC CTC CTC CTC CTC

001 003 015 017 036 046

CTC CTC CTC CTC CTC

048 049 051 059 061

Plásticos Grifería sanitaria y valvulería Cementos Productos de acero para hormigón Tubos de acero soldado y accesorios roscados de fundición maleable Perfiles y chapas de acero laminado en caliente para aplicaciones estructurales Personal relacionado con la soldadura Barras y perfiles comerciales de acero Aditivos para hormigones, morteros y pastas Áridos Hormigón preparado

Igualmente, para la certificación del sistema de calidad de una empresa determinada hay autorizadas más empresas que AENOR. De lo dicho en el presente apartado se desprende que debe distinguirse entre la certificación de un producto y la de una empresa. La primera se traduce en el otorgamiento de la correspondiente Marca o Certificado que acredita que un producto satisface los requisitos establecidos en determinadas normas (UNE habitualmente) relativos a seguridad y aptitud para la función. Con la segunda se certifica que el sistema de calidad de una empresa (tanto su estructura organizativa, como los productos, procesos y recursos necesarios para poner en práctica la gestión de la calidad) es conforme con el modelo definido en determinada norma, por ejemplo la UNE-EN 9001:2001. La certificación por parte de AENOR de que un producto determinado cumple con lo especificado por las normas UNE al respecto se materializa en la emisión de la oportuna Marca de Calidad o Certificado de Conformidad. La certificación es por tanto la acción llevada a cabo por una entidad reconocida como independiente de las partes interesadas mediante la que se manifiesta que se dispone de la confianza adecuada en que un producto, proceso o servicio debidamente identificado es conforme a una norma u otro documento normativo especificado. f) Acreditación “Reconocimiento formal de la competencia técnica de una entidad para certificar, inspeccionar o auditar la calidad, o un laboratorio de ensayo o de calibración industrial“ (artículo 8 de la Ley de Industria).

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La entidad encargada de estas actividades en España es la ENAC (Entidad Nacional de Acreditación, www.enac.es), la cual es una organización auspiciada y tutelada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología que se constituye con arreglo a lo dispuesto en la Ley de Industria y al RD 2200/95 por el que se aprueba el Reglamento para la Infraestructura de la Calidad y Seguridad Industrial. ENAC es una entidad privada, independiente y sin ánimo de lucro que coordina y dirige en el ámbito nacional un sistema de acreditación. La organización y procedimientos de actuación de ENAC se ajustan en todo momento a los criterios y normas establecidos por la UE (UNE-EN 45003:1995 y UNEEN 45010:1998). En ocasiones el término “acreditación” se utiliza como sinónimo de “certificación”, si bien lo cierto es que la acreditación es el procedimiento por el que un organismo tiene autoridad para reconocer formalmente que determinada institución es competente para efectuar las tareas de certificación descritas en el apartado anterior.

2.2.2 Normativa y Reglamentación básica en el ámbito de las tuberías a presión 2.2.2.1. Generalidades En los diferentes capítulos y apartados del presente documento se detalla la Reglamentación española y de la Unión Europea, así como aquellas normas nacionales o internacionales que sean de interés para cada tipo de tubo en particular o, en general, para otros aspectos tratados en este documento, tal como ensayos de control de calidad, cálculo hidráulico o mecánico, instalación y explotación de tuberías, etc. En particular las diferentes normas consideradas son las siguientes: – – – – – –

Normas españolas UNE de AENOR Normas europeas EN, de CEN Normas nacionales de otros países de la UE (NF, BSI, DIN, UNI, etc.). Normas norteamericanas: Básicamente AWWA y ASTM Normas internacionales: ISO Otras normas de interés en cada caso particular: API para tubos de acero, SSPC para los revestimientos de estos tubos, etc.

De la relación anterior, a los efectos de este documento, se han destacado de forma especial las normas europeas EN, así como las españolas UNE. En las normas que se citan en este documento se hace referencia, en general, a su código y a la fecha de edición de dichas normas. Dado el dinamismo del sector de la normalización, el mismo debería ser actualizado con la frecuencia necesaria para que pueda incorporar el contenido de las normas que vayan cambiando en futuras revisiones.

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Esta Guía Técnica recoge el contenido de una gran cantidad de normas relativas al diseño de tuberías (más de 300), empleándose una gran cantidad de siglas, acrónimos o en general tecnicismos que pueden no ser familiares al usuario del documento. Por ello, deben hacerse algunas aclaraciones al respecto. Por un lado, como ya se ha indicado, AENOR es la encargada de la elaboración de las normas UNE (Una Norma Española), las cuales pueden ser de diversos tipos. En primer lugar estarían las propias normas auspiciadas por los CTN de AENOR (que serían en rigor las conocidas como normas UNE). Pueden ser también trasposición directa de normas europeas EN (se denominan en este caso normas UNE-EN), si bien hay más posibilidades. Por ejemplo, una tipología específica de normas UNE son las normas experimentales (UNE-EX), las cuales tienen carácter provisional ya que “son normas que se establecen para su aplicación provisional en campos técnicos donde el grado de innovaciones es elevado o exista una urgente necesidad de orientación, en relación al tema que abarca la norma”. Otra posibilidad serían, por ejemplo, las normas referidas como PNE, los cuales son proyectos de normas UNE que, por la razón que sea, se decide sean publicados. O también AENOR elabora informes técnicos (que no normas), los cuales se editan con el código UNE-IN. En cuanto a las normas europeas EN, el Comité Europeo de Normalización (CEN) es el encargado de elaborarlas, para lo que cuenta con la colaboración de expertos acreditados de los diferentes países miembros. Este hecho provoca que, en ocasiones, su proceso de elaboración sea muy largo. El primer paso es la redacción de un documento de partida (un borrador) que, en muchas ocasiones, recoge esencialmente el contenido de normas nacionales e internacionales ISO en uso y que sirve de base para las discusiones encaminadas a un consenso provisional del TC que la estudia. Este primer borrador se define por una denominación provisional al que, una vez aprobado, se le asigna un número de proyecto de norma EN (prEN). Dicho borrador es sometido a encuesta pública y si, a su vez, es aprobado por la mayoría de los miembros del CEN, queda definitivamente como norma EN y se edita en inglés, francés y alemán. La publicación de una norma EN obliga a todos los países miembros del CEN a conferirle el estatuto de norma nacional y retirar todas aquellas otras que estén en contradicción en un tiempo establecido. En España en particular, AENOR es la encargada de traducir las normas EN y publicarlas como normas UNE-EN. En ocasiones, cuando los proyectos de normas europeas prEN se alargan en exceso, se publican normas UNE EX con el contenido de dichos proyectos con un plazo de validez de las mismas que expira cuando se publique definitivamente la norma europea EN en cuestión.

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Si la norma EN en cuestión hubiera sido tomada por consenso a partir de una norma ISO existente, la norma EN reflejaría su procedencia denominándose ENISO, y la correspondiente norma UNE sería UNE-EN-ISO. Las normas EN, a su vez, en muchas ocasiones están divididas en distintas partes.

Ejemplo 1

Por último CEN o ISO también elaboran documentos que no son estrictamente normas. Son por ejemplo los TR (Informes Técnicos, “Technical Report”), o las TS (Especificaciones técnicas, “Technical Specifications”, equivalentes, aproximadamente, a las normas experimentales).

La reciente norma UNE-EN 1452:2001 relativa a tubos de PVC-U tuvo su origen (en 1992) en el borrador denominado provisionalmente CEN/TC 155 wi019 (que quiere decir que era el documento número 19 de los elaborados por el TC 155), el cual en el año 1994 se aprobó como prEN 1452 (ya con el número que definitivamente tendría) y en 1999 como norma definitiva EN 1452. Por último en 2001 fue traspuesto por AENOR como la norma UNE-EN 1452, sustituyendo hasta la entonces vigente UNE 53112:1988. Dicha norma EN 1452 tiene un total de siete partes (de la EN 1452-1 a la EN 1452-7) O la también reciente norma UNE 53323:2001 EX, relativa a tubos de PRFV, se ha elaborado a partir del contenido del proyecto de norma europea prEN 1796, de manera que cuando éste sea aprobado definitivamente, AENOR lo adoptará integramente y anulará esta norma experimental sustituyéndola por la futura UNE-EN 1796

Como apéndice a este documento se relacionan, con su título completo, la totalidad de las normas referenciadas, así como una breve reseña con las principales características de cada uno de los Organismos normalizadores.

2.2.2.2. Normas de producto La UE, a través del CEN, viene realizando un importante esfuerzo de normalización en el ámbito de las tuberías a presión, de manera que en los últimos cinco o diez años se han publicado, o están en la fase final de su elaboración, normas EN relativas a la totalidad de las tipologías habituales de tuberías a presión (normas de producto), las cuales, a su vez, están siendo oportunamente traspuestas como normas UNE por AENOR. En particular, en la Tabla 2 se resumen las normas europeas, o proyectos (pr) en su caso, más significativos relativos a la materia.

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Tabla 2. Normas de producto EN y UNE-EN relativas a tuberías a presión Tipo de tubo

Norma

Fundición dúctil

UNE-EN 545:1995

Acero

prEN 10224:1998

THAsCCh

UNE-EN 639:1995 y UNE-EN 640:1995

THAcCCh

UNE-EN 639:1995 y UNE-EN 641:1995

THPcCCh

UNE-EN 639:1995 y UNE-EN 642:1995

THPsCCh

UNE-EN 639:1995 y UNE-EN 642:1995

PVC-U

UNE-EN 1452:2000

PE

prEN 12201:2000 y prEN 13224:1998 (UNE 53965:1999 EX y UNE 53966:2001 EX)

PVC-O

—-

PRFV

prEN 1796:2000 (UNE 53323:2001 EX)

Válvulas

UNE-EN 1074:2000, UNE-EN 736:1996 ó UNE-EN 1452-4:2001

– En los tubos de acero no hay en la actualidad ninguna norma UNE relativa a ellos –

Para los tubos de PE existen en la actualidad las normas UNE 53131:1990 y UNE 53490:1990 que, cuando sean publicadas las normas EN 12201 y EN 13224, serán oportunamente sustituidas. Entre tanto, las normas UNE 53965:1999 EX y 53966:2001 EX incorporan provisionalmente parte del contenido del prEN 12201:2000

–

Los tubos de PVC-O no disponen de norma EN alguna sobre ellos, si bien en la actulidad se está trabajando en la redacción de un proyecto de norma ISO (el prISO 16422-4:2000), a partir del que razonablemente se elaborará una noma EN con su contenido

–

La norma UNE 53323:2001 EX relativa a tubos de PRFV incorpora el contenido del prEN 1796:2000, de manera que cuando éste sea definitivo, la primera será derogada (en parte) dando lugar a la norma UNE-EN 1796.

