UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL

Escuela profesional de Ingeniería Sanitaria

CURSO : PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCION

TEMA : PRUEBAS HIDRAULICAS EN OBRAS DE

AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO,

DRENAJE Y OBRAS COMPLEMENTARIAS.

DOCENTE : ING. JUAN MANUEL SIFUENTES ORTECHO

INTEGRANTES:

• Giancarlo Manrique Villareal.

• Santiago Hidalgo Figuerola

• Kremlin Cornejo Osorio

• Max Jimenez Vilcayauri

PRUEBA HIDRAULICA DE REDES PÚBLICAS DE AGUA POTABLE

Las pruebas hidráulicas de la tubería instalada corresponden a pruebas de presión

hidrostática, que consisten en llenar la tubería con agua y aplicarle presión hasta el

valor indicado a continuación.

Debe entenderse que esta prueba no se realiza para comprobar la resistencia de los

tubos y accesorios, ya que dicho proceso se ha llevado a cabo por las empresas

fabricantes, el cual se realiza bajo estrictas normas de calidad de acuerdo a las

exigencias de las normas nacionales y otras de carácter internacional.

Por lo tanto, estas pruebas en terreno se realizan para verificar la correcta colocación

de los anillos, accesorios y evitar deformaciones en las campanas, angulación de las

uniones, etc.

Antes de efectuar la prueba de presión en terreno, se debe verificar que la tubería,

accesorios y piezas especiales, estén debidamente ancladas con hormigón u otro tipo

de sujeción que evite los desplazamientos de la unión. Los extremos del tramo por

probar se deben cerrar convenientemente con dos tapones (NCh 1362). Debe existir

un relleno de aproximadamente 50 cm sobre la tubería, con excepción de las uniones

que deben permanecer descubiertas.

La tubería se debe llenar lentamente con agua, desde el punto más bajo del tramo de

prueba. Antes de efectuar la prueba, se debe eliminar completamente el aire de la

tubería.

El aumento de presión no debe superar 1 kg/cm2 .

En los puntos altos de la red, en los cambios de dirección verticales y en los extremos

cerrados, se deberá colocar una cantidad adecuada de accesorios capaces de purgar

el aire que se acumula en esos puntos (ver punto 2.5.1.).

La longitud de la tubería a probar no deberá exceder los 500 metros, recomendándose

longitudes menores para diámetros mayores. Durante la prueba de presión no se

deben ejecutar trabajos en la línea. La presión aplicada debe ser 1,5 veces la presión

máxima de trabajo de la tubería, medida en el punto más bajo del tramo.

Se mantendrá la presión de ensayo durante 30 min.

También, para verificar que se está inspeccionando toda la tubería involucrada en el

tramo a probar, se deberá controlar en algún punto extremo por medio de un despiche

(despichar) el cual al evacuar agua deberá bajar la presión en el manómetro.

1. EL AIRE EN LAS TUBERÍAS

La acumulación de aire en el interior de las tuberías es uno de los principales

problemas de las redes, cualquiera sea el material de que estén hechas. El aire

ocupará las partes altas de las redes y si en estos puntos no existen accesorios

que permitan su escape al exterior, al acumularse el aire se producirá una

reducción importante del caudal (incluso podrá obstruirla completamente),

originando problemas puntuales de pérdidas de carga severas. El problema

más grave es que se puedan producir sobrepresiones que causen la rotura de

los tubos.

Se recomienda realizar un orificio a la tubería para permitir el escape del aire

durante el llenado inicial o permitir la entrada de volúmenes importantes

durante el vaciado de la línea.

PRUEBA HIDRAULICA

Todas las tuberías de agua (mientras estén visibles) deben estar hidráulicamente

probadas, de acuerdo con las Reglas Técnicas para Instalaciones de Agua Potable

DIN 1988.

La prueba de estanqueidad se realizará a 1,5 veces la presión de servicio.

Cuando se lleva a cabo la prueba de estanqueidad, las propiedades del material de las

tuberías fusiotherm® provocan una dilatación, que influye en el resultado. Debido al

coeficiente de dilatación térmica de las tuberías fusiotherm® pueden surgir otros

factores que influyen también en el resultado; la diferencia entre la temperatura del

tubo y la del fluido con el que se realiza la prueba llevan a alteraciones en la presión,

un cambio de temperatura de 10°C produce una variación de presión de 0,5 a 1 bar.

Por tal motivo, debe mantenerse la temperatura del fluido lo mas constante posible

durante la prueba hídraulica de estanqueidad de las instalaciones con tuberías

fusiotherm®. La prueba de estanqueidad debe realizarse en sus tres variantes: prueba

inicial, prueba principal y prueba final.

Para la prueba inicial se ha de conseguir una presión equivalente a 1,5 veces la

presión de servicio máxima. Esta presión de prueba se debe mantener dos veces en el

espacio de 30 minutos y con un intervalo de 10 minutos.

Después de estos 30 minutos de prueba, la presión no debe descender en más de 0,6

bares y no deben aparecer fisuras.

Inmediatamente después de la prueba inicial se ha de efectuar la prueba principal. La

duración de la prueba es de 2 horas, durante este tiempo, la presión obtenida en la

prueba inicial no debe descender en más de 0,2 bares.

