TUBERÍAS INCLINADAS Y PARA DESAGÜE

• Todos estos tipos de tuberías deben sujetarse axialmente en la parte superior e inferior de la línea.
• La bomba debe apoyarse en el suelo. El peso de la bomba y de la columna de agua no son soportados por la tubería.

Vea el Punto 1 de las «Consideraciones de diseño para tuberías Pexgol»

Ejemplo de diseño:

•  Caudal necesario: 150 metros cúbicos por hora La tubería asciende de 2100 m hasta una altura de 2235 m.
• Largo de la tubería: 500 m
• Temperatura ambiente: 40°C
• Temperatura del fluido: 20ºC
• La tubería se puede instalar en superficie o cubierta por 0,9 m de tierra.

Calcule la presión de la línea mediante el cálculo de la línea piezo-métrica o cualquier otro método aplicable. Calcule la presión estática del punto más bajo de la tubería teniendo en cuenta la densidad del líquido. Para agua, divida la diferencia de altitud de la línea (en metros) por 10. El resultado es en bar. Tenga en cuenta que el punto más bajo puede no ser la zona inferior de la tubería.

En este ejemplo:
2235 – 1100 = 135 m
135 = 13,5 bar

Elija la clase de tubería Pexgol adecuada de la Tabla 9.1 de acuerdo a la temperatura de diseño. Seleccione la clase de tubería Pexgol con una presión de trabajo mayor que el valor calculado en la sección 3.1. El margen de presión adicional se usará para las pérdidas de carga.

Consulte las temperaturas de diseño para instalación en superficie en «Definir la temperatura de diseño».

Clase de tubería seleccionada para instalación subterránea:
Clase 19. Temperatura de trabajo: 14,9 bar a 40 °C:
Clase 24: Presión de trabajo: 15 bar a 60 °C.
Tubería alternativa: Clase 30. Presión de trabajo:
18,9 bar a 60 °C. La temperatura de diseño para tuberías enterradas es 40 °C.

Calcule el margen de presión y el coeficiente de pérdidas de carga admisible J
Margen de presión para instalación en superficie:
15 – 13,5 = 1,5 bar = 15 m
J = 15 x 100/500 = 3%

Margen de presión para la tubería alternativa para instalación en superficie:
18,9 – 13,5 = 5,4 bar = 54 m
J = 54 x 100/500 = 10,8%

Margen de presión para la instalación de tuberías enterradas:
14,9 – 13,5 = 1,4 bar = 14 m
J = 14 x 100/500 = 2,8%

Margen de presión para la tubería alternativa para instalación enterrada:
18,7 – 13,5 = 52 bar = 52 m
J = 52 x 100/500 = 10,4%

Seleccione el diámetro de la tubería según el cálculo de J y el caudal. El diámetro de tubería seleccionada para instalación en superficie es 200 clase 24.
La tubería alternativa para instalación en superficie es 180 clase 30.
El diámetro de tubería seleccionada para instalación enterrada es 200 clase 19.
El diámetro de la tubería alternativa para instalación enterrada es 160 clase 24.

• El menor diámetro permite el transporte de tramos de tubería más largos, por lo tanto el transporte es más económico.
• Menor costo por metro de tubería.
• Desventajas: mayores pérdidas de carga.

Si la diferencia total de altitud de la línea es mucho mayor que la máxima diferencia de altitud H admisible de la clase Pexgol con la relación de dimensión estándar (SDR) más alta disponible, el diseño de la línea debe incluir bombas de refuerzo.
Seleccionar la tubería Pexgol para una línea cuesta abajo utilizando un diseño a sección llena. En un diseño de caudal de sección cruzada completa, la tubería tiene que soportar toda la presión estática (columna líquida) de la línea.