2.2.2.3 Normativa y Reglamentación relativa al diseño general de la tubería En cada instalación en particular deben observarse las especificaciones propias del Organismo responsable (los Reglamentos Técnicos), así como las prescripciones que figuren en cada proyecto. Además, se recomienda seguir lo especificado por la reciente norma UNE-EN 805:2000, la cual recoge especificaciones generales para las redes de abastecimiento de agua, incluyendo prescripciones comunes para todos los tipos de tubos independientemente de su material, en aspectos tales como su instalación, pruebas de la tubería instalada, clasificación, denominación, etc., los cuales se han recogido en el presente documento.

28

2.2.2.4. Legislación sanitaria En el caso de que la red de tuberías tenga como destino un abastecimiento a poblaciones (agua potable) debe observarse también la vigente Reglamentación Técnico Sanitaria para Aguas Potables (RTSAP), la cual, en la actualidad, está desarrollada en el RD 140/2003 por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano. Dicho RD incorpora al derecho interno español el contenido de la Directiva 98/83/CE relativa a la calidad de las aguas destinadas al consumo humano (Drinking Water Directive). En este mismo ámbito del agua potable, deben también observarse las disposiciones que dictará el Grupo de Reguladores para los Productos de Construcción en contacto con Agua Potable (CIPC/GT4), el cual, al amparo de la futura trasposición de la Directiva 98/83/CE, elaborará en un futuro listas de elementos y sustancias permitidas en las redes de agua potable.

La reglamentación sanitaria ha vivido una época de transición reciente en España. Durante muchos años, la RTSAP vigente ha sido la establecida en el RD 1138/90 (que a su vez tuvo una primera versión en el año 1982, RD 1423/82), el cual trasponía lo especificado por la Directiva Europea 80/778/CEE, elaborada en los años 70. Dicha Directiva Europea fue sustituida en el año 1998 por la Directiva 98/83/CE, publicada en el DOCE el 5/12/98 (BOE 25/12/98) fecha a partir de la cual los Estados miembros de la UE disponían de dos años para adoptar las medidas legales, reglamentarias y administrativas para cumplir con ella, por lo que las trasposiciones deberían haber estado hechas antes del 25/12/00, si bien en España, por distintos avatares administrativos, no ha sido traspuesta hasta febrero de 2003. Por otro lado, la Comisión Interministerial para los Productos de Construcción (CICP) fue creada en el año 1995 al amparo del RD 1630/1992 como órgano de apoyo y coordinación para el desarrollo y aplicación de lo dispuesto en dicho RD y como cauce para las actuaciones en el seno del Comité Permanente de la Construcción creado por el artículo 19 de la Directiva 89/106/CEE, Dicha CICP constituyó en el año 2000 el Grupo de Reguladores para los Productos de Construcción en contacto con Agua Potable (CIPC/GT4), el cual se concibe como un “grupo espejo” de su homólogo europeo, el RG-CPDW (Regulators Group for Construction Products in contact with Drinking Water). En el CIPC/GT4 están presentes todos los sectores afectados: Administración del Estado (a través de los Ministerios de Fomento, de Medio Ambiente, de Sanidad y Consumo, de Ciencia y Tecnología o de otras instituciones públicas, tal como el Instituto de Salud Carlos III, el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja o el CEDEX), AENOR, consumidores, usuarios y fabricantes de productos.

29

Debe, en cualquier caso, observarse también la Directiva de la Unión Europea 76/769/CEE del Consejo de 27 de julio, relativa a la aproximación de las disposiciones de los estados miembros sobre sustancias y preparados peligrosos. En España, sobre la base de esta Directiva, se ha publicado el RD 1406/1989 de 10 de noviembre, el cual ha sufrido varias modificaciones en su Anexo I como consecuencia de la evolución de la normativa comunitaria en la materia y de la necesidad de incrementar los niveles de protección de la salud. Pueden citarse entre ellas, las OM del Ministerio de la Presidencia de 15 de diciembre de 1998 y de 6 de julio de 2000. También debe observarse lo previsto en las Directivas de la Unión Europea 83/478/CEE del Consejo (que prohibe el amianto azul y establece el etiquetado obligatorio de los productos con amianto) y 91/659/CEE de la Comisión (que prohibe amiantos anfíboles y limita la aplicación del crisotilo), si bien supeditadas a la Directiva 1999/77/CEE de la Comisión de 26 de julio y a la OM del Ministerio de la Presidencia del 7 de diciembre de 2001 (ver apartado 2.1).

2.2.2.5. Legislación medioambiental Conforme a lo establecido por la Ley 6/2001 de modificación del RD 1302/1986 de Evaluación de Impacto Ambiental, los proyectos de tuberías para el transporte de agua a presión han de someterse a la oportuna evaluación de impacto ambiental, en los casos y conforme al procedimiento previsto en dicha Ley. Complementariamente a lo anterior, debe también tenerse en cuenta la legislación desarrollada por las respectivas Comunidades Autónomas en materia de evaluación de impacto ambiental.

El anexo I de la Ley 6/2001 incluye una amplia relación de proyectos (públicos o privados) que deben ser sometidos a una evaluación de impacto ambiental en los términos previstos en dicha Ley. En el caso de las tuberías para el transporte de agua a presión las situaciones más frecuentes son las siguientes: “Grupo 1. Agricultura, silvicultura, acuicultura y ganadería d) Proyectos de gestión de recursos hídricos para la agricultura, con inclusión de proyectos de riego o de avenamiento de terrenos, cuando afecten a una superficie mayor de 100 hectáreas. No se incluyen los proyectos de consolidación y mejora de regadíos. Grupo 7. Proyectos de ingeniería hidráulica y de gestión del agua c) Proyectos para el trasvase de recursos hídricos entre cuencas fluviales, excluidos los trasvases de agua potable por tubería, en cualquiera de los siguientes casos:

30

1.° que el trasvase tenga por objeto evitar la posible escasez de agua y el volumen trasvasado sea superior a 100.000.000 de m3/año 2.° que el flujo medio plurianual de la cuenca de la extracción supere los 2.000.000.000 de m3/año y el volumen de agua trasvasada supere el 5% de dicho flujo 3.° en todos los demás casos, cuando alguna de las obras que constituyen el trasvase figure entre las comprendidas en este anexo I Grupo 9. Otros proyectos b) Los siguientes proyectos correspondientes a actividades listadas en el anexo I que, no alcanzando los valores de los umbrales establecidos en el mismo, se desarrollen en zonas especialmente sensibles, designadas en aplicación de la Directiva 79/409/CEE, del Consejo, de 2 de abril, relativa a la conservación de aves silvestres, y de la Directiva 92/43/CEE, del Consejo, de 21 de mayo, relativa a la conservación de hábitats naturales y de la fauna y flora silvestres, o en humedales incluidos en la lista del Convenio de Ramsar: 3.° proyectos de gestión de recursos hídricos para la agricultura, con inclusión de proyectos de riego o de aveniamiento de terrenos, cuando afecten a una superficie mayor de 10 hectáreas. c) Los proyectos que se citan a continuación, cuando se desarrollen en zonas especialmente sensibles, designadas en aplicación de la Directiva 79/409/CEE y 92/43/CEE o en humedales incluidos en la lista del Convenio de Ramsar: 1.° instalaciones para la producción de energía hidroeléctrica 8.° instalaciones para la conducción de agua a larga distancia, cuando la longitud sea mayor de 10 km y la capacidad máxima de la conducción sea superior a 5 m3/s” Conforme a la anterior Ley 6/2001, el órgano ambiental competente también podrá establecer, por decisión motivada y pública, que sea necesario la realización de la evaluación de impacto ambiental en los siguientes casos, incluidos en el anexo II de dicha Ley: “Grupo 1. Agricultura, silvicultura, acuicultura y ganadería d) Proyectos de gestión de recursos hídricos para la agricultura, con inclusión de proyectos de riego o de avenamiento de terrenos, cuando afecten a una superficie mayor de 10 hectáreas (proyectos no incluidos en el anexo I), o bien proyectos de consolidación y mejora de regadíos de más de 100 hectáreas.

31

Grupo 4. Industria energética c) Instalaciones para la producción de energía hidroeléctrica (cuando, según lo establecido en el anexo I, no lo exija cualquiera de las obras que constituyen la instalación) Grupo 8. Proyectos de ingeniería hidráulica y de gestión del agua b) Proyectos para el trasvase de recursos hídricos entre cuencas fluviales cuando el volumen de agua trasvasada sea superior a 5.000.000 de m3. Se exceptúan los trasvases de agua potable por tubería o la reutilización directa de las aguas depuradas (proyectos no incluidos en el anexo I) f) Instalación de conducciones de agua a larga distancia, cuando la longitud sea mayor de 40 kilómetros y la capacidad máxima de la conducción sea superior a 5 m3/s (proyectos no incluidos en el anexo I)” Por último, anteriormente, el RD 9/2000, que también modificó el RD 1302/1986 de impacto ambiental, exigía la necesaria evaluación de impacto ambiental en el siguiente caso: “Instalación de acueductos de larga distancia, cuando la longitud sea mayor de 10 kilómetros y la conducción cumpla alguno de los supuestos siguientes: 1.° Conducción en tubo, cuando el diámetro de éste sea superior a 1 metro 2.° Conducción mediante varios tubos, cuando la suma de los diámetros de todos sea superior a 1,2 m”. 2.2.2.6. Otra Reglamentación a tener en cuenta En su caso, debe observarse también lo previsto en la Ley 38/1999 de Ordenación de la Edificación, así como la Reglamentación vigente en materia de seguridad y salud en el trabajo y lo establecido, en su caso, en el Estudio de Seguridad y Salud del Proyecto y en el correspondiente Plan de Seguridad y Salud de Obra. En dicho contexto, es de aplicación lo establecido en la Ley 31/1995 de Prevención de Riesgos Laborales, la cual determina el cuerpo básico de garantías y responsabilidades para establecer un adecuado nivel de protección de la salud de los trabajadores frente a los riesgos derivados de las condiciones de trabajo. En particular, debe observarse lo establecido en el RD 1627/1997 por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción, el cual fue elaborado en desarrollo del artículo 6 de la anterior Ley y transpone lo establecido al respecto por la Directiva 92/57/CEE. Por último, el personal que trabaje en el abastecimiento en tareas en contacto directo con agua de consumo humano deberá cumplir los requisitos técnicos y sanitarios que dispone el RD 202/2000.