Una vez finalizadas la prueba inicial y la principal se ha de efectuar la prueba final. Al

realizar la prueba final se ha de mantener una presión de 10 y 1 bares

alternativamente en períodos de al menos 5 minutos. En medio de los respectivos

ciclos de prueba la red de tubería ha de mantenerse sin presión. En ninguna parte de

la instalación analizada debe aparecer ningún tipo de fisura.

PRUEBAS HIDRÁULICAS

La prueba de la tubería de PVC, se debe realizar siempre a medida que la Obra

progresa y por tramos no mayores de 400 m y 300 m. En zonas o líneas con

pendientes mínimas, debiendo reducirse en líneas con demasiados cambios de

dirección.

El llenado de la tubería debe hacerse lentamente desde el punto más bajo del tramo

que se va a probar. En los puntos altos, cambios de dirección y extremos de la línea

se deben disponer salidas de aire, las cuales deben permanecer abiertos durante el

llenado, a fin de expulsar el aire interior.

La bomba de presión de prueba será igual a vez y media la presión estática en el

punto más bajo del conducto, esta presión debe mantenerse durante el tiempo

necesario para observar y comprobar el trabajo eficiente de todas las partes de la

instalación

La prueba hidráulica tiene por finalidad verificar si todas las operaciones realizadas

para la instalación de la tubería han sido ejecutadas correctamente. Antes de efectuar

la prueba debe verificarse lo siguientes:

a) La tubería tenga un recubrimiento mínimo de 40 cm.

b) Las uniones y accesorios estén descubiertas.

c) A llenar la red debe purgarse convenientemente para eliminar las bolsas de

aire.

d) Los bloques de anclaje tendrán un fraguado mínimo de 7 días.

e) Los tapones deberán estar correctamente anclados para evitar fugas en éstos

durante la realización de la prueba.

f) Es conveniente que la línea a probar no exceda los 400 m.

Prueba parcial

A medida que se verifique el montaje de la tubería y una vez que estén colocados en

su posición definitiva todos los accesorios, válvulas y grifos que debe llevar la

instalación, se procederá a hacer pruebas parciales a la presión interna, por tramos de

300 a 500 m, Como máximo en promedio. El tramo en prueba, debe quedar

parcialmente rellenadas, dejando descubiertas y bien limpias todas las uniones.

El tramo en prueba se llenará de agua empezando del punto de mayor depresión de

manera de asegurar la completa eliminación del aire por las válvulas y grifos de la

parte alta. El tramo en prueba debe quedar lleno de agua sin presión durante 24 horas

consecutivas antes de proceder a la prueba de presión o por lo menos el tiempo

necesario, para que se sature la tubería.

Por medio de una bomba de mano, colocada en el punto más bajo se llenará

gradualmente el tramo en prueba a la presión de trabajo. Esta presión será mantenida

mientras se recorre la tubería y se examinan las uniones, en sus dos sentidos (15

minutos sin alteración de la aguja, sino se hace el recorrido). Si el manómetro se

mantiene sin pérdida alguna, la presión se elevará a la de comprobación, utilizando la

misma bomba. En esta etapa, la presión debe mantenerse constante durante un

minuto, sin bombear, por cada 10 libras de aumento en la presión.

La presión mínima de comprobación para servicios de presión normal de trabajo, será

de 10 Kilos por centímetro cuadrado. Se considerará como presión normal de trabajo,

la presión media entre la máxima y la mínima de la instalación. En nuestro medio, y

mientras no se determine lo contrario dicha presión será equivalente a 4.8 Kilos por

centímetros cuadrados y la presión mínima de comprobación a la que debe someterse

la instalación, será equivalente a una y media (1 -1/2) veces la presión normal de

trabajo.

La prueba se considerará positiva si no se producen roturas o pérdidas de ninguna

clase. La prueba se repetirá tantas veces como sea necesaria, hasta conseguir

resultado positivo.

Durante la prueba, la tubería no deberá perder por filtración, más de la cantidad

estipulada a continuación, en litros por hora según la siguiente fórmula:

F = Pérdida máxima tolerada en una hora, en litros.

N = Número de empalmes

D = Diámetro del tubo en milímetros

P = Presión de prueba en metros de agua

Se considera como pérdida por filtración la cantidad de agua que debe agregarse a la

tubería y que sea necesaria para mantener la presión de prueba especificada,

después que la tubería ha sido completamente llenada, y se ha extraído el aire

completamente.

Para el control de la prueba en obra, se llevarán los formularios correspondientes,

debiendo el supervisor recabar el certificado de cada prueba efectuada y

acompañarlo(s) "como documento(s) indispensable(s)" a las valorizaciones que

presente, sin cuyo requisito la valorización no podrá ser tramitada.

Prueba final total

Para la prueba final se abrirán todas las válvulas, grifos contra incendio, boca de riego,

descargas, etc., y se dejará penetrar el agua lentamente para eliminar el aire, antes de

iniciar la prueba a presión, si fuera posible, es conveniente empezar la carga por la

parte baja dejando correr el agua durante cierto tiempo por los grifos bocas de riego,

etc., hasta estar seguro que estas bocas, no dejen escapar más aire. Estas aberturas

se empezarán a cerrar partiendo de la zona más baja.

En la prueba final no será indispensable someter la instalación a una sobre presión;

pero si será indispensable someterla a la presión normal de trabajo de 10 Kg /cm2 .

Tabla N° 1 – Pérdida Máxima de Agua en Litros en una Hora y para Cien Uniones

DESINFECCIÓN DE LAS TUBERIAS

Todas las líneas de agua antes de ser puestas en servicios, serán completamente

desinfectadas de acuerdo con el procedimiento que se indica en la presente

especificación.

