Tuberas de hormign simple

La tubera de hormign , es eficaz, econmica y ecolgica para redes hidrulicas que

trabajan en rgimen libre o en baja presin. La experiencia en su utilizacin es amplia
ya que el uso del hormign, como material de construccin, es muy antiguo y ha tenido,
a lo largo del tiempo muchas modificaciones, tanto en la composicin de los materiales
utilizados para el hormign, como en los procedimientos constructivos.
Los tubos de hormign pueden ser de:
Hormign simple;
Hormign armado;
Hormign pretensado.
En este anlisis tendremos un mayor enfoque a las tuberas de hormign simple, los
tubos de concreto, se fabrican en hasta un dimetro de 120 cm y en un 1m de longitud,
con dos tipos de junta, tipo espigo campana y espigo liso. Esta tubera es utilizada para
la conduccin de aguas lluvias, negras, residuos lquidos industriales, aguas pluviales,
sistemas de irrigacin para drenajes para vas en general como conductos no
sometidos a presin.


Propiedades
Durabilidad
El concreto debe ser capaz de resistir la intemperie, accin de productos qumicos y
desgastes, a los cuales estar sometido en el servicio. La durabilidad es uno de los
factores ms crticos ya que consideraciones tan fundamentales como el
comportamiento estructural e hidrulico se vuelvan irrelevantes si el tubo no puede
cumplir satisfactoriamente un periodo aceptable.

Rugosidad
La rugosidad de las paredes de los canales y tuberas es funcin del material con que
estn construidos, el acabado de la construccin y el tiempo de uso. A mayor
coeficiente de rugosidad, mayor ser el gasto de una tubera. (Briere, 2005)


Resistencia a la flexin
Se relaciona con consideraciones estructurales y no de durabilidad, dependiendo sta
del diseo del concreto, tipo de cemento, agregados, proceso de fabricacin. La
capacidad a la flexin del concreto se representa por el mdulo de ruptura, el mdulo de
ruptura es esencial para el diseo y control de calidad de las tuberas.

Flamabilidad
El tubo de concreto no es flamable, susceptible a la degradacin por rayos ultravioleta,
ni sensible a los cambios de temperatura. A diferencia de los tubos termoplsticos, el
tubo de concreto no se quema. Este es un factor importante a considerar al momento de
planear sistemas de drenajes para carreteras, zonas urbanas y forestales, mostrando al
tubo de concreto como la opcin ms segura.

Absorcin
Es un indicador de la porosidad del concreto, con lo que se puede asegurar la calidad
de los tubos de drenaje. Est influenciada por la absorcin de los agregados y
caractersticas del proceso de fabricacin.

Alcalinidad
Es la medida de reactividad de la masa de hormign, relacionada directamente con el
tipo de cemento Portland y los agregados, de quienes depende la resistencia de la
tubera a los medios cidos.



3.3 Aplicaciones
El hormign simple es un material muy adecuado para la fabricacin de tuberas, tanto
de saneamiento como de abastecimiento, con o sin presin, cuyas caractersticas
hidrulicas y comportamiento mecnico, en general, mejoran con el paso del tiempo,
requiriendo esfuerzos mnimos en su conservacin.
El uso ms generalizado, aunque no exclusivo, del tubo de concreto es el transporte de
aguas, tanto limpias (colectores de pluviales, riegos) como sucias (de saneamiento).
3.3.1 Sistemas de saneamiento por gravedad.
Un sistema de saneamiento es un sistema de estructuras y tuberas usado para la
recogida y transporte de las aguas residuales y pluviales de una poblacin
desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierten al medio
natural o se tratan. En los sistemas por gravedad, las aguas discurren a lo
largo de las redes a causa de las pendientes de los conductos.
Sistemas de saneamiento a baja presin.
Sistemas de saneamiento por gravedad.
3.3.2 Sistemas de drenaje.
La funcin principal de un sistema de drenaje es la de permitir la retirada de las
aguas que se acumulan en depresiones topogrficas del terreno, causando
inconvenientes ya sea a la agricultura o en reas urbanizadas.





3.3.3 Sistemas de riego.
Un sistema de riego o permetro de riego, es el conjunto de estructuras, que
hace posible que una determinada rea pueda ser cultivada con la aplicacin del
agua necesaria a las plantas.