32

2.3 Sistema de unidades Las unidades adoptadas en el presente documento corresponden a las del Sistema Internacional de Unidades de Medidas (SI), cuyas unidades básicas son las siguientes: para para para para para para

resistencias fuerzas: fuerzas por fuerzas por fuerzas por momentos:

y tensiones: unidad de longitud: unidad de superficie: unidad de volumen:

N/mm2 = MPa kN kN/m kN/m2 ó N/mm2 kN/m3 kN x m

El Sistema Internacional de Unidades de Medidas (SI) es obligatorio en España desde la publicación del RD 1296/86, de 28 de junio, por el que, además, se derogó definitivamente el Sistema Métrico Decimal (o sistema MKS). En cualquier caso, el SI ya fue declarado de uso legal por la Ley 88/1967, de 8 de noviembre. Entre esas dos fechas fueron de uso compatible ambos, el Sistema Métrico Decimal y el Sistema Internacional. La correspondencia entre las unidades del Sistema Internacional (SI) y las del Sistema Metro-Kilopondio-Segundo (MKS) es la siguiente: 1 N = 0,102 kp 1 N/mm2 = 10,2 kp/cm2

e inversamente 1 kp = 9,8 N e inversamente 1kp/cm2 = 0,098N/mm2

En las tablas adjuntas se indican las equivalencias entre otras unidades que pueden ser frecuentes en el ámbito de las tuberías a presión, así como los prefijos empleados en el SI para los múltiplos y submúltiplos de las unidades básicas.

Tabla 3. Factores de conversión Para convertir Medidas de longitud

en

Debe multiplicarse por

mm

Pulgadas

0,0394

m

Pies

3,2808

m

Yardas

1,0936

m

Brazas

0,5468

m

Millas tierra

0,6214

km

Millas mar (USA)

0,5399

km

Millas mar (UK)

0,5396

33

Tabla 3 (Cont.). Factores de conversión Para convertir

Medidas de superficie

mm2

0,001550

m

Pies cuadrados

10,7369

m2

Yardas cuadradas

1,1960

km

Medidas de peso

Medidas de densidad

Debe multiplicarse por

Pulgadas cuadradas

2

Medidas de volumen

en

2

Acres

247,105

km2

Millas cuadradas

0,3861

Hectáreas

Acres

2,4710

3

cm

Pulgadas cúbicas

0,0610

m3

Pies cúbicos

35,3145

m3

Yardas cúbicas

m3

Acre-pie

m3

Galones (USA)

264,178

m3

Galones (UK)

219,979

kg

Libras

Toneladas métricas

Toneladas (USA)

1,1023

Toneladas métricas

Toneladas (UK)

0,9842

kg/m3

Libra/pie

3

1,3079 8,107 x 10-4

2,2046

3

0,06243 3

3,613 x 10-5

kg/m

Libra/pulgada

Medidas de caudal

m3/s

Pie3/min

2.118,6

Medidas de velocidad

km/h

Millas hora (mph)

0,6214

km/h

cm/s

27,78

km/h

Pie/minuto

54,68

km/h

Nudo

0,5396

kg/cm2

Atmósferas

1,033

kg/cm2

Bares

1,000

2

2

T/m

10

kg/cm2

MPa

0,10

Atmósferas

Metros columna de agua

Medidas de presión

kg/cm

kg/cm

34

2

2

10,33

Libras/pulgada (psi)

14,22

2

2.048,0

kg/cm2

Libra/pie

kg/cm2

Toneladas/pie 2 (tsf)

0,9140

Tabla 4. Prefijos para múltiplos y submúltiplos del SI Factor 10-1 10

-2

10-3 10

-6

10

-9

10

-12

10-15

Prefijo

Símbolo

Factor

d

10

centi

c

2

mili

m m

deci

micro nano

n

Prefijo

Símbolo

deca

da

10

hecto

h

103

kilo

k

6

mega

M

9

giga

G

12

10 10

pico

p

10

tera

T

femto

f

10-18

atto

A

2.4 Glosario de términos A continuación se definen una serie de términos de índole general de aplicación para todos los tipos de tubos y demás elementos constitutivos de la tubería, figurando en los respectivos apartados del documento aquellas otras definiciones de carácter específico. a) Tubo Elemento de sección transversal interior uniforme en forma de corona circular y que en sentido longitudinal es generalmente recto. El elemento de unión que se disponga en cada caso se entiende que forma parte del tubo como tal.

Se ha indicado que los tubos son “generalmente” rectos en sentido longitudinal, porque hay algunas tipologías (PE, PVC-U o el propio acero), que admiten cierta curvatura. Las piezas conocidas en el mercado como “brida-liso” y “manguitos”, aun cumpliendo la definición anterior, no tienen la consideración de tubos, sino de piezas especiales.

b) Pieza especial Elemento que, intercalado entre los tubos, permite cambios de dirección o de diámetro, derivaciones, empalmes, obturaciones, etc.

35

Esta definición es concordante con el contenido de la norma UNE-EN 805:2000, la cual distingue entre “piezas especiales” y “accesorios”, en los términos expuestos en el presente Documento. No obstante lo anterior, lo cierto es que muchas normas de producto (fundición o materiales plásticos, por ejemplo) identifican ambos conceptos y utilizan exclusivamente el término “accesorios”. Las “piezas especiales” son, en cualquier caso, los “fittings” o “raccords” en la denominación inglesa o francesa, respectivamente.

c) Válvula Elemento hidromecánico que, instalado entre los tubos, permite controlar el paso del agua, evitar su retroceso, reducir su presión, dar seguridad a la red, etc.

Abundando en lo anterior, algunas normas incluyen definiciones específicas para las válvulas que ofrecen ejemplos de las funciones antes señaladas. Por ejemplo, en UNE-EN 736-1:2000 (ver apartado 3.9.2.1) se define el término válvula como el “componente de las tuberías que permite actuar sobre el fluido por apertura, cierre u obstrucción parcial de la zona de paso del mismo o por desvío o mezcla del fluido”. O la norma UNE-EN 805:2000 define a la válvula como el “componente que permite cortar o regular el caudal y la presión, por ejemplo: válvula de aislamiento, válvula de regulación, dispositivo reductor de presión, purgador, válvula anti-retorno, hidrantes y bocas de riego”. La norma UNE EN 805:2000 amplía el contenido del concepto “válvulas” a los purgadores, a los que, en esta Guía Técnica, se les ha considerado como “accesorios”.

d) Elemento complementario de la tubería Es cualquier estructura, fundamentalmente obras de fábrica –macizos de anclaje, arquetas, cámaras de válvulas y otros dispositivos–, que intercalada en la tubería, permite y facilita su explotación. e) Unión Es el dispositivo que hace posible enlazar de forma estanca dos elementos consecutivos de la tubería. Los sistemas de unión suelen clasificarse de la siguiente manera: – Uniones flexibles: si permiten una desviación angular significativa, tanto durante como después de la instalación, y un ligero desplazamiento diferencial entre ejes.

36

– Uniones rígidas: si no permiten desviación angular significativa ni durante ni después de la puesta en obra – Uniones ajustables: si solamente permiten una desviación angular significativa en el momento de la instalación, pero no posteriormente Otra clasificación habitual de los sistemas de unión sería la siguiente: – Uniones autotrabadas o resistentes a la tracción: si son capaces de resistir el empuje longitudinal producido por la presión interna y, cuando se de el caso, también por las fluctuaciones de temperatura y contracción de Poisson de la tubería bajo presión interna – Uniones no autotrabadas o no resistentes a la tracción: las que tienen un juego axial adecuado para acomodar el movimiento axial del extremo liso inducido por fluctuaciones térmicas y contracción de Poisson de la tubería bajo presión interna, además de la desviación angular especificada. Es preciso distinguir entre la propia “unión” como tal (el sistema que permite conectar dos elementos consecutivos de la tubería) y los elementos que la componen, que según sea su tipología serán unos u otros: anillo elastomérico, guarnición de junta, manguitos, bridas, etc. f) Accesorio “Elemento distinto a los tubos, piezas especiales, válvulas, uniones o elementos complementarios de la red, pero que forman también parte de la tubería, como por ejemplo contra-bridas, tornillos y juntas para uniones acerrojadas, dispositivos para toma en carga, etc.” (UNE-EN 805:2000). A los efectos de este documento, las ventosas y los contadores han sido considerados como accesorios. Como se ha indicado anteriormente, muchas normas de producto (fundición o materiales plásticos) utilizan el término “accesorio” para referirse a las “piezas especiales”. En este Documento, no obstante, se ha optado por seguir el criterio de UNE-EN 805:2000, distinguiendo ambos conceptos en los términos expuestos. g) Componente Es cualquiera de los elementos antes definidos, los cuales constituyen la tubería (tubos, piezas especiales, uniones, elementos complementarios, accesorios, etc.). h) Tubería Es la sucesión de tubos unidos, con la intercalación de las piezas especiales, de las válvulas, de los accesorios necesarios y de los elementos complementarios que la red requiera, formando un conducto estanco no permeable que conserve las calidades del agua para su suministro y que permita una explotación fácil y económica.

37

i) Dimensión nominal Valor numérico convencional que se adopta para caracterizar dimensionalmente a los distintos componentes de la tubería, y se refieren a los diámetros, a las longitudes, a los espesores, etc. y sobre ellos se establecen las tolerancias y desviaciones admisibles.