El dosaje de cloro aplicado para la desinfección será de 50 ppm.

El tiempo mínimo de contacto del cloro con la tubería será de 24 horas, procediéndose

a efectuar la prueba de cloro residual debiendo obtener por lo menos 5 ppm. de cloro.

En el periodo de clorinación, todas las válvulas, grifos y otros accesorios, serán

operados repetidas veces para asegurar que todas sus partes entren en contacto con

la solución del cloro.

Después de la prueba, el agua con cloro será totalmente eliminada de la tubería e

inyectándose con agua de consumo hasta alcanzar 0,2 ppm. de cloro.

Se podrá utilizar cualquiera de los productos enumerados a continuación, en orden de

preferencia:

Cloro liquido

Compuestos de cloro disuelto con agua

Para la desinfección con cloro liquido se aplicara una solución de este, por medio de

un aparato clorinador de solución, o cloro directamente de un cilindro con aparatos

adecuados, para controlar la cantidad inyectada y asegurar la difusión efectiva del

cloro en toda la línea.

En la desinfección de la tubería por compuesto de cloro disuelto, se podrá usar

compuestos de cloro tal como, hipoclorito de calcio o similares y cuyo contenido de

cloro utilizable, sea conocido.

Para la adicción de estos productos se usaran una proporción de 5% de agua,

determinándose las cantidades a utilizar mediante la siguiente formula:

Donde:

g = gramos de hipoclorito

C = p.p.m. o mgs. por litro deseado

L = litros de agua

1 PRUEBAS HIDRÁULICAS

Existen tres métodos diferentes basados uno, en la "observación y corrección de

fugas", otro, en el "control de pérdidas" y, por último, el recogido en la norma UNE-EN

1.610, "método de la W".

a) Método de la observación y corrección de fugas

Una vez colocada la tubería, construidos los pozos y antes del relleno de la zanja, las

pruebas se realizarán obturando la entrada de la tubería en el pozo de aguas abajo y

cualquier otro punto por el que pudiera salirse el agua, llenándose completamente de

agua la tubería y el pozo de aguas arriba del tramo a probar.

Transcurridos treinta minutos tras el llenado se inspeccionarán los tubos, las juntas y

los pozos, comprobándose que no ha habido pérdida de agua.

Si se aprecian fugas durante la prueba se procederá a su corrección, realizándose a

continuación una nueva prueba.

b) Método del control de pérdidas

Consiste en comprobar las pérdidas habidas durante un tiempo determinado en una

tubería llena de agua, con una pequeña presión e incluyendo o no el pozo de registro.

Este método de control se recoge en diversas normas y pliegos, variando solamente

entre ellos las fugas máximas permitidas. En el método que describimos a

continuación se establecen unos límites de pérdidas que generalmente se consideran

aceptables.

Descripción del método

Realizada la obturación del tramo se pasará a realizar la prueba de estanquidad,

según proceda, de una de las formas siguientes:

a) El tramo de conducción incluye el pozo de registro de aguas arriba. El llenado de

agua se efectuará desde el pozo de registro de aguas arriba hasta alcanzar la altura

de la columna de agua. Esta operación deberá realizarse de manera lenta y regular

para permitir la total salida de aire de la conducción.

b) El tramo de conducción no incluye pozo de registro. El llenado de agua se realizará

desde el obturador de aguas abajo para facilitar la salida de aire de la conducción, y

en el momento de la prueba se aplicará la presión correspondiente a la altura de la

columna de agua fijada en la prueba.

En ambos casos se dejará transcurrir el tiempo necesario antes de iniciarse la prueba

para permitir que se estabilice el proceso de impregnación del hormigón de la

conducción. A partir de este momento se iniciará la prueba procediendo, en el caso a)

a restituir la altura "h" de columna de agua, y en el caso b) a añadir el volumen de

agua necesario para mantener la presión fijada en la prueba. Deberá verificarse que la

presión en la extremidad de aguas abajo no supere la presión máxima admisible.

Criterios de aceptación

Período de impregnación de, al menos, veinticuatro horas para tubos de hormigón.

Presión de prueba, 0,4 bar, equivalente a una altura de columna de 4 m, medida sobre

solera de conducción en el pozo de registro de aguas arriba.

En ningún caso la presión máxima será mayor de 1 kg/cm²

La prueba será satisfactoria si transcurridos treinta minutos, la aportación en litros para

mantener el nivel no es superior a:

V £ p D² (m) x L (m) Litros

D = Diámetro interior del tubo

L = Longitud tramo de prueba

V = Volumen máximo admisible para dar por válida una prueba de estanquidad de

conducción de saneamiento.

Tabla 6.8.2.1 a.

Se tendrá en cuenta una aportación de agua suplementaria por pozo de registro de:

Vp = 0,5 litros / m² pared de pozo Tabla 6.8.2.1.b

Para conducciones de D ³ 1.200 mm se obtura el tramo de conducción a probar, sin

incluir los pozos de registro y se realiza la prueba de manera directa sin respetar el

período de impregnación.