3.3.4 Tuberas Hincadas
El Hincado de Tuberas es un mtodo para instalar tuberas subterrneas con
una mnima ruptura de la superficie. Con este proceso se utilizan cilindros
hidrulicos para empujar tuberas especialmente diseadas para hincado a
travs del terreno detrs de un escudo manejable o de una mquina perforadora
de tneles.

3.4 Especificaciones Tcnicas
Las especificaciones tcnicas establecen los requisitos que deben cumplir y los ensayos
a los que deben someterse los tubos utilizados en la conduccin de aguas lluvias y
aguas servidas por medio de tuberas de hormign simple. (Asociacin de fabricantes
de tubos de Concreto A.C., 2012)

La correcta seleccin de las tuberas de Hormign Simple est relacionado de acuerdo a:
La profundidad a la que ir instalada
La profundidad mnima de las zanjas se debe determinar de forma que las
tuberas queden protegidas de los efectos del trnsito y cargas exteriores, as
como preservadas de las variaciones de temperatura del medio ambiente.

La calidad del relleno (peso del material)
El objetivo de un buen relleno es garantizar solidez en zona central y laterales
del tubo. Los rellenos ms comunes son aquellos en los que se utilizan
materiales envolventes como arena, gravilla, entre otros, y se realiza la
compactacin cada 30 cm y luego el relleno con arena.

El tipo de cimentacin

El tipo de instalacin (en zanja o terrapln)

Independientemente del tipo de tubera que se requiera, es importante asegurar
el xito del proyecto, lo que se lograr utilizando tuberas que cumplan las
Normas ASTM C-14, INEN1590 para tubos de hormign simple.
3.5 INDUSTRIAS VISITADAS
Concreto Roca C.A
Direccin: Av Elias Muoz y Juan Orellana
Ubicacin: GUAYAQUIL, GUAYAS, Ecuador
Cuenta con 2 plantas que poseen laboratorios para el anlisis de agregados y
ademas para realizar las pruebas exigidas por las normas para las obras.

INKATONSA
Direccin: Av. Juan Tanca Marengo Km.6
(Urb. "Lomas de Prosperina" a lado del Colegio Americano)
Ubicacin: Guayaquil - Ecuador
Empresa especializada con 30 aos de experiencia en el mercado.
Fabrican con modernas mquinas electrnicas que garantizan la produccin y
entrega de cantidades ilimitadas de producto en planes emergentes a nivel local
y nacional.
Siendo la nica fbrica en el pas que utiliza maquinaria especializada a base de
VIBRACIN Y COMPRESIN HIDRULICA podemos ofrecer tubera en todos
los dimetros existentes desde 4" hasta 90, permitindonos ser su nico
proveedor.




INGECONSA

Direccin:Parque Empresarial Coln Edf, 4 Ofc 110 1er Ps
Ubicacin:GUAYAQUIL, GUAYAS, Ecuador
Elabora elemento prefabricados de hormign para sistemas de alcantarillado.
Da asesoria en instalaciones.
Instalacion de tuberia y cajas domiciliarias.


ALIBOC S.A
Direccin: Via Puntilla Samborondn Km. 16.5, Buijo Solar 13
Ubicacin: Samborondn - Ecuador
Oficina de Informacin: Urdenor 1 Mz. 113 y Av. Juan Tanca Marengo Km. 2
Empresa con ms de 37 aos de fabricar y suministrar tubera para las obras ms
importantes de infraestructura de drenaje sanitario, pluvial y alcantarillado del pas.
Tienen postes para cerramiento, separadores de vas, topes vehiculares y nuestro
nuevo producto cajas de inspeccin domiciliarias de 400mm, 500mm y 600 mm de
dimetro y desde 0,50 hasta 2,15 metros de altura.
Tambin posee un Departamento de Estudios de Sistemas de Drenaje Sanitario, Pluvial
y Alcantarillado donde prestamos los servicios de diseo de su futuro sistema de
drenaje, de actualizacin y evaluacin del estado de su sistema de drenaje actual.