Ejemplo 2

En el ámbito específico de determinadas tipologías de tuberías (en concreto en las de fundición), es preciso distinguir el concepto de “tolerancia” frente al de “desviación”. Las normas de producto establecen unas dimensiones nominales respecto a las que, en ocasiones, admiten definir también como aceptables otras cercanas a éstas, denominadas desviaciones. Sobre ambas (valores nominales y desviaciones) se establecen las tolerancias. Para los tubos de fundición, la norma UNE-EN 545:1995 establece como dimensión nominal de la longitud de un tubo de fundición de diámetro 1.500 mm y de unión flexible, el valor de 8,15 metros, admitiendo una desviación de +/- 150 mm y una tolerancia de +/- 30 mm. Ello quiere decir que el fabricante puede suministrar el tubo de una longitud comprendida en el intervalo de 8 a 8,30 metros, aplicando sobre el valor declarado la tolerancia de +/- 30 mm.

j) Diámetros – Diámetro interior (ID). La norma UNE-EN 805:2000 lo define como “el diámetro interior medio de la caña del tubo en una sección cualquiera”. – Diámetro exterior (OD). Análogamente, la norma UNE-EN 805:2000 lo define como “el diámetro exterior medio de la caña del tubo en una sección cualquiera”. – Diámetro nominal (DN). Valor tomado de una serie de números convencionales que se adopta para caracterizar dimensionalmente a los diámetros, y que coincide aproximadamente, en general, con su valor real en milímetros. Se puede referir tanto a los diámetros interiores (diámetro nominal interior, DN/ID), como a los exteriores (diámetro exterior nominal, DN/OD). Cuando no se especifique a cual de ellos se refiere (y se hable, en consecuencia, simplemente de diámetro nominal, DN) debe tenerse en cuenta que en unos tubos se refiere al interior (DN=DN/ID; fundición, hormigón y PRFV) mientras que en otros es al exterior (DN=DN/OD; acero, PVC-U, PVC-O y PE), conforme a lo indicado en cada uno de los apartados de este documento. En la norma UNE-EN 805:2000, la serie de números convencionales que determinan los posibles valores normalizados de los DN son los siguientes, según DN se refiera a OD o a ID: DN/ID: 20, 30, 40, 50, 60, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000, 1.100, 1.200, 1.250, 1.300, 1.400, 1.500, 1.600, 1.800, 2.000, 2.100, 2.200, 2.400, 2.500, 2.600, 2.800, 3.000, 3.200, 3.500, 4.000

38

DN/OD: 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110 ,125, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 630, 710, 800, 900, 1.000, 1.100, 1.200, 1.250, 1.300, 1.400, 1.500, 1.600, 1.800, 2.000, 2.100, 2.200, 2.400, 2.500, 2.600, 2.800, 3.000, 3.200, 3.500, 4.000

El DN es, por tanto, el valor teórico del diámetro y coincide, aproximadamente, habida cuenta de las tolerancias, con el valor real del mismo, pudiendo referirse bien al interior (diámetro nominal interior) o al exterior (diámetro nominal exterior), si bien en genérico en ocasiones se utiliza exclusivamente el término diámetro nominal, entendiendo que se trata en unos casos del interior y en otros del exterior. Con todo ello, lo más habitual, no obstante, es referirse bien al diámetro interior (ID), al exterior (OD) o al nominal (DN). Los acrónimos empleados en este documento para la designación de los diámetros ID u OD (del inglés,”Internal Diameter” y “Outside Diameter” respectivamente) son los utilizados en UNEEN 805:2000. Por otro lado, la anterior definición de DN es, aproximadamente, la que figura en la norma UNE-EN 805:2000 (“designación numérica del diámetro de un componente mediante un número entero aproximadamente igual a la dimensión real, en milímetros. Esto se aplica tanto al diámetro interior como el diámetro exterior”) o en la UNE-EN-ISO 6708:1996 (“designación alfanumérica de dimensión de los componentes de un sistema de canalización, que se utiliza con fines de referencia. Comprende las letras DN seguidas de un número entero adimensional que está relacionado indirectamente con las dimensiones reales, en milímetros, del taladro o del diámetro exterior en los extremos de las conexiones”). En relación con los valores normalizados del DN, otras normas, no obstante, establecen series algo diferentes a la especificada de UNE-EN 805:2000. Por ejemplo, la antes citada norma UNE-EN ISO 6708:1996, cuyo objeto es expresamente la definición del DN, establece los siguientes valores preferentes del DN: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 60, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000, 1.100, 1.200, 1.400, 1.500, 1.600, 1.800, 2.000, 2.200, 2.400, 2.600, 2.800, 3.000, 3.200, 3.400, 3.600, 3.800, 4.000 Otras normas particulares de cada producto prevén valores específicos para cada uno. Por ejemplo, la norma ISO 4065:1996 (relativa a las dimensiones de los tubos de materiales termoplásticos) prevé el DN 140, el cual ha sido incluido en las respectivas normas de PVC-U, PVC-O o de PE, y es muy utilizado en la práctica.

39

k) Ovalación Diferencia entre la forma real y la teórica de la sección transversal de los tubos. Su cálculo y sus valores admisibles se indican en el correspondiente capítulo del presente documento, según el tipo de tubo de que se trate.

La ovalación no debe entenderse como una tolerancia de fabricación, sino como el estado de deformación admisible de una conducción una vez instalada, durante su vida útil, ante la acción de las solicitaciones a las que vaya a estar sometida.

l) Presiones Los términos empleados para referirse a las distintas presiones hidráulicas de un sistema de tuberías son variados según la fuente que se consulte, lo que ha contribuido, sin duda, a crear una cierta confusión terminológica, tal como se hacía referencia al comienzo de este documento. En la presente Guía Técnica se ha tratado de ordenar las ideas existentes al respecto, optándose por adoptar básicamente (allá donde existan) los términos y siglas que, en general, emplea la reciente norma UNE-EN 805:2000 al respecto (por la validez intrínseca de una norma de estas características), entendiendo que, aunque se trata de un documento joven y en consecuencia poco divulgado y utilizado por los usuarios, el tiempo, razonablemente, irá haciendo que dichos términos vayan implantándose. No obstante, debe recordarse e insistir en que no existe un patrón único para esta terminología y simbología, de forma que no debe extrañar al usuario de este documento el constatar que muchas publicaciones, artículos técnicos, foros de debate o las propias normas UNE (incluso en las más recientes) no sigan lo aquí establecido.

Es preciso distinguir, en cualquier caso, entre las presiones hidráulicas que solicitan a la tubería, y las presiones que cada componente es capaz de resistir individualmente. – Presiones hidráulicas que solicitan a la tubería o a la red. – Presión estática. – Presión de diseño (DP). – Presión máxima de diseño (MDP). – Presión de prueba de la red (STP). – Presión de funcionamiento (OP). – Presión de servicio (SP).

40

– Presiones relativas a los componentes. – Presión nominal (PN). – Presión de funcionamiento admisible (PFA). – Presión máxima admisible (PMA). – Presión de prueba en obra admisible (PEA). – Presión de prueba en fábrica. – Presión de rotura (Pr). Los acrónimos empleados para definir la presión de diseño (DP), máxima de diseño (MDP), de prueba de la red (STP), de funcionamiento (OP) y de servicio (SP) son los utilizados en UNE-EN 805:2000 y corresponden a las iniciales en inglés de “Design Pressure”, “Maximum Design Pressure”, ”System Test Pressure”, “Operating Pressure” y “Service Pressure”. Por su parte, los acrónimos PFA, PMA y PEA corresponden, respectivamente, a las iniciales en francés de “Presión de Fonctionnement Admisible”, “Presión Maximale Admisible” y “Presión d´Épreuve Admisible sur chantier”. Las siglas PN y Pr utilizadas para referirse a la presión nominal y a la de rotura, respectivamente, eran las empleadas en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Tuberías de Abastecimiento de Agua del MOPU de 1974, y para el resto de presiones, no habiendo referencia alguna oficial para las mismas, se ha optado por no adoptar ninguna, con el objeto de no crear confusiones adicionales.

l.1)

Presiones hidráulicas que solicitan a la tubería o a la red – Presión estática. Es la presión en una sección de la tubería cuando, estando en carga, se encuentra el agua en reposo. Este concepto, aunque obvio, no se encuentra definido ni en la norma UNE-EN 805:2000 ni en el Pliego de Tuberías MOPU 1974 (en este último documento, sólo era citado indirectamente, pero no definido expresamente). – Presión de diseño (DP). Es la mayor de la presión estática o la presión máxima de funcionamiento en régimen permanente en una sección de la tubería, excluyendo, por tanto, el golpe de ariete.

Al igual que el caso anterior, este concepto no figuraba definido expresamente en el Pliego de Tuberías MOPU 1974. Dicho Documento hablaba indirectamente de la “presión de servicio” para referirse a la máxima presión en funcionamiento, excluyendo, por tanto, el golpe de ariete.

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El término “presión de diseño” y sus siglas DP son las adoptadas en UNE-EN 805:2000 (donde se define como la “presión máxima de funcionamiento, en régimen permanente, de la red o de la zona de presión, fijada por el proyectista, considerando futuras ampliaciones, pero excluyendo el golpe de ariete”). Es diferente el caso de una impulsión que el de una tubería por gravedad; en el primer caso, en el funcionamiento normal, la presión en la tubería será mayor que la estática, siendo la presión de diseño, por tanto, la máxima de funcionamiento, mientras que en el caso de una tubería por gravedad, la presión en funcionamiento es menor que la estática, coincidiendo ésta en este caso, por tanto, con la presión de diseño. No debe llamar a engaño la denominación “presión de diseño”, pues ésta no es para la que realmente se diseña la tubería, ya que no considera la sobrepresión debida al golpe de ariete (ver siguiente definición).

– Presión máxima de diseño (MDP). Es la presión máxima que puede alcanzarse en una sección de la tubería en servicio, considerando las fluctuaciones producidas por un posible golpe de ariete. Este concepto, de gran importancia, sí figuraba definido expresamente en el Pliego del MOPU 74 como “presión máxima de trabajo” y lo representaba con las siglas Pt. Al igual que en el caso anterior, el término “presión máxima de diseño” y sus siglas MDP son las adoptadas en UNE-EN 805:2000 (donde se define como la “presión máxima de funcionamiento, en régimen permanente, de la red o de la zona de presión, fijada por el proyectista, considerando futuras ampliaciones, e incluyendo el golpe de ariete”). Esta presion máxima de diseño es para la que realmente se diseña la tubería.

– Presión de prueba de la red (STP). Es la presión hidráulica interior a la que se prueba la tubería una vez instalada y previo a la Recepción para comprobar su estanquidad.

El Pliego de Tuberías MOPU 74 entendía que había dos presiones diferentes para esta finalidad: la “presión de prueba en zanja” y la “presión de prueba de estanquidad”, si bien no utilizaba sigla alguna para referirse a ellas.

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Al igual que en los casos anteriores, el término “presión de prueba de la red” y sus siglas STP son las adoptadas en UNE-EN 805:2000 (donde se define como la “presión hidrostática aplicada a una conducción recientemente instalada de forma que se asegure su integridad y estanquidad”).

Además de las anteriores presiones, la norma UNE-EN 805:2000 distingue entre la presión de funcionamiento, OP, como la “presión interna que aparece en un instante dado en un punto determinado de la red de abastecimiento de agua”, y la presión de servicio, SP, esto es, la “presión interna en el punto de conexión a la instalación del consumidor, con caudal nulo en la acometida”. Por último, en la Tabla 5, para una mayor claridad, se relaciona la terminología empleada en UNE-EN 805:2000 y el Pliego de Tuberías del MOPU de 1974 para referirse a las distintas presiones que solicitan a la tubería.