La prueba será satisfactoria si transcurridos treinta minutos los volúmenes de

aportación en litros para mantener la presión inicial (0,4 bar) son menores que los

fijados en la fórmula anterior. En caso contrario puede efectuarse de nuevo la prueba

respetando el período de impregnación de veinticuatro horas y controlando

nuevamente la aportación transcurridos treinta minutos.

c) Prueba de estanquidad con agua según UNE-EN 1.610

Presión de prueba

La presión de prueba es la presión equivalente o resultante de llenar la sección de

prueba hasta el nivel del terreno de registro aguas arriba o aguas abajo, según sea

apropiado, con una presión máxima de 50 kPa y una mínima de 10 kPa medida en la

parte superior del tubo.

Pruebas de presión de valores mayores se especifican en tuberías que deban operar

bajo sobrecargas permanentes o temporales (véase prEN 805)

Tiempo de acondicionamiento

Después de que las tuberías y/o los pozos de registro estén llenos y la presión de

prueba esté aplicada, se necesitará un tiempo de acondicionamiento.

NOTA: Generalmente es suficiente 1 h. Se necesitará un período mas largo de tiempo

en condiciones climáticas secas para el caso de tubos de hormigón.

Tiempo de prueba

El tiempo de prueba será de 30 ± 1 min.

Requerimientos de la prueba

La presión debe mantenerse dentro del margen de 1 kPa de la presión de prueba

definitiva dada en el primer apartado mediante la adición de agua.

La cantidad total de agua añadida durante la prueba para mantener este requerimiento

debe ser medida y anotada.

Los requerimientos de la prueba se cumplirán si la cantidad de agua añadida no es

mayor de:

0,15 l/m² durante 30 minutos para tuberías.

0,20 l/m² durante 30 minutos para tuberías incluyendo pozos de registro.

0,40 l/m² durante 30 minutos para pozos de registro y de inspección.

NOTA: m² se refiere a la superficie interna mojada.

2.2. Prueba de estanquidad de aire en zanja según ASTM C-924M y UNE-EN 1.610

La prueba de aire a baja presión tiene por objeto detectar tubos dañados y fallos en las

juntas de unión.

Debido a las diferencias entre el comportamiento de gases y fluidos bajo condiciones

de presión, no hay correlación directa entre pérdida de aire y pérdida de agua. En la

mayoría de los casos el ensayo por aire es de "pasa" o "no pasa", y si la conducción

"pasa" debería comportarse satisfactoriamente en la prueba de pérdida de agua. En el

caso de que la conducción "no pase" deberá ser sometida a la prueba de pérdida de

agua.

El ensayo de prueba por aire a baja presión está suficientemente comprobado para los

tubos de diámetros comprendidos entre 300 mm y 600 mm. El límite superior se

establece fundamentalmente por condiciones de seguridad y porque los tubos de

diámetros mayores se ensayan más fácilmente mediante inspecciones visuales y por

comprobación individual de las juntas.

Descripción del método

Las tuberías se prueban por tramos entre arquetas o pozos de registro consecutivos.

La tubería que va a ser ensayada se tapona con un balón neumático de cierre en cada

extremo. Se introduce aire a baja presión. La cantidad de aire que pierde servirá para

determinar la aceptabilidad de la conducción.

Precauciones de seguridad

La prueba de aire puede ser peligrosa si no está convenientemente preparada. Es

extremadamente importante que el obturador se instale y se ajuste de tal manera que

se evite la explosión del tubo por exceso de presión, así como que esté asegurado el

anclaje de los tubos para evitar así su desenchufado.

También es necesario que se despresurice la conducción ensayada antes de aflojar el

obturador para su sustitución. El equipo de presurización ha de incluir una válvula de

presión que reduzca riesgos y evite daños a la conducción por sobrepresurización.

El compresor deberá tener una válvula de seguridad que salte cuando la presión sea

superior a 0,45 Kp/cm² y así evitar una sobrepresión de la tubería.

Preparación de la conducción a ensayar

Limpiar la conducción, humedecer la superficie interior y eliminar rastrojos y residuos.

Procedimiento para la prueba de estanquidad por aire en zanja según ASTM C-

924M

1) Determinar el tiempo de ensayo de la conducción utilizando la tabla, para cada

diámetro nominal (en mm) y para cada longitud de tramo a ensayar. El tiempo de

ensayo es el que se requiere para que la presión descienda desde 24kPa (0,24 bares)

a 17kPa (0,17 bares).

Tabla 6.8.2.2.a

2) Llenar con aire hasta que la presión interna en la conducción sea aproximadamente

de 27kPa (0,27 bares). Dejar estabilizar la presión. La presión normalmente

descenderá antes de que la temperatura en el interior de la conducción se estabilice.

3) La prueba comienza cuando la presión se ha estabilizado dejando que descienda

hasta 24 kPa (0,24 bares). A partir de este momento se empieza a medir el tiempo de

ensayo que indique la tabla. Una vez transcurrido el tiempo de ensayo se mide la

presión final.

4) Si el descenso de la presión durante el tiempo de ensayo es de 7 kPa (0,7 bares) o

menor se acepta la instalación. Si el descenso de presión es superior a 7 kPa (0,7

bares) se ha de inspeccionar la línea para determinar la causa de la excesiva pérdida

de aire.

Procedimiento para la prueba de estanquidad por aire en zanja según Norma

UNE-EN 1.610 (MÉTODO "L")

Los tiempos de ensayo en función del diámetro nominal del tubo y de los métodos de

ensayo para los distintos tipos de tuberías (LA; LB; LC; LD), excluyendo pozos de

registro, se dan en la tabla adjunta.