Ejemplo de diseño:

•  La tubería desciende por una pendiente desde una altitud de 2250 metros a 2100 metros.
• Caudal necesario: 150 m³ por hora
• Longitud de la línea: 1500 m
• Temperatura del fluido: 20ºC
• Temperatura ambiente: 40°C

La tubería se puede instalar en superficie o cubierta por 0,9 m de tierra.

Calcule la presión de la línea mediante el cálculo de la línea piezo-métrica o cualquier otro método. Calcule la presión estática del punto más bajo de la tubería teniendo en cuenta la densidad del líquido. Para agua, divida la diferencia de altitud de la línea (en metros) por 10. El resultado es en bar. Tenga en cuenta que el punto más bajo puede no ser la zona inferior de la tubería. En este ejemplo el punto más bajo se encuentra al final de la línea:
2250 – 1100 = 150 m = 15,0 bar

Seleccione la clase de tubería Pexgol adecuada en la Tabla 9.1: «Presiones de trabajo permitidas [Bar] para transportar agua en tuberías Pexgol» mirando la temperatura de diseño. Seleccione una clase de tubería Pexgol con una presión de trabajo igual o ligeramente mayor que el valor calculado en la sección. La temperatura de diseño para instalación sobre el suelo según la definición de temperatura de diseño descrita en la página 52: Para un diseño de paso de caudal completo, la tubería debe ser Pexgol clase 24 para permitir una presión de trabajo de 15 bar a 60 °C.

Calcule el coeficiente J de pérdidas de cargaadmisibles en base a la diferencia de altituden la línea y su longitud: Diferencia de altitud: 150 m J = 150 x 100/1500 = 10 %

Para un diseño de paso de caudal completo, seleccione la tubería correcta que pueda transportar el caudal requerido con el valor calculado J. La tubería seleccionada para instalar en superficie es 160 clase 24. La tubería seleccionada para instalarenterrada es 160 clase 19.

Revise el valor del pico de presión (golpede ariete) esperable contra la presión máxima permisible. La presión ocasional total, que es igual a 2,5 veces la presión de trabajo en la temperatura de diseño.

Para la tubería 160 clase 24, la velocidad de la línea es V = 4 m/s. De acuerdo con la Tabla 32.1: «Presiones pico bajas esperadas en las tuberías Pexgol», la presión pico para la clase 24 es 3 bar para V = 1 m/s. Para V = 4 m/s el valor de presión pico será 4 x 3 = 12 bar.
La presión ocasional total será 15 + 12 = 27 bar. La presión máxima total permisible ocasionalmente para la clase 24 a 60 °C es 15 x 2,5 = 37,5 bar.

Conclusión: la 160 clase 24 es correcta, o la 160 clase 19, la velocidad de la línea es V = 3,44 m/s.
De acuerdo con la Tabla 32.1: «Presiones pico bajas esperadas en las tuberías Pexgol», la presión pico para la clase 24 es 3,2 bar para V = 1 m/s, entonces para V = 3,44 m/s el valor de presión pico será 3,44 x 3,2 = 11 bar. La presión ocasional total será 15 + 11 = 26 bar. La presión máxima total permisible ocasionalmente para la clase 19 a 40 °C es 14,9 x 2,5 = 37,25 bar. Conclusión: la 160 clase 19 es correcta.

Las válvulas eliminadoras de aire son necesarias en tuberías de todos los materiales, incluso Pexgol.
El diseñador debe incluir en la línea todos los accesorios necesarios, incluidas las válvulas eliminadoras de aire y de descarga.
Como un servicio para nuestros clientes, los ingenieros de Pexgol pueden analizar la línea en cooperación con A.R.I. Israel y facilitar planos con la ubicación de las válvulas eliminadoras de aire. Golan suministra las válvulas eliminadoras de aire, abrazaderas y accesorios necesarios paraconectarlas a las tuberías Pexgol.