Tabla 5. Denominaciones empleadas para referirse a las presiones hidráulicas que solicitan a la tubería Norma UNE-EN 805:2000

Pliego MOPU 1974

Concepto Denominación Presión solicitante cuando, estando en carga, se encuentra el agua en reposo Presión máxima en funcionamiento en régimen permanente Presión máxima que puede alcanzarse considerando las fluctuaciones debidas al golpe de ariete Presión a la que se prueba la tubería una vez instalada y previo a la Recepción

Presión de diseño (la mayor de ambas)

Siglas

Denominación

Siglas

Presión estática DP Presión de servicio

Presión máxima de diseño

Presión de prueba de la red

MDP

Presión máxima de trabajo

Pt

Presión de prueba en zanja STP

Presión de prueba de estanquidad

De los conceptos incluidos en la Tabla 5, los términos “Presión estática”,“Presión de servicio”, “Presión de prueba en zanja”, y “Presión de prueba de estanquidad” (en cursiva en la tabla) utilizados en el Pliego de Tuberías del MOPU de 1974, no figuraban definidos expresamente en él, sino simplemente citados auxiliarmente, por lo que no se les asignó sigla alguna para su representación.

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Ejemplo 3

La relación entre las presiones que solicitan a la tubería es tal como se muestra, a título de ejemplo, en la Fig 2.

Si la presión estática que va a solicitar una tubería es de 0,5 N/mm2, la presión de diseño (DP) será también 0,5 N/mm2 si se trata de una conducción por gravedad, o algo mayor (0,75 N/mm2, por ejemplo), si es el caso de una impulsión. La MDP, al considerar las sobrepresiones debidas al golpe de ariete, será, a su vez, mayor (1 N/mm2, por ejemplo), y la STP tendrá un valor algo superior a la MDP (1,25 N/mm2, por ejemplo). 1,50

Presiones (N/mm 2)

1,25

1,00

0,75

0,50

0,25

0,00 Presión estática

DP (gravedad)

DP (impulsión)

MDP

STP

Fig 2. Relaciones entre las presiones que solicitan a la tubería.

l.2) Presiones relativas a los componentes – Presión nominal (PN). A efectos de esta Guía Técnica, se define la presión nominal, PN (sólo para cuando haya lugar, tal como se establece en los siguientes párrafos), como un valor numérico de una serie convencional que se adopta, a efectos de referencia, para caracterizar los tubos, las piezas especiales y los demás elementos de la tubería en relación con la presión hidráulica interior (en kp/cm2) que son capaces de resistir en ausencia de cargas externas. A igualdad de DN, las características geométricas de los elementos de unión (bridas y otros) de una misma serie de PN serán tales que permitan la conexión entre ellos. La relación entre los valores de la PN y de la presión hidráulica interior depende del tipo de material, de la temperatura, de la concepción del elemento de que se trate (utilización a largo o a corto plazo) y del coeficiente de seguridad aplicado y su naturaleza, de acuerdo con lo indicado en los correspondientes capítulos de este documento. A modo de resumen, la utilización del concepto de PN es de aplicación para las válvulas y para los tubos de materiales plásticos (PVC-U, PVC-O, PE y PRFV) no empleándose, en general, ni en los tubos de hormigón ni en los metálicos. En

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estos últimos (tubos metálicos; acero y fundición), cuando se unan mediante bridas, sí se emplea también el concepto de PN para caracterizar a las bridas en relación con la presión interior. Simplificadamente, y a modo de síntesis, en la actualidad, en los anteriores componentes en los que se emplea este concepto de PN, se entiende que ésta es la presión que dicho elemento es capaz de aguantar en servicio sin considerar el golpe de ariete (presión de diseño, DP) y en ausencia de cargas externas. Las normas UNE-EN 1333:1996 e ISO 7268:1983, cuyo objeto es expresamente la definición del concepto presión nominal prevén las siguientes series normalizadas como posibles valores de PN (en kp/cm2): UNE-EN 1333:1996:

2,5 – 6 – 10 – 16 – 25 – 40 – 63 – 100

ISO 7268:1983:

2,5 – 6 – 10 – 16 – 20 – 25 – 40 – 50 – 100 – 150 – 250 – 420

La PN es un concepto de gran tradición en el ámbito de las tuberías a presión, el cual no figura recogido en la norma UNE-EN 805:2000, si bien sí se considera en muchas de las normas UNE específicas de producto (incluso recientes). Ya el Pliego de 1974 hablaba de “presión normalizada, Pn”, para los tubos fabricados en serie, definiéndola como “aquélla con arreglo a la cual se clasifican y timbran los tubos”. Como muestra de la complejidad terminológica del sector de las tuberías, puede resultar paradójico que este concepto de PN (de uso generalizado en el sector) lo ignore dicha norma UNE-EN 805:2000, pero sin embargo exista otra norma europea vigente, la UNE-EN 1333:1996, destinada expresamente a definir este término (“designación alfanumérica que se utiliza con fines de referencia relativa a una combinación de características mecánicas y dimensionales de un componente de una red de tuberías”), siguiendo a su vez las pautas de la norma ISO 7268:1983 (“designación numérica expresada por un número redondeado con fines de referencia”), además de estar considerado en numerosas normas UNE-EN de producto. Por todo ello, en la presente Guía Técnica se ha optado por recoger este concepto, ya que es de gran utilidad para todos los usuarios de tuberías. Es preciso también resaltar que si bien en la actualidad la PN se identifica con la máxima DP que un componente es capaz de resistir, en los tubos de materiales termoplásticos hasta hace relativamente poco tiempo se ha venido entendiendo que se refería a la máxima MDP (incluyendo las sobrepresiones debidas al golpe de ariete). Debe también precisarse que aunque la PN se refiera a la máxima DP que el componente es capaz de resistir, ello no quiere decir que dicho componente no sea capaz de soportar las sobrepresiones debidas al golpe de arie-

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te, sino que existen las relaciones entre dichas sobrepresiones y PN que se indican en la Tabla 63 para cada tipología. Hay que destacar también, por último, que aunque el sistema de unidades adoptadas en el presente Documento es el Sistema Internacional de Unidades de Medida (SI), los valores de las presiones nominales (por tradición y herencia) vienen normalizados en todas las normas de producto (incluso en las más recientes) en las unidades del Sistema Métrico Decimal (MKS).

– Presión de funcionamiento admisible (PFA), presión máxima admisible (PMA) y presión de prueba en obra admisible (PEA). La norma UNE-EN 805:2000 introduce como novedosos estos términos, equivalentes de algún modo al concepto anterior de presión nominal. • Presión de funcionamiento admisible (PFA). “Presión máxima que un componente es capaz de resistir de forma permanente en servicio” (UNE-EN 805:2000). • Presión máxima admisible (PMA). “Presión máxima, incluido el golpe de ariete, que un componente es capaz de soportar en servicio” (UNE-EN 805:2000). • Presión de prueba en obra admisible (PEA). “Presión hidrostática máxima que un componente recién instalado es capaz de soportar, durante un periodo de tiempo relativamente corto, con objeto de asegurar la integridad y estanquidad de la conducción” (UNE-EN 805:2000).

De las anteriores definiciones, es fácil ver que PFA equivale aproximadamente al concepto clásico de PN. Puede también concluirse de ello que en el espíritu de la norma UNE-EN 805:2000 está el eliminar el tradicional concepto de PN y dividirlo en tres, PFA, PMA y PEA. Tras la aprobación de la norma EN 805, los distintos Comités Técnicos de CEN (CTN) acordaron modificar sus normas de producto para establecer la equivalencia entre el valor de las presiones que asocian en sus normas actuales a la PN y las presiones PMA, PFA y PEA. En la actualidad, las únicas que han hecho esta trasposición completa han sido la UNE-EN 545:1995 (tubos de fundición) y la UNE-EN 1074:2000 (válvulas), elaboradas ambas por el CTN 19 de AENOR. En otros materiales (PVC-U y PE, por ejemplo), las respectivas normas de producto no han hecho más que una trasposición parcial (relación de PN con PFA y PEA, por ejemplo, o solo con PFA). Todo ello conforme se detalla en los respectivos apartados de este documento y a modo de resumen para todos los materiales en la Tabla 63.

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– Presión de prueba en fábrica. Es la presión hidráulica interior a la que se prueban los tubos previo al suministro para comprobar su estanquidad.

Casi la totalidad de los tubos, piezas especiales y uniones incluidos en el presente documento son probados en fábrica individualmente según especifican las correspondientes normas de producto, a efectos de comprobar su estanquidad. El valor de dicha presión de prueba suele ser algo superior a la anteriormente definida STP. Esta presión, al igual que en casos anteriores, no figura definida ni en la norma UNE-EN 805:2000 ni expresamente en el Pliego de Tuberías de 1974, si bien este documento se refería a ella indirectamente como la “presión máxima de prueba de estanquidad”, término que llama a la confusión pues es prácticamente idéntico a la denominación que dicho Pliego empleaba para la presión de prueba de la red (“presión de estanquidad”). En cualquier caso, no existe sigla alguna reconocida para referirse a ella.

– Presión de rotura (Pr). Es la presión hidrostática interior que, en ausencia de cargas externas, deja fuera de servicio al material constitutivo de la tubería. En los tubos de material homogéneo, esta presión se relaciona con la resistencia mínima a la tracción (Rm) del material (la que agota su capacidad resistente, no teniendo necesariamente porque romperle), mediante la expresión:

Pr = Pr e ID Rm

2e Rm ID

presión de rotura, en N/mm2 espesor de la pared del tubo, en mm diámetro interior, en mm resistencia mínima a la tracción del material, en N/mm2

El concepto de Rm es variable de unos materiales a otros, si bien en cualquier caso subyace como concepto el de aquel valor que deja fuera de servicio a la tubería para seguir resistiendo solicitaciones. En los tubos de acero y fundición, puede distinguirse entre el límite elástico mínimo, Le,min (el valor que produce una deformación permanente del 0,2%) y la propia resistencia a la tracción del material, Rm (el valor que produce la rotura, es decir la fragmentación de los cristales. No es la rotura física del material, ya que, rotos los cristales, la tensión necesaria para separar en dos el material es menor –sería la conocida como tensión última–). En los tubos de PVC-U, PVC-O y PE, Rm se corresponde, aproximadamente, con el concepto de LCL (la tensión que a 20°C y a 50 años resiste el material con un nivel de confianza no menor del 97,5%). En los tubos de PRFV, Rm se refiere a

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la resistencia a tracción circunferencial de la parte estructural del tubo a largo plazo, σr,50. En los tubos de hormigón, dada su heterogeneidad, este concepto pierde su interés práctico.