Para tubos de hormigón se adoptarán los métodos de ensayo LA y LB.

Se deberán usar obturadores herméticos para evitar errores procedentes del equipo

de ensayo.

Se requiere especial cuidado por los ensayos de grandes diámetros por razones de

seguridad.

La prueba de aire es difícil de implementar en la práctica en pozos de registro.

NOTA 1: Hasta que se tenga la suficiente experiencia al aplicar la prueba en pozos de

registro, el tiempo de ensayo que se tomará será la mitad del tiempo que se obtenga

para un tubo de diámetro equivalente.

Se aplicará durante aproximadamente 5 minutos una presión inicial igual a la presión

de ensayo p incrementada en un 10%. A partir de ese momento se reducirá hasta p. Si

el descenso de presión, medido después del tiempo de ensayo, es menor que el DP

dado en la tabla se considerará satisfactorio.

Pruebas de uniones individuales

A menos que se especifique de otra forma, se puede aceptar la prueba de uniones

individuales para la aceptación de la tubería completa, normalmente para tuberías de

diámetro superior a 1.000 mm.

Para la prueba de uniones individuales, el área superficial para la prueba de la "W" es

la representada por un metro de la longitud del tubo, si no se especifica de otra forma.

Las necesidades de cumplimiento de la prueba son las mismas dadas en el apartado

de "Requerimientos de la prueba" con una presión de prueba de 50 kPa en la parte

superior de la tubería.

Las condiciones para la prueba de la "L" seguirán las normas dadas en el apartado

"Prueba de estanquidad de aire en zanja según UNE-EN 1.610" y serán especificadas

individualmente.

) Presión relativa

o ) Para tubos secos k = 16/D con un máximo de 0,058

Para tubos mojados p = 12/D con un máximo de 0.058

Si t £ 5min aproximar al medio minuto más cercano; si t > 5min aproximar al minuto más cercano

3.1 Inspección por televisión

En la actualidad se disponen de equipos para inspeccionar la red previa a su entrada

en servicio.Estos equipos portátiles o instalados en camiones permiten visionar el

estado del conducto a través de la pantalla de un monitor así como fotografiar o grabar

en video, incorporando un dispositivo de detención del movimiento para permitir un

examen más eficaz del interior del tubo, de las juntas, pozos u otros detalles

significativos, tomando referencia de su posición.

3.2 Prueba definitiva de estanquidad a presión interior para tuberías

La prueba definitiva de estanquidad se realizará después de que se haya procedido al

relleno de la zanja, con el fin de detectar los fallos que pudieran haberse producido

con posterioridad a la prueba provisional.

Para la realización de la prueba definitiva son de aplicación todas las consideraciones

expuestas para la prueba provisional.

3.3 Prueba definitiva de estanquidad a presión interior para pozos de registro

La estanquidad de los pozos de registro se probará obturando todas las conducciones

que acometen a los mismos, pero de forma que las juntas entre tales conducciones y

los pozos queden sometidos a la prueba.

El pozo se llenará de agua lentamente y se dejará transcurrir un período de espera de

24 horas, desde el final del llenado y el comienzo de la prueba.

La prueba tendrá una duración de 30 minutos, aportándose y midiéndose el volumen

de agua necesario para compensar las pérdidas.

3.4 Prueba de estanquidad a infiltración

En el tramo de prueba se incluirán, en su caso, los pozos de registro, cerrándose

antes de comenzar todas las entradas de agua al tramo.

Se medirá el volumen de infiltración en 30 minutos, siendo el máximo admisible:

Dónde:

Vmáx = Volumen máximo admisible en litros por m² de superficie mojada.

hm = Altura media del nivel freático sobre la clave de la conducción, en metros.

A = Coeficiente de valor 0,13 para tuberías de hormigón en masa o armado.

Útiles para pruebas de estanquidad

Para facilitar las pruebas de estanquidad de las tuberías la industria especializada

dispone de una gran variedad de útiles. Se exponen a continuación los equipos más

habituales:

Balones con "by pass": Pueden emplearse en la obturación de tuberías de

alcantarillado con diámetros de tubo de hasta 1.000 mm. Con estos balones también

es posible probar la estanquidad de un tramo corto de tubería ( por ejemplo,

comprobaciones de empalme de tuberías). Disponen de caucho reemplazable, lo que

reduce costes de empleo.

Tapones obturadores: Pueden emplearse en cada aspecto de la obturación de una

tubería en alcantarillas con diámetros de hasta 1.200 mm.

Obturadores de tubería mecánicos: Se usan para el cierre permanente o durante

períodos cortos las tuberías de desagüe. Sirven para diámetros menores de 400 mm y

funcionan sin necesidad de aire comprimido.

Balones para pruebas de obturación: Disponen de un "by-pass" adicional, lo que

amplía su campo de utilización, como por ejemplo el bloqueo y desvío de desagües

para trabajos de reparación y comprobaciones de estanquidad, según las normativas

europeas, usando aire o agua como sustancia de prueba.

Útiles de estanquidad de junta aislante para tubos de gran diámetro. Para la prueba de

estanquidad de tuberías de diámetros superiores a 800 mm, resulta más práctico

probar solamente las uniones con este tipo de útil que requiere un volumen de aguas

muy pequeño para la realización de la prueba. El útil consiste básicamente en una

"llanta" a la que se incorpora una "cámara" o "cubierta" a la que se inyecta agua

mediante un calderín y su bomba mecánica. Se prueba a la presión de estanquidad

especificada. El fabricante del tubo debe garantizar la estanquidad del mismo.