3.6 Normas INEN
INEN 1 586 /1987-11
TUBOS Y ACCESORIOS DE HORMIGN SIMPLE. REQUISITOS:Esta norma
establece las definiciones y trminos relacionados con la tubera y accesorios de
hormign simple y armado. (Interagua)
INEN 1 590 /1987-11
TUBOS Y ACCESORIOS DE HORMIGN SIMPLE. REQUISITOS:
Esta norma establece los requisitos de los tubos de hormign sin refuerzo
A continuacin se muestra los accesorios y el rotulado que debe tener las tuberas de
hormign simple segn esta norma INEN. (Imgenes tomadas de el PDF de las norma
INEN respectiva). (Interagua)



INEN 1 592 / 1987-11
JUNTAS FLEXIBLES PARA TUBERIA DE HORMIGON REQUISITOS:
Esta norma establece los requisitos que deben cumplir y los ensayos a los cuales
deben someterse las juntas y los materiales usados en empaques destinados a unir
tubos circulares de hormign simple y reforzado, con el fin de producir conjuntos
continuos y estancos.

ASTM C-14 , ASTM C-76
TUBOS DE HORMIGN EN MASA Y HORMIGN ARMADO
4. ANLISIS DE RESULTADOS
4.1 Instalacin
Cada tubo o pieza deber tener un apoyo completo y firme en toda su longitud, para lo
cual el cuadrante inferior descansara en toda su superficie. No se permitir colocar los
tubos sobre piedras, calzas de madera o soportes de cualquier otra ndole, ni tampoco
la presencia de agua de zanja durante la colocacin de la tubera y 6 horas despus de
colocado el mortero.(Prefabricados Delta , 2005)


En el caso de tuberas de hormign con juntas de espiga campana, se recubrir
exteriormente la junta con un anillo de mortero achaflanado a 45 grados. El mortero
ser de cemento arena en proporcin 1:3, se limpiarn cuidadosamente los extremos de
los tubos a unirse quitando la tierra o cualquier material extrao con cepillo de alambre,
luego se humedecen los extremos de los tubos que forman la junta.
Se evitar que el mortero forme rebordes internos, de tal manera que la junta
interiormente queda lisa, regular y a ras con la superficie de los tubos, el sistema
constructivo a utilizarse estar de acuerdo al dimetro de tubera que se est
colocando.
El interior de la tubera deber quedar completamente liso y libre de suciedad y materias
extraas. Las superficies interiores de los tubos en contacto debern quedar rasantes.
(Prefabricados Delta , 2005)


Cuando sea necesario realizar suspensiones temporales debe protegerse los extremos
de las tuberas con tapones adecuados.
Para la tubera de cemento con sello elastomrico (anillo de neopreno) , se
empalmaron los tubos introduciendo la campana del tubo en el macho del otro tubo en
el cual esta colocado el sello de neopreno, dejando un espacio de 1 a 2 cm entre el
extremo de la campana y el reborde del macho. Adicionalmente se colocar un mortero
1:3 para sellar la unin entre las tuberas.(Prefabricados Delta , 2005)


Los empalmes y las tuberas en general, cualquiera que sea la forma de los extremos
debern garantizar la impermeabilidad o alta resistencia a la infiltracin para lo cual se
har pruebas aproximadamente cada 50 m de longitud instalada. (Prefabricados Delta ,
2005)


A medida que los tubos sean colocados, ser puesto a mano suficiente relleno a cada
lado de los tubos para mantenerlos en su sitio, este relleno no deber efectuarse sino
despus de tener por lo menos cinco tubos empalmados y revocados en el sitio de
instalacin.(Prefabricados Delta , 2005)


Se prohbe la instalacin de tubera en presencia de agua, y de existir por lluvia, nivel
fretico, o roturas de tuberas existentes,. Cuando sea mucha la cantidad de agua del
subsuelo, o circunstancias especiales del proyecto que que obliguen a usar empalmes
de mayor grado de impermeabilidad o flexibilidad, se usaran empaques de neopreno,
compuestos bituminosos o alquitranados. En todo caso, el procedimiento que se utilice
debe ser aprobado por el Fiscalizador.(Prefabricados Delta , 2005)

Para el empalme de las tuberas se debe usar juntas como por ejemplo:
JUNTAS TOP-RING


La fabricacin segura y eficiente de las juntas debe ser posible bajo todas las
condiciones que pueden surgir en una obra, como por ejemplo la presencia de agua
debido al elevado nivel fretico.
El empaque debe ser fabricado con un compuesto de caucho de alto grado, pudiendo
ser natural o sinttico. Por lo general se utiliza NEOPRENO.