Ejemplo 4

Este concepto de presión de rotura ya figuraba recogido en el Pliego de Tuberías MOPU 74 (representado también por las siglas Pr) no estando recogido, sin embargo, en la norma UNE-EN 805: 2000. Lo cierto es que en la actualidad es un concepto poco utilizado por casi ningún material

A título orientativo, en la figura adjunta se representan las relaciones entre las presiones de las componentes y de la red antes definidas, para, por ejemplo, el caso de una impulsión. 2,50 2,25

Presiones de los componentes

2,00

Presiones en la tubería

Presiones (N/mm 2 )

1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25

Presión de rotura

Posible presión de prueba en fábrica

mínimo valor de PEA

STP

mínimo valor de PMA

MDP

mínimo valor de PFA

DP

Presión estática

0,00

Fig. 3. Relaciones entre las presiones de los componentes y las que solicitan a la tubería Por ejemplo, en una impulsión solicitada por una presión estática de 0,50 N/mm2, una DP de 0,75 N/mm2 y una MDP de 1 N/mm2, y en la que la STP sea de 1,25 N/mm2, los tubos a instalar deberán tener una PFA una PMA y una PEA mínimas, respectivamente, iguales a los valores de DP, MDP Y STP, esto es, de 0,75, 1 y 1,25 N/mm2. En su caso (en los materiales plásticos, no, por ejemplo), los tubos se habrán probado individualmente en fábrica a una presión de prueba de, por ejemplo, 1,5 N/mm2 y la P, de los mismos será, también por ejemplo, 2,2 N/mm2.

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3. CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES DE LA TUBERÍA Este capítulo tiene por objeto la descripción de las principales características de los componentes que forman parte de una red de tuberías, básicamente los propios tubos. Se refiere a características específicas del producto como tal (dimensiones, tipos de uniones, revestimientos, etc.), quedando para otros capítulos aspectos tales como el dimensionamiento hidráulico o mecánico, las condiciones de instalación, o el necesario control de calidad. Por su propia condición es el capítulo más prolijo de la presente Guía Técnica y se ha dividido en diferentes apartados, uno para cada uno de los tipos de tubos habitualmente empleados en las redes de tuberías a presión, además de uno genérico (de carácter comparativo) para todos ellos y otros específicos para las válvulas y los accesorios. El alcance del contenido de cada uno de dichos apartados, es, resumidamente, el siguiente: – Análisis de la normativa nacional e internacional que debe cumplir cada producto y breve descripción de las características más singulares, procedimientos de fabricación o ámbito normal de uso. De la relación de normas citadas en este primer subapartado, debe destacarse que hay que entenderlas como relativas al propio tubo como tal (lo que se conoce como"normas de producto"). Las normas sobre otros aspectos (dimensionamiento mecánico, instalación, ensayos de control de calidad, materiales, revestimientos, etc.) figuran en los respectivos apartados del presente documento. En este apartado se dan explicaciones, a modo de comentario, sobre las utilizaciones que en la práctica se hacen de cada tipología de tubo, ya que es absolutamente frecuente que las dimensiones normalizadas sean muy superiores a los rangos de uso habitual. Es preciso resaltar que dichas utilizaciones habituales se refieren al momento actual (año 2003) y al caso específico de España, por lo que no debe extrañar ver, en otros ámbitos, empleos de tuberías diferentes a los comentados en este documento.

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Además, debe tenerse muy en cuenta que las tuberías son una tecnología en permanente desarrollo, de manera que es perfectamente posible esperar que en un futuro no lejano se empleen los mismos materiales (convenientemente evolucionados) en diámetros o presiones superiores.

– Definiciones de índole específica, complementarias a las genéricas expuestas en el apartado 2.4, propias de cada tipología, así como descripción de los parámetros de clasificación de cada tipología. Esta clasificación es desde el punto de vista hidráulico y mecánico, por lo que, con carácter general, y adicionalmente a dichos parámetros, su total definición requerirá, según los casos, especificaciones complementarias relativas a la longitud de los tubos, tipos de uniones, revestimientos, disposiciones constructivas, etc.

Cada uno de los tubos incluidos en esta Guía Técnica admite ser fabricado en distintas series o gamas de dimensiones (diámetros, espesores, longitudes, etc.) e incluso con características mecánicas diferentes (por ejemplo los tubos de acero no se fabrican con un tipo único de acero sino que son muchos los posibles) por lo que en cada caso se requiere especificar determinados parámetros para poder clasificar cada tipo de tubo (por ejemplo DN y PN ó DN y espesor, etc.). La clasificación de los tubos así entendida sería el conjunto de parámetros que el usuario de una tubería debería especificar al fabricante de la misma para su suministro, de manera que quede unívocamente determinada, en lo que se refiere a sus características hidráulicas y mecánicas. Lo singular de las tuberías es que no hay prácticamente dos tipologías que se clasifiquen por los mismos parámetros, sino que cada una requiere una clasificación específica (ver Tabla 64).

– Principales características técnicas (físicas, químicas y mecánicas), tanto de la materia prima que constituye el tubo como del propio tubo como tal. – Dimensiones normalizadas de los tubos y rango habitual de utilización. – Sistemas de unión más usuales. – Otras recomendaciones específicas en determinados tipos de tubos, como por ejemplo revestimientos en los tubos metálicos (acero y fundición). El análisis anterior de cada tipología de tubería se concluye con un resumen comparativo general en lo referente a sus características y posibilidades de utilización (apartado 3.10).

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3.1 Generalidades Todos los componentes (tubos, piezas especiales, etc.) empleados en las redes de tuberías a presión deben ser tales que garanticen, al menos, una vida útil de la red de 50 años (norma UNE-EN 805:2000, artículo 5.2). Para ello deben ser conformes a las respectivas normas nacionales de producto recomendadas en los respectivos capítulos de este documento. La EHE establece que "se entiende por vida útil de una estructura el periodo de tiempo, a partir de su puesta en servicio, durante el que debe mantener unas condiciones de seguridad, funcionalidad y aspecto aceptables. Durante ese periodo de tiempo requerirá una conservación normal, adecuada, pero no requerirá operaciones de rehabilitación. La vida útil de proyecto es una magnitud que debe fijar la Propiedad previamente al inicio del proyecto". Así las cosas, el valor de 50 años recomendado para la vida útil de los componentes que intervengan en las redes de tuberías a presión (recogido de la norma UNE-EN 805:2000) es razonable en el contexto de las obras públicas. Son, en cualquier caso, absolutamente inadmisibles previsiones de vidas útiles inferiores a 50 años para infraestructuras de estas características. Dicha cifra debe ser, por tanto, un límite inferior de la durabilidad esperada de la tubería, pues hay materiales que sobrepasan de lejos dicha vida. Así, es un hecho absolutamente corriente encontrar en la práctica instalaciones que exceden con creces dichos valores. Por ejemplo, el abastecimiento de la ciudad de Berlín tiene más de 150 años; o, como ejemplo notable en nuestro país, pueden destacarse las conducciones de abastecimiento para las fuentes del Palacio de La Granja de San Ildefonso en Segovia, que tras más de 250 años desde su instalación aún se encuentran en un estado aceptable. O, a más a más, hay también conducciones en funcionamiento en el palacio de Versalles en Francia colocadas en 1685.

En el caso particular de redes de agua potable, ninguno de los elementos de la tubería debe poder producir alteración alguna en las características físicas, químicas, bacteriológicas y organolépticas de las aguas, aún teniendo en cuenta el tiempo y los tratamientos físico-químicos a que éstas hayan podido ser sometidas, siendo de aplicación lo especificado por la vigente RTSA (RD 140/2003). En concreto, las autorizaciones para el uso e instalación de cualquier producto de construcción en contacto con el agua de consumo humano estarán sujetas a las disposiciones que regulará la Comisión Interministerial de Productos de Construcción (CIPC) y, en su caso, por lo dispuesto en los RD 363/1995 y 1078/1993. En cualquier caso, en general, debe prestarse atención a la calidad de las aguas transportadas (especialmente en el caso del regadío), de manera que no se perjudiquen las propiedades de la tubería.

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Debe cuidarse que todos los tubos y demás elementos de la tubería estén bien acabados, con espesores uniformes y cuidadosamente trabajados, de manera que las paredes exteriores, y especialmente las interiores, queden regulares, lisas, exentas de rebabas, fisuras, oquedades, incrustaciones u otros defectos que puedan afectar a sus características hidráulicas o mecánicas. Todos los componentes deben, igualmente, presentar una distribución uniforme de color, densidad y demás propiedades, debiendo ser su sección circular, con sus extremos cortados perpendicularmente a su eje, no debiendo tener otros defectos que los de carácter accidental o local que queden dentro de las tolerancias admisibles. En particular, en las válvulas, las superficies de rodadura, de fricción o contacto, las guías, anillos, ejes, piñones, engranajes, etc., deben estar convenientemente trazadas, ejecutadas e instaladas, de forma que aseguren de modo perfecto la posición y estanquidad de los órganos móviles o fijos, y que posean, al mismo tiempo, un funcionamiento suave, preciso, sensible y sin fallo de los aparatos. Las piezas constitutivas de elementos hidromecánicos deben, para un mismo DN y PN, poder ser intercambiables. En lo que se refiere a las uniones, en los respectivos apartados de este documento se especifican los sistemas habituales de unión de cada tipo de tubo. En cualquier caso, si se emplean uniones con junta de elastómero o uniones con bridas, deben ser conformes, respectivamente, con lo especificado por las normas UNE-EN 681:1996 y UNE-EN 1092:1998, independientemente del tipo de tubo a unir. Para las uniones entre componentes de la tubería de diferentes materiales existen algunas normas sobre los diseños de las mismas, como por ejemplo la UNE-EN 12842:2001 (para accesorios de fundición dúctil en tuberías de PVC-U o de PE) o el documento CEN/TC203 wi015:2001 (futuro prEN y más adelante norma UNE-EN, relativo a adaptadores de fundición dúctil en tuberías de fundición dúctil, gris, acero, PVC-U, PE o fibrocemento). También en relación con las uniones, en el caso particular de los tubos flexibles o los semirigidos (en general, aquellos que son susceptibles de deformarse por la acción de las cargas verticales, ver apartado 4.2.1.1), debe tenerse en cuenta que si se dispone de un sistema de unión que no admita deformaciones (bridas, por ejemplo) se creará una zona de transición y ajuste de tensiones en el extremo del tubo que debe ser tenida en cuenta en el dimensionamiento. Además, todos los elementos deben permitir el correcto acoplamiento del sistema de uniones empleado, de forma que éstas sean estancas, a cuyo fin, los extremos de cualquier elemento deben estar perfectamente acabados, sin defectos que repercutan en el ajuste y montaje de las mismas, evitando tener que forzarlas. Por último, dentro de las características generales de los componentes de una red de tuberías, debe notarse que los materiales a emplear en los elementos complementarios de la tubería (arquetas, macizos de anclaje, etc.) se recomienda sean conformes a lo que seguidamente se expone, si bien se pueden emplear otros materiales, pero dicho empleo debería estar oportunamente justificado e ir acompañado de la realización de los ensayos necesarios para determinar el correcto funcionamiento, las características del material y