PRUEBAS HIDRAULICAS EN ALCANTARILLADO:

Una vez terminado el tendido y ensamblado de la tubería entre buzones y antes de

proceder al relleno de la zanja, es necesario verificar la calidad del trabajo de

instalación efectuado, para lo cual se requiere la ejecución de las siguientes pruebas:

- Prueba hidráulica

- Prueba de nivelación.

- Prueba de deflexión.

PRUEBA HIDRAULICA:

- Se realiza con agua y enrasando la superficie libre del liquido con la parte

superior del buzón, aguas arriba del tramo en prueba, y taponando la tubería

de salida en el buzón aguas abajo.

- Esta prueba permite detectar las fugas en las uniones o en el nivel de agua del

buzón en prueba.

PRUEBA DE NIVELACION:

- Se efectuara nivelando los fondos terminados de los buzones y la clave de la

tubería cada 10m.

PRUEBA DE DEFLEXION:

- Se verificara en todos los tramos que la deflexión en la tubería instalada no

supere el nivel máximo permisible del 5% del diámetro interno del tubo(

CONSULTAR NTP AL RESPECTO).

- Para la verificación de esta prueba se hará pasar una “bola” de madera

compacta o un “mandril”(cilindro metálico de 30cm de largo) con un diámetro

equivalente al 95% del diámetro interno del tubo, la misma que deberá rodar

libremente en el interior del tubo o deslizarse al ser tirado por medio de un

cable desde el buzón extremo, en el caso del cilindro metálico.

DRENAJE PLUVIAL URBANO

1. DRENAJE URBANO

1.1. TIPOS DE SISTEMA DE DRENAJE URBANO (RNE 4.3)

Según el RNE, en la parte que corresponde a la Norma OS.600 respecto al “Drenaje

Pluvial Urbano”, se define como drenaje al acto de retirar de un terreno el exceso de

agua no utilizable. A su vez, define como drenaje urbano al retiro de aguas inservibles

en poblados y ciudades de acuerdo a criterios urbanísticos.

EL drenaje urbano de una ciudad está conformado por sistemas de alcantarillado, los

cuales a su vez se clasifican de acuerdo al tipo de agua que transporte, pudiéndose

establecer tres tipos:

A. Sistema de Alcantarillado Sanitario.- Para conducir solamente aguas

residuales domésticas e industriales.

B. Sistema de Alcantarillado Pluvial.- Para la evacuación de la escorrentía

superficial producida por las lluvias.

C. Sistema de Alcantarillado Combinado.- Es el sistema de alcantarillado que

lleva aguas residuales (domésticas e industriales) y las aguas provenientes de

las lluvias

1.2. SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL

Los sistemas de drenaje urbano comprenden una serie de elementos que van desde el

sistema de captación de aguas pluviales hasta las canalizaciones y conductos que

permiten la conducción y descarga de las aguas de lluvia precipitadas en el medio,

hasta los cauces naturales y artificiales, para su libre escurrimiento. Bajo este

concepto podemos definir dos tipos de sistemas: El Principal y el Secundario; cuyas

características de cada uno se resumen en la tabla siguiente:

SISTEMA PLUVIAL CARACTERÍSTICAS

Principal o mayor

(Macrodrenaje)

Cuencas regionales, grandes

Aportes externos a las ciudades

Formado por cauces naturales importantes

Cuenca aportarte exterior a la zona urbana

Grandes aportes en crecidas

Diseños para Tiempos de retorno grandes (100,

1000, …, años)

Problemas mayores, ejemplos: Crecidas e

inundaciones de ríos, Aluviones y Huaicos.

Consecuencias de inundación: Pérdidas de vidas y

bienes, relativamente pocos afectados

Secundario o menor

(Microdrenaje)

Cuencas urbanas, pequeñas

Aportes internos en las ciudades

Formado por cauces naturales menores y artificiales

Cuenca aportante interior a la zona urbana

Aportes moderados en crecidas

Diseños para Tiempos de retorno menores (2, 5, 10,

…años)

Problemas menores, ejemplos: Inundaciones

frecuentes en calles y avenidas.

Consecuencias de inundación: Pérdidas de bienes,

tiempo, incomodidades, muchos afectados.

Impacto urbano en el ciclo hidrológico

El desarrollo urbano altera la cobertura vegetal provocando varios efectos que afectan

los componentes del ciclo hidrológico natural. Con la impermeabilización del suelo a

través de tejados, calles, veredas y patios, el agua que previamente era infiltrada, pasa

a escurrir por los conductos de desagüe aumentando el escurrimiento superficial. El

volumen que escurría lentamente por la superficie del suelo y quedaba retenido por la

plantas, con la urbanización, pasa a escurrir en los canales, exigiendo mayor

capacidad de escurrimiento de las secciones.

En la siguiente figura se presentada el efecto sobre las variables del ciclo hidrológico

debido a la urbanización.

Con la urbanización son introducidas las siguientes alteraciones en el referido ciclo

hidrológico:

Reducción de la infiltración en el suelo.

El volumen que deja de ser infiltrado queda en la superficie, aumentando el

escurrimiento superficial. Además de esto, como fueron construidos conductos

pluviales para el escurrimiento superficial, acelerando y provocando una

reducción del tiempo de desplazamiento.