Estas juntas deben cumplir con una resistencia a la infiltracin de agua subterrnea o
material de relleno, resistencia a infiltracin de agua servidas o aguas lluvias, control de
fugas externas o internas, flexibilidad para asimilar deflexiones laterales o movimientos
longitudinales sin crear problemas de fugas,continuidad elctrica e infiltracin de aguas
subterrneas para drenaje superficial. (INKATONSA, 2008)

El proceso de empalme de las tuberas se resume en 8 pasos:
1) Limpie el polvo y sustancias extraas que pudieran existir en la superficie de la
campana, ya que podra no realizarse adecuadamente la unin si persisten las mismas.

2) Limpie el polvo y sustancias extraas que pudieran existir en la superficie de la
espiga, si la espiga y la campaa no estn preparadas en forma adecuada podra
suceder que el empaque no selle adecuadamente.

3) Coloque la junta teniendo en cuenta que la parte ms gruesa quede hacia el filo de la
espiga.


4) Lubrique adecuadamente la superficie de la campana as como la junta una vez que
esta ha sido colocada en la espiga.

5) No utilice aceites minerales, es apropiado usar grasa o manteca de origen vegetal o
animal. (INKATONSA, 2008)

6) Alinee correctamente la espiga con la campana y verifique que la junta est en
contacto con toda la superficie de la campana. Si la alineacin no es la adecuada no
sellar la junta y por lo tanto se producir derrame de agua y en casos extremos se
romper la campana. (INKATONSA, 2008)

7) Una vez que estn alineados la campana y la espiga, se puede a proceder al
ensamblaje mediante el uso de un sistema de palanca o con mquina. (INKATONSA,
2008)

8) Ensamblaje Perfecto (INKATONSA, 2008)

Algunos de los cuidados que se deben de tener al momento de la instalacin de
tuberas son:
Correcta transportacin de las tuberas









lecho del tubo





Correcta alineacin y pendiente

Excavacion y preparacion de cimentacin






Correcto Manipuleo


Almacenamiento




Precaucin que se debe tener en cuenta

4.2 Ventajas
Segn la (Asociacion de fabricante de tubos de Concreto, 2013) concluyeron con la sigts
ventajas de las cuales tenemos:

- Los tubos de hormign pueden ser construidos en lugares prximos de donde sern
empleados, con parte de los materiales encontrados en el lugar.
- Los procedimientos constructivos son relativamente simples.
- Pueden ser construidos en una faja de dimensiones muy amplia.
- GRAN DURABILIDAD: existen conducciones de concreto con ms de 75 aos sin
ningn deterioro de las tuberas, con un comportamiento impecable.
- Resistencia a esfuerzos dinmicos.
- Los tubos de concreto pueden fabricarse segn la demanda especfica de uso,
pudiendo atender situaciones excepcionales de sobrecargas mviles y agresividad del
terreno y de los efluentes. Pueden ser fabricados en dimetros mnimos hasta medidas
especiales, as mismo, resistencias estructurales muy altas como el caso de tuberas
para hincado.
- No tienen rotura por frgil, como ocurre con los tubos de materiales plsticos.
- El tubo de concreto es fcil de instalar. Su instalacin no requiere de precauciones
especiales ni equipos complicados.
- El tubo de concreto aporta el 90% del sistema tubo suelo, es en s, LA ESTRUCTURA
del sistema y no requiere compactacin cuidadosa y costosa como es el caso de las
tuberas flexibles y plsticas que requieren del arropamiento del suelo para conservar su
integridad.
- El tubo de concreto NO FLOTA, su peso, en s, representa una gran ventaja ya que
en condiciones extremas de avenidas torrenciales, el tubo se mantiene esttico.
- Las condiciones hidrulicas de las tuberas de concreto mejoran con el paso del
tiempo cuando en ellas se produce una circulacin permanente de aguas, limpias o
negras.
- Mayor resistencia a los esfuerzos de impacto.
- SEGURO AL MEDIO AMBIENTE el tubo de concreto no es contaminante, permanece
inerte en el suelo y es reciclable. EN EL PROCESO DEFABRICACINN, LA TUBERIA
DE CONCRETO no daa el medio ambiente ni a los obreros que participan en su
elaboracin ni a los que lo instalan.