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su comportamiento en el futuro, sometidos a las acciones de toda clase que puedan soportar, incluso la agresión química. En estos casos en el correspondiente proyecto se deben fijar las condiciones para la recepción de los mencionados materiales. – Cemento. Debe cumplir con lo especificado por la vigente RC. En la elección del tipo de cemento se debe tener especialmente en cuenta la agresividad del agua y del terreno. – Agua, áridos, acero para armaduras y hormigones. Deben cumplir las condiciones exigidas en la vigente EHE. – Fundición. La fundición que se emplee en elementos tales como tapas de registro, rejillas, etc. debe ser conforme a la norma UNE EN 124:1995. La fundición debe presentar en su fractura grano fino, regular, homogéneo y compacto, así como ser dulce, tenaz y dura, pudiendo, sin embargo, trabajarse a la lima y al buril, y susceptible de ser cortada y taladrada fácilmente. En su moldeo no debe presentar poros, sopladuras, bolsas de aire o huecos, gotas frías, grietas, manchas, pelos ni otros defectos debidos a impurezas que perjudiquen a la resistencia o a la continuidad del material y al buen aspecto de la superficie del producto obtenido. Las paredes interiores y exteriores de las piezas deben estar cuidadosamente acabadas y limpiadas. – Acero. El acero empleado en los elementos complementarios de la tubería (ver apartado 2.4) debe cumplir con lo especificado en las siguientes normas: acero laminado acero estructural en chapas y perfiles acero inoxidable

NBE-MV-102 y NBE-MV-104 UNE-EN 10025:1994 UNE-EN 10088:1996

– Aleaciones de cobre. Deben cumplir con lo especificado por las normas UNE-EN 1982:1999 y UNE-EN 12165:1999. – Ladrillos. Deben cumplir las especificaciones de la vigente RL.

3.2 Tubos de fundición dúctil 3.2.1 Generalidades. Normativa y campo de aplicación Los tubos de fundición dúctil tienen la condición de metálicos y sus diámetros nominales están normalizados por UNE-EN hasta el valor de 2.000 mm. La fundición dúctil, conocida también como fundición nodular o de grafito esferoidal, es aquélla en la que el grafito se presenta principalmente en forma de esferas, según lo indicado en el epígrafe 3.2.3. La fundición gris, de menor resistencia a la tracción, no debe ser utilizada ni en los tubos ni en las piezas especiales en las redes de abastecimiento. Los procedimientos de fabricación usuales de los tubos y de las piezas especiales son los que se indican a continuación.

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a) Tubos Colada Colada Colada Colada

por centrifugación en molde metálico, revestido o no. por centrifugación en molde de arena. en molde de arena. en molde metálico.

b) Piezas especiales Colada en molde de arena Colada en molde metálico Tras la colada, los tubos y las piezas especiales pueden ser sometidos, si es necesario, a un tratamiento térmico para conseguir las características mecánicas exigidas en el epígrafe 3.2.3. Respecto a la normativa de aplicación, los tubos y las piezas especiales de fundición para el transporte de agua a presión deben cumplir, con carácter general, con lo especificado por la norma: UNE-EN 545:1995

Tubos, uniones y accesorios en fundición dúctil y sus uniones para canalización de agua. Prescripciones y métodos de ensayo.

Esta norma UNE-EN 545:1995 (elaborada por el CTN 19 de AENOR) recoge lo especificado por la equivalente norma europea EN 545 de CEN (desarrollada por su TC 203) y sustituyó a la antigua norma UNE 19021:1991 "Tubos y piezas especiales y accesorios de fundición dúctil para canalizaciones con presión" vigente hasta el año 1995. Su contenido está basado en el de la norma ISO 2531:1998. En cualquier caso, recientemente (31/03/2002), CEN ha revisado dicha norma europea EN 545 (EN 545:2002), habiéndose publicado por AENOR el 30 de diciembre de 2002 la norma UNE-EN 545:2002, traducción de la anterior norma CEN. El contenido de la presente Guía Técnica ya estaba finalizado en dicha fecha, por lo que la norma referenciada es siempre la UNE-EN 545:1995 y no la nueva norma UNE-EN 545:2002, si bien las principales novedades que incorpora la versión de 2002 han sido tenidas en cuenta. En Estados Unidos, que no en Europa, son de referencia para el dimensionamiento de estos tubos las siguientes normas – AWWA C 110-98, C 115-99, C 150-96, C 151-96 ó C 153-00 – ASTM A 377-99 Los tubos de fundición dúctil son utilizados en Europa desde el año 1948. Desplazaron a la antigua fundición gris (de menor resistencia y susceptible de sufrir roturas frágiles), la cual era empleada desde mucho más antiguo (siglo XVIII).

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Entre las ventajas de los tubos de fundición dúctil debe destacarse, en primer lugar, el excelente comportamiento de los mismos ante la presión hidráulica interior y la acción de las cargas externas, lo que hace que su campo de aplicación abarque tanto los diámetros pequeños, como los medianos y los grandes (hay experiencias de hasta 1.400 mm o 1.600 mm en España y de hasta 2.600 mm en Japón), con presiones máximas de 3 ó 4 N/mm2, según diámetros, habiendo disponible, además, una gran gama de piezas especiales en este material. Por otro lado, estos tubos van provistos de revestimientos tanto interiores como interiores (ya que por su condición de metálicos requieren de algún tipo de protección, ver apartado 3.2.6), cuya elección depende de las características del agua a transportar y del medio en el que se instalen. En la instalación de los mismos, al ser un tubo flexible en diámetros grandes (y por tanto resistir las solicitaciones deformándose y contando con la ayuda del empuje pasivo del relleno), las características y grado de compactación de los materiales a colocar alrededor de la tubería adquieren gran importancia, lo que obliga a una cuidadosa ejecución en obra. En diámetros pequeños, el comportamiento del tubo es rígido, por lo que las condiciones de instalación no tienen porque ser exigentes. La instalación, por su parte, se ve facilitada en tanto en cuanto los tubos son fácilmente mecanizables en obra (se pueden cortar, taladrar, roscar, etc.) y porque el tipo de unión habitualmente empleado (flexible, de enchufe y campana) es de fácil colocación.

3.2.2 Definiciones y clasificación 3.2.2.1 Definiciones Complementariamente a las definiciones del apartado 2.4, en los tubos de fundición son de aplicación las siguientes: – Diámetro nominal En los tubos de fundición el diámetro nominal (DN) es, aproximadamente, el diámetro interior (ID). Para un mismo diámetro nominal (DN) los tubos admiten ser fabricados en distintas gamas de espesores, de modo que para una misma capacidad hidráulica, la resistencia mecánica del tubo sea variable. En estos tubos, por consideraciones de fabricación, para un determinado diámetro nominal (DN), el diámetro exterior (OD) es siempre fijo, independientemente del espesor, de manera que el aumento o reducción de espesor debe ser obtenido por modificación del diámetro interior real (ID).

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Ejemplo 5

Por tanto, para un valor del diámetro nominal (DN), el diámetro exterior (OD) es fijo y el diámetro interior (ID) es variable (dependiendo del espesor de la fundición, del revestimiento empleado y de las tolerancias), aproximadamente coincidente con el DN.

En esta figura se ha querido representar, sobre una sección genérica de un cuadrante de una tubería, como se relacionan entre sí los distintos diámetros al variar el espesor del tubo. A efectos de simplificar al máximo la figura no se han tenido en cuenta ni los revestimientos (se ha supuesto la fundición desnuda) ni las tolerancias. Así, por ejemplo, conforme puede verse en la Tabla 8, un tubo de diámetro nominal (DN) 600 quiere decir que su Fig. 4. Diámetros en los tubos de fundición diámetro exterior (OD) es (sin tener en cuenta los revestimientos) siempre 635 mm, salvo las tolerancias, pero el interior real (ID) no es exactamente 600, sino que es variable, teniendo en cuenta el espesor (que será uno u otro según la clase K), el revestimiento empleado y las tolerancias.

– Clase de espesor (K) Para definir el espesor se utiliza un parámetro (la clase de espesor, K) que lo relaciona con el diámetro, y que sirve para clasificar los tubos, de acuerdo con lo indicado en el apartado 3.2.2.2. Habitualmente es un número tomado de la serie .., 8, 9, 10, 11, 12,... (hablándose entonces de clase K8, K9, K10, K11 ó K12), de forma que el espesor del tubo viene dado por la fórmula (e y DN en mm): e = K (0,5+0,001DN) Los valores más frecuentes son: K= 9 K = 9, 10, 12, 14 K = 12 y 14

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para los tubos con unión flexible para los tubos con bridas para las piezas especiales

La inminente revisión de la norma UNE-EN 545:1995 introduce una nueva clase posible (la clase 40), de forma que el espesor de los tubos de dicha clase no se calcula mediante la expresión anterior, sino que es un valor tal que garantiza que el tubo resista una PFA de 4 N/mm2 con un coeficiente de seguridad de, como mínimo, 3 (con un valor mínimo del espesor de 4,8 mm y redondeando los espesores de los tubos de DN 150, 200 y 250 para que la serie de espesores sea coherente con la de la clase K9, ver apartado 3.2.4). – Ovalación Se calcula, en tanto por ciento, mediante la siguiente expresión (UNE-EN 545:1995; Dmax y Dmin son los diámetros exteriores mayor y menor de la sección del tubo).