Con la reducción de la infiltración, el acuífero tiende a disminuir el nivel de la

capa freática por falta de alimentación (principalmente cuando el área urbana

es muy extensa), reduciendo así el escurrimiento subterráneo. Las redes de

abastecimiento y cloacal poseen pérdidas que pueden alimentar el acuífero,

teniendo un efecto inverso al mencionado.

Debido a la sustitución de la cobertura natural ocurre una reducción de la

evapotranspiración, ya que la superficie urbana no retiene agua como lo hace

cobertura vegetal y no permite la evapotranspiración de los follajes y del suelo.

A pesar de esto, las superficies urbanas generadas por las ciudades sufren

calentamiento y cuando ocurre precipitaciones de baja intensidad puede

generar una mayor evaporación.

Modificación del hidrograma de diseño, pues este toma un carácter súbito, con

la presencia del tiempo pico mucho más rápido, a su vez que el sistema

hidrográfico pierde capacidad de retención y almacenamiento. La forma del

hidrograma provoca que generalmente se tenga un área mayor bajo la curva, lo

que representa mayor volumen de escurrimiento, además de que el gato pico

es mayor.

El aumento de la velocidad de escurrimiento

La cuenca se vuelve sensible a las lluvias intensas de corta duración.

2. HIDRÁULICA Y DRENAJE PLUVIAL

2.1. CAPTACION DE AGUAS PLUVIALES EN EDIFICACIONES

Según el ítem 4.3 del RNE Norma OS-060, se exige que toda nueva habilitación

urbana que se ubique en una localidad cuyo nivel de precipitaciones sea igual o mayor

a 10 mm en 24 horas deberá contar obligatoriamente con un sistema de alcantarillado

pluvial.

En base a lo mencionado se tendrá la siguiente consideración: con la finalidad de

garantizar la estabilidad de las estructuras de toda edificación que tenga que

almacenar el agua pluvial en sus azoteas, será necesario que este sean evacuadas a

los jardines o suelos sin revestir, a fin de favorecer la infiltración al subsuelo. Sin

embargo, si no es posible evacuarla a estas zonas, las aguas de la precipitación

pluvial serán conducidas al sistema de drenaje exterior o calzada.

Según el RNE para colocar una bajada de aguas pluviales se considera la superficie

de nuestra azotea. Cada 100 m2 equivale a una bajada de 4” 0 100 mm. Así 150m2

equivale a 6”, 200m2 a 8”, etc.

Estructuras y accesorios considerados para el sistema de canales y bajantes:

El tipo de techo: puede ser de una o dos aguas, de calamina, tejas o PVC. Debe

respetar los porcentajes de las caídas y las dimensiones correctas, para que el agua

de la precipitación fluya hacia los canales.

2.2. CAPTACION DE AGUAS PLUVIALES EN PISTAS, AVENIDAS Y

CARRETERAS

ORIENTACIÓN DEL FLUJO

Todas las aguas pluviales provenientes de calzadas, veredas y además las

provenientes de las viviendas considerarán pendientes longitudinales (SL) y

pendientes transversales (St) con la intención de acumular el agua en las diferentes

estructuras diseñadas para tal fin y que se ubican sobre el pavimento generalmente.

Por lo general se considera:

Pendiente Longitudinal (Sl) > 0,5%.

Pendiente Transversal (St) de 2% a 4%

CAPTACIÓN Y TRANSPORTE DE AGUAS PLUVIALES

CUNETAS

Las cunetas son zanjas longitudinales revestidas o sin revestir abiertas en el terreno,

ubicadas a ambos lados o a un solo lado de la carretera, con el objeto de captar,

conducir y evacuar adecuadamente los flujos del agua superficial.

Se proyectarán para todos los tramos al pie de los taludes de corte, longitudinalmente

paralela y adyacente a la calzada del camino y serán de concreto vaciadas en el sitio,

prefabricados o de otro material resistente a la erosión.

Serán del tipo triangular, trapezoidal o rectangular, siendo preferentemente de sección

triangular, donde el ancho es medido desde el borde de la rasante hasta la vertical que

pasa por el vértice inferior. La profundidad es medida verticalmente desde el nivel del

borde de la rasante al fondo o vértice de la cuneta.

Sección de una cuneta típica en una calle

Secciones usuales de las cunetas

SUMIDEROS

Las coladeras pluviales o sumideros tienen como objetivo captar los escurrimientos

superficiales debidos a la lluvia y conducirlos a la red de alcantarillado. Su

dimensionamiento y ubicación dependen básicamente de dos factores: el tamaño y

tipo de área a la que sirven y la capacidad de las mismas.

Del primer factor depende la cantidad de agua que llegará a la alcantarilla, ya que el

flujo de agua es proporcional al área de servicio y al tipo de superficie de dicha área

según su permeabilidad.

Se pueden clasificar en tres tipos:

I. Sumidero Lateral en sardinel.- Consiste en una abertura vertical en el

sardinel

II. Sumidero de Fondo.- Consiste en una abertura en la cuneta cubierta por uno

o más sumideros. Un sumidero Mixto o Combinado será el formado de un

sumidero lateral y uno de fondo actuando como una unidad.

III. Sumidero de Rejillas en calzada.- Se trata de una canalización transversala

la calzada y a todo lo ancho de esta, cubierta con rejillas.