4.3 Desventajas
Segn la (Fundacin Wikimedia, Inc., 2013) concluyeron que las desventajas que se presentan
en los tubos de hormigon simple son:
- Son susceptibles a la corrosin interna y externa, en presencia de sulfuros.
-
Exige un nmero considerable de juntas, lo que propicia las infiltraciones, ya sea
desde adentro de la tubera, pudiendo contaminar el suelo, o desde el exterior del tubo,
lo que produce un incremento del caudal transportado




4.4 Relacin COSTO-DIMETRO

Lista de Precio por industrias

INGECONSA









CONCRETO ROCA S.A.






INKATONSA - Fabrica de tubo de hormigones para alcantarillado

APCI.



Cuadro comparativo de los precios actuales por cada tubera segn su dimetro, de la cual
incluye el costo de la tuberas ,las juntas y transportacin de la misma.


Fuente tomada de los cuadros de precios de las industrias mencionadas.





4.5 Ensayos
Las diferentes empresas que visitamos para obtener una tubera de buena calidad
realizan los ensayos correspondientes de acuerdo a la NORMA INEN y las normas
internacionales, entre ellas tenemos:
i. RESISTENCIA A LA FLEXIN (MTODO DE LOS 3 APOYOS).
ii. ENSAYO DE PERMEABILIDAD.
iii. ENSAYO DE ABSORCIN.
iv. ENSAYO DE RESISTENCIA HIDROSTTICA.
4.5.1 Resistencia a la Flexin (Mtodo 3 apoyos)
El tubo se coloca sobre dos apoyos paralelos que se entienden a lo largo del tubo y se
aplica la carga a travs de un tercer apoyo o viga colocados en la parte superior del tubo
paralelos a los apoyos inferiores de igual longitud.

Realizando el ensayo de Resistencia a la flexin
4.5.2 Ensayo de Permeabilidad
Se coloca un tubo con el espigo hacia abajo sobre una lmina de caucho o su
equivalente y se llena de agua hasta el nivel de la base de la campana, la inspeccin
inicial se hace despus de 15 minutos de haberlo llenado, no debe de existir en la
superficie exterior humedad al tiempo de 24 horas.

Ensayo de Permeabilidad
4.5.3 Ensayo de Absorcin
Para esta prueba se toma una muestra o ncleo extrado de la tubera, el cual es
sometido a un proceso de secamiento, luego a inmersin para determinar la absorcin de
agua. Tambin se presentan dos procedimientos alternativos A y B, para conducir las
pruebas en mtodo de ebullicin A no exceder del 9% y mtodo B no exceder del
8.5%.

4.5.4 Ensayo de resistencia hidrosttica
Se utilizan en este ensayo, el aplicador de carga (que puede ser mecnico o manual que
registre hasta un valor mximo de 100 KPa en intervalos no mayores de 5 KPa) y los
tapones obturadores (que no permita fugas).
El procedimiento consiste en sellar los extremos del tubo y llenarlo lentamente con agua,
eliminando el aire en su interior. Luego se eleva gradualmente la presin dentro del tubo
a 70 Kpa en un minuto y se mantiene esta presin por 10 minutos. Nuevamente se eleva
uniformemente la presin hasta el valor especificado. Finalmente se observa si hay fugas
a travs de las paredes del tubo.
Si la superficie aparece hmeda o con manchas de humedad se debe extender el ensayo
por 24 horas. Al finalizar este perodo de tiempo, si la humedad ha desaparecido, se da
por concluido el ensayo cumpliendo con la norma.
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Orellana I., Burgos J. (2009). Caracterizacin de un diseo de hormign con fibras de acero para
tuberas de sistemas sanitarios (21 pulgadas). Tesis de Grado, Escuela Superior Politcnica del Litoral,
Guayaquil-Ecuador.
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