Para el análisis se necesitan los siguientes datos:
1. Una lista de puntos clave a lo largo de la línea en Excel y un gráfico en PDF/DWG de la línea con los siguientes detalles:

• Nombre del punto.
• Localización del punto: distancia desde el inicio de la línea y altura por encima del punto de referencia.
• Tipo y funcionalidad de cada accesorio: drenaje, válvula de cierre, reductor de presión, conexión de salida a usuario (indicar velocidad de caudal), etc.

2. Condiciones de trabajo:

• Dirección del flujo
• Caudal de descarga
• Presiones de entrada y salida

Tenga en cuenta que este tipo de diseño requiere de un diseñador capacitado, por lo que la siguiente información se ofrece solo como guía.

Para un diseño de paso de caudal parcialmente lleno, la tubería se debe diseñar para baja presión (cercana a la presiónatmosférica) en toda o casi toda su extensión. Este diseño permite el uso de una clase menor de tubería con un diámetro de la tubería mayor, lo que puede traer problemasde transporte.

Calcule el coeficiente J de pérdidas de cargaadmisibles con base a la diferencia de altitud en la línea y su longitud. Calcule el diámetro interior de la tubería(según Hazen Williams C=155 o cualquierotra fórmula).
Para asegurar que el caudal sea parcial, el diámetro interior seleccionado para lalínea debe ser al menos 25 %mayor que eldiámetro interior calculado en el anterior ejemplo de diseño.

Para seleccionar la clase de tubería Pexgol: Es buena práctica diseñar con Clase 15 para tener resistencia completa la vacío y la posibilidad de transportar secciones largas de tubería. En este caso se deben evitar las tuberías de clases menores. Se pueden diseñar clases mayores para transportar secciones más largas y al mismo tiempo mantener el diámetro interior mínimo requerido para un diseño a sección parcial.

Cada punto superior en la línea será venteado para que la presión sea igual a la presión atmosférica.
Cada depresión es en realidad un sifón, de modo que la altura de la columna líquida sobre el fondo de la depresión se calcula desde el punto superior previo en la línea.
En algunos casos la clase de tubería debe ser superior a 15, según la presión estática local.

Las tuberías Pexgol se pueden remolcar desde el fondo de la línea o se pueden deslizar desde una zona elevada. Las tuberías Pexgol vacías se pueden remolcar hasta la cima en secciones muy largas. La tabla 57.1 muestra el largo máximo admisible para remolcar o deslizar la tubería Pexgol hacia su ubicación final, según la temperatura de diseño.

El largo máximo permisible es el mismo para todas las clases de tuberías Pexgol.
La fuerza de remolque requerida se puede calcular multiplicando el peso de la tubería por el coeficiente fricción de 0,5.

Si la tubería tiene más de una sección, estas pueden conectarse temporalmente durante el remolcado.
Si las secciones de tubería ya tienen conectores, deben protegerse con abrazaderas de fijación.

• Los extremos de las tuberías Pexgol se deben sujetar mediante un soporte de fijación (vea la ilustración).
• Las tuberías Pexgol se pueden tender cuesta arriba o cuesta abajo en una sola sección continua, sin soportes entre los extremos superior e inferior.
• No existen limitaciones en el largo total del tubo.
• Se recomienda diseñar la tubería con un sobrante de 1 % a 2 % para reducir las posibles fuerzas axiales de contracción.
• El peso de la tubería puede incrementarse por la acumulación de tierra o nieve sobre esta. Este peso adicional se puede equilibrar por el incremento de la fricción entre la tubería y el suelo.

• En pendientes de menos de 40° todos los acoples mecánicos (extremos acampanados, acoples bridados, etc.) se deben sujetar mediante soportes flotantes como la abrazadera de alineación de Golan (ver página121). Los acoples de electrofusión se pueden instalar sin soportes flotantes.
• En pendientes mayores a 40°, todos los soportes (incluidos los acoples de electrofusión deben sujetarse con soportes flotantes.
• Al instalar un accesorio de reparación, se debe sujetar la tubería con un puente de soporte antes de cortarla.