REJILLAS

Por lo general son de fierro

fundido o de fierro laminado, según el material del que están fabricados. Por otra

parte, según la posición relativa con el sentido del flujo podrán ser:

Rejilla horizontal

Rejilla vertical

Rejilla horoizontal y vertical

En cuanto a sus dimensiones y formas que las enmarcan, son más preparadas para

estructuras rectangulares o cuadradas y de 60 cm x 100 cm x 45 cm. y la separación

de sus barras puede ser de 20, 35 y 50mm.

COLECTORES DE AGUAS PLUVIALES

Son un conjunto de canales y tuberías necesarios para evacuar la escorrentía

superficial producida por las lluvias a un curso de agua.

Construcción de una cámara o buzón

para drenaje pluvial

Estos conductos subterráneos, que van aumentando su diámetro a medida que

aumenta el área de drenaje, descargan sus aguas al punto más cercano de un curso

de agua.

Para las tuberías se deberán considerar los siguientes aspectos:

Ubicación y alineamiento: Evitar la instalación de colectores bajo la calzada y la

berma.

Resistencia: Estas se especifican en la NTP de cada tipo de tubería

El colector debe ser capaz de evacuar un caudal a tubo lleno igual o mayor que

el caudal de diseño.

La velocidad mínima será de 0.90 m/s a flujo lleno para evitar sedimentación de

arenas y finos.

La velocidad máxima en colectores con pocos sedimentos dependerá del tipo

de material y no excederá el valor mostrado en la tabla, para no causar erosión

en las tuberías.

3. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Y CONTROL DE CALIDAD

3.1. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

La construcción de un sistema de alcantarillado se lleva a cabo mediante una serie de

actividades, las cuales se pueden describir en el siguiente orden:

1. Limpieza y trazo de la red. El trazo de la red se realiza con cal de acuerdo al

ancho de la zanja y de acuerdo a los planos del proyecto. Durante esta

actividad deberán removerse todos aquellos obstáculos tales como piedras,

árboles, etc. que pudieran dificultar la construcción de la red, especialmente en

aquellas poblaciones donde no existe pavimento en las calles.

2. Ruptura de pavimento. Esta actividad se realiza en aquellos casos en que

deben hacerse ampliaciones o la instalación de la red por primera vez en

aquellas poblaciones cuyas calles ya cuentan con pavimento.

3. Excavación de la zanja. Se efectúa empleando maquinaría o a mano según el

tipo de suelo y la disposición de mano de obra de la localidad. La maquinaría

puede consistir en retroexcavadoras, dragas o zanjadoras según el tipo de

zanja por excavar.

En los puntos donde se construirán pozos de visita se suele hacer la excavación un

poco más amplia, de acuerdo con las dimensiones del pozo y se coloca una plantilla

de concreto de acuerdo con los niveles de proyecto.

4. Protección de las paredes de la zanja. En algunos casos se requiere el uso de

ademes pues el material de los costados de la zanja no resiste los taludes de

excavación.

5. Extracción del agua de las zanjas. Puede llevarse a cabo con bombas en

aquellos lugares en que el nivel freático sea somero y dificulte la excavación de

las zanjas.

6. Instalación de la tubería. Cuando la excavación de las zanjas ha avanzado lo

suficiente, se realiza una nivelación con teodolito de la plantilla de la zanja y se

coloca la cama de arena según las especificaciones de la misma.

Posteriormente se instala cuidadosamente la tubería de acuerdo a las cotas y

pendientes de proyecto.

La unión de las tuberías se realiza tal como lo recomienda el fabricante de la tubería y

en aquellos espacios donde se ubicarán los pozos de visita se suelen dejar los huecos

durante la instalación de la tubería, para que una vez colocada la tubería se

construyan los pozos.

7. Relleno de la zanja. Cuando ya ha sido instalada la tubería y se han hecho los

pozos necesarios, se inicia el relleno de la zanja de acuerdo a las

especificaciones del relleno de la zanja. Usualmente se apisona el relleno en

capas de 10 cm de espesor hasta cubrir el lomo de la tubería. Posteriormente

pueden apisonarse capas de mayor espesor (15 a 25 cm) hasta alcanzar la

superficie del terreno.

Antes de pavimentar deberá esperarse de tres días a una semana para que el terreno

alcance su compactación natural y se eviten asentamientos posteriores.

8. Reconstrucción del pavimento. Finalmente, se reconstruye el pavimento

faltante o se pavimenta toda la calle según lo especifique el proyecto.

La instalación de las estructuras de captación se realiza siguiendo los mismos pasos

anteriores, pero complementando la instalación de las tuberías con las estructuras de

captación.

Cuando se requiere la construcción de conductos in situ, después de la excavación de

las zanjas se lleva a cabo un procedimiento constructivo que permite la construcción

de los conductos en dos o tres partes según los siguientes pasos:

a) Preparación de la cimentación del conducto. Si el terreno de la zanja es

consistente, se le da al fondo de la zanja la forma exterior del conducto. Por

otra parte, si el terreno es blando, se coloca una plantilla de concreto pobre en

el fondo de la zanja.

b) Construcción de la losa de fondo. Con el terreno preparado, se coloca un

armado que permita en primer término colar la losa de fondo y que ya incluya el

armado de los muros.

c) Construcción de los muros. Una vez que ya se tiene la losa de fondo se

pueden colar los muros y en ocasiones hasta el techo del conducto empleando

cimbras especiales.

d) Construcción del techo del conducto. Si la sección del conducto es rectangular,

se cuela el techo del conducto una vez que los muros están listos.