100

D max – D min D max + D min

– Presión nominal (PN) El concepto de presión nominal en los tubos de fundición solo se emplea en el caso de que se unan con bridas, en cuyo caso el valor de PN corresponde a las presiones que se indican en la Tabla 6. Tabla 6. PFA, PMA y PEA (en N/mm2) en función de PN en los tubos de fundición con bridas (UNE-EN 545:1995)

PN 10

PN 16

PN 25

PN 40

DN PFA PMA PEA

PFA PMA PEA

PFA PMA

40 a 50

ver PN 40

ver PN 40

60 a 80

ver PN 16

1,6

2,0

2,5

100 a 150

ver PN 16

1,6

2,0

2,5

2,5

3,0

PEA

PFA PMA PEA

ver PN 40 4,0

4,8

5,3

ver PN 40 40

4,8

5,3

3,5

4,0 4,8

5,3

4,0 4,8

5,3

200 a 600

1,0

1,2

1,7

1,6

2,0

2,5

2,5

3,0

3,5

700 a 1.200

1,0

1,2

1,7

1,6

2,0

2,5

2,5

3,0

3,5

–

–

–

1.400 a 2.000 1,0

1,2

1,7

1,6

2,0

2,5

–

–

–

–

–

–

Como lo más habitual es que estos tubos se instalen con uniones de enchufe y extremo liso (y no con bridas), en los tubos de fundición, habitualmente, no se utiliza el concepto de PN, sustituyéndose por la clase de espesor según se expone en el apartado 3.2.2.2. Debe recordarse, además, que en estos tubos con bridas, el componente "tubo" como tal sería capaz de soportar presiones muy superiores al valor de la propia PN, siendo el elemento de unión (las bridas) el que determina la máxima presión a la que puede utilizarse (ver Fig 68).

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3.2.2.2. Clasificación Los tubos de fundición se fabrican bajo determinadas clases (ver 3.2.2.1), de manera que el espesor del tubo queda determinado en función del DN y de la clase de que se trate. Además, los tubos de fundición dúctil pueden estar unidos mediante unión flexible con anillo elastomérico o rígida con bridas, siendo diferentes los parámetros de clasificación en ambos casos. – Tubos de unión flexible.Se clasifican por su DN y la clase de espesor de que se trate. – Tubos con bridas. Se clasifican por su DN y por la PN de las bridas. A su vez, para cada PN, y según las bridas sean roscadas, incorporadas o soldadas, los tubos serán, en general, de una clase de espesor K9, K10 ó K12, conforme puede verse en la Fig 5 (solo en el caso de que las bridas sean incorporadas puede haber más de una clase de espesor posible para una combinación de DN y PN, debiendo especificarse en esos casos la clase de que se trata como un parámetro más de clasificación).

Ejemplo 6

Las posibles clases y los valores normalizados de DN y PN son los que se representan en la Fig 5. La clasificación de un tubo con unión flexible de DN 1.000 requiere, además del valor del DN, la clase de espesor de que se trate, que será K9 ó K10. Mientras, la clasificación de un tubo con bridas de, por ejemplo, DN 500, requerirá la PN de que se trate (PN 10, 16, 25 ó 40). Según las bridas sean soldadas, incorporadas o roscadas, la clase de espesor del tubo será una u otra conforme puede verse en la Fig 5. Sólo en el caso de que las bridas sean incorporadas habrá más de una posibilidad (K9 ó K10), debiendo especificarse, en ese caso, de cuál se trata para su correcta clasificación. 3.2.3 Características técnicas La composición química de la fundición debe ser la adecuada para que con ella se alcancen las características mecánicas establecidas en la presente Guía Técnica. De las características físicas y mecánicas de los tubos de fundición, debe destacarse, en primer lugar, que éstos tienen que poder ser cortados, taladrados y mecanizados con facilidad, si bien la dureza no debe exceder los valores indicados en la Tabla 7. El material no ha de presentar poros, sopladuras, burbujas, grietas, ni ningún otro defecto que pueda perjudicar su resistencia, continuidad y buen aspecto y su fractura tiene que ser de grano fino y homogéneo. Cuando sea necesario, los tubos pueden ser reparados con el fin de corregir las imperfecciones superficiales y defectos localizados que no afecten a la totalidad de espesor de la pared, siempre que los tubos reparados cumplan con las características mecánicas especificadas en la norma UNE-EN 545:1995.

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DN

Tubos con unión flexible

Unión con bridas soldadas

Unión con bridas incorporadas

Unión con bridas roscadas

PN10 PN16 PN25 PN40 PN10 PN16 PN25 PN40 PN10 PN16 PN25 PN40

40 50 60 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1.000 1.100 1.200 1.400 1.500 1.600 1.800 2.000

Clase 40

Clase K9

Clase K10

Clase K12

Fig 5.Clasificación de los tubos de fundición (elaborada a partir del contenido de la norma UNE-EN 545:1995)

Las características mecánicas de la fundición dúctil empleada en los tubos y en las piezas especiales deben cumplir con lo especificado en la Tabla 7. Para la densidad del material se adopta, en general, el valor de 7.050 kg/m3 y para el módulo de elasticidad, 1,7 x 105 N/mm2.

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Tabla 7. Características mecánicas de la fundición dúctil para tubos y piezas especiales (UNE-EN 545:1995) Tipo de pieza

Tubos centrifugados Tubos colados en moldes de arena o metálicos Piezas especiales 1) El límite elástico mínimo L e,min debe ser:

Resistencia mínima a la tracción Rm (N/mm2)

Alargamiento mínimo en rotura Amin (%)

Dureza Brinell Máxima HB

DN 40 a 2.000

DN 40 a 1.000

DN > 1.000

420

10

7

230

420 420

5 5

5 5

230 250

L e,min > 270 N/mm2 para 40 < DN < 1.000 cuando Amin > 12% L e,min > 270 N/mm2 para DN > 1.000 cuando Amin >10% L e,min > 300 N/mm2 en los demás casos

2) En los tubos centrifugados con clase K superior a 12, el alargamiento mínimo en rotura, Amin es del 7% 3) Si los tubos o piezas especiales son fabricados a partir de elementos soldados, se puede admitir una dureza local más elevada en las soldaduras.

3.2.4 Dimensiones En la Tabla 8 y en la Fig. 7 se resumen las principales dimensiones de los tubos de fundición (conforme a lo especificado por la norma UNE-EN 545:1995).

Fig. 6. Dimensiones de los tubos de fundición ductil (unión flexible o con bridas).

60

61

OD

56 66 77 82 98 118 144 170 222 274 326 378 429 480 532 635 738 842 945 1.048 1.152 1.255 1.462 1.565 1.668 1.875 2.082

DN

40 50 60 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1.000 1.100 1.200 1.400 1.500 1.600 1.800 2.000

Diámetros (mm) Valor

-10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -11 -12 -14 -15 -16 -18 -20

DN +1/-1,2 +1/-1,2 +1/-1,2 +1/-1,2 +1/-2,7 +1/-2,8 +1/-2,8 +1/-2,9 +1/-3,0 +1/-3,1 +1/-3,3 +1/-3,4 +1/-3,5 +1/-3,6 +1/-3,8 +1/-4,0 +1/-4,3 +1/-4,5 +1/-4,8 +1/-5,0 +1/-6,0 +1/-5,8 +1/-6,6 +1/-7,0 +1/-7,4 +1/-8,2 +1/-9,0

OD

Tolerancias

4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 5,0 5,4 5,8 6,2 7,0 7,8

clase 40 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,3 6,8 7,2 7,7 8,1 8,6 9,0 9,9 10,8 11,7 12,6 13,5 14,4 15,3 17,1 18,0 18,9 20,7 22,5

clase K9 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,3 6,5 7,0 7,5 8.0 8,5 9,0 9,5 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 19,0 20,0 21,0 23,0 25,0

clase K10

Espesores (mm) Valor nominal

-1,3 -1,3 -1,3 -1,3 -1,3 -1,3 -1,3 -1,3 -1,5 -1,6 -1,6 -1,7 -1,7 -1,8 -1,8 -1,9 -2,0 -2,1 -2,2 -2,3 -2,4 -2,5 -2,7 -2,8 -2,9 -3,1 -3,3

Tolerancia 3 3 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5-5,5-6 5,5-6-7 5,5-6-7 6-7-8,15 6-7-8,15 6-7-8,15 6-7-8,15 6-7-8,15 8,15 8,15 8,15 8,15

Tubos con enchufe

Longitudes Valor nominal (m) Tubos con Tubos con bridas bridas soldadas incorporadas roscadas 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5 0,5-1-2-3 2-3-4-5-6 0,5-1-2-3 2-3-4-5-6 0,5-1-2-3 2-3-4-5-6 0,5-1-2-3 2-3-4-5-6 0,5-1-2-3 4-5-6-7 0,5-1-2-3 4-5-6-7 0,5-1-2-3 4-5-6-7 0,5-1-2-3 4-5-6-7 0,5-1-2-3 4-5-6-7 0,5-1-2-3 4-5-6-7 0,5-1-2-3 4-5-6-7

Tabla 8. Dimensiones de los tubos de fundición dúctil (elaborada a partir de UNE-EN 545:1995)

+30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30 +30/-30

Tubos con enchufe

+10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10 +10/-10

Tubos con bridas

Tolerancias (mm)

Existen muchas posibles piezas especiales normalizadas de fundición dúctil (codos, tés, conos de reducción, etc.), cuyas dimensiones figuran en la norma UNE-EN 545:1995. En materia de piezas especiales, son también de interés las normas UNE-EN 12842:2001 o el documento CEN/TC203 wi015:2001 (futuro prEN y más adelante norma UNE-EN) relativas a accesorios de unión de tuberías de fundición dúctil con otras de otros materiales (PVC-U o PE, el primero, o fundición gris, acero, PVC-U, PE o fibrocemento, el segundo). Sobre el contenido de la Tabla 8 cabe hacer las siguientes observaciones (UNE-EN 545:1995): – Las desviaciones admisibles sobre las longitudes normalizadas son de +/-150 mm (para la longitud nominal de 8,15 metros) y +/-100 mm (para otras longitudes nominales) – Sobre los valores de la longitud nominal son aceptables hasta un 10% del número total de tubos de cada diámetro con longitudes inferiores a las normalizadas. Las longitudes, además, admiten unas disminuciones máximas de 2,0 metros para DN700 – Las tolerancias en las longitudes de los tubos y piezas especiales con bridas se pueden reducir hasta ±3 mm para DN600. Los tubos deben ser rectos, admitiéndose un defecto en su rectitud no mayor que el 0,125% de su longitud – La serie completa de diámetros de la tabla anterior es solo de aplicación para los tubos con unión flexible y para los de bridas con PN10 y PN16; los tubos con bridas de PN25 y PN40 tienen limitado el DN a un valor máximo de, respectivamente, 1.600 y 600 mm

Ejemplo 7

– La tolerancia para la ovalación del extremo liso de los tubos y de las piezas especiales debe permanecer dentro de las tolerancias del OD (para DN