Empuje hidráulico y acerrojado

Agua
Los empujes hidráulicos aparecen en los cambios de dirección, en las reducciones de diámetro (codos, tes, conos) y en los extremos de las canalizaciones por donde circula un fluido a presión. Estos empujes pueden ser muy elevados y su acción debe ser contrarrestada por sistemas de acerrojado apropiados o por macizos de hormigón.
 
Los empujes hidráulicos aparecen en canalizaciones a presión:
  • con cada cambio de dirección (codos, tes),
  • con cada cambio de diámetro (conos),
  • en cada extremo (bridas ciegas).
Es necesario equilibrar estas fuerzas de empuje locales para evitar el desenchufado de las juntas, ya sea:
  • mediante el uso de juntas acerrojadas,
  • mediante la construcción de macizos de hormigón.
La siguiente tabla recoge las fuerzas de empuje para una presión de 1 bar. (Para obtener los resultados de diferentes presiones, multiplique por el valor en bar de la presión de prueba en obra).
DNEmpuje en daN para 1 bar
Té y brida ciegaCodoCodoCodoCodo
1/41/81/161/32
60476636189
8075107582915
100109155844321
1251632301256332
1502273211748944
20038754729615176
250590834451230116
3008351 180639326164
3501 1221 587859438220
4001 4452 0441 106564283
4501 8092 5591 385706355
5002 2233 1441 701867436
6003 1674 4792 4241 236621
7004 278 3 2741 669839
8005 568 4 2622 1731 092
9007 014 5 3682 7371 375
1 0008 626 6 6023 3661 691
1 10010 405 7 9644 0602 040
1 20012 370 9 4684 8272 425
1 40016 787 12 8486 5503 291
1 50019 236 14 7237 5063 771
1 60021 851 16 7248 5264 284
1 80027 612 21 13310 7735 413
2 00034 045 26 05713 2846 674

 

¿Por qué acerrojar las canalizaciones de agua?

Los empujes hidráulicos aparecen en los cambios de dirección, en las reducciones de diámetro (codos, tes, conos) y en los extremos de las canalizaciones por donde circula un fluido a presión. Estos empujes pueden ocasionar el desenchufado de las canalizaciones si no se contrarrestan mediante macizos de anclaje de hormigón o mediante sistemas de acerrojado apropiados.

Valor del coeficiente K en función del tipo de accesorio
Accesorio
K
Brida ciega
1,000
Codo 1/4
1,414
Codo 1/8
0,765
Codo 1/16
0,390
Codo 1/32
0,196
Cono
1-S’/S (siendo S’ la sección más pequeña)
Te
1,000

 

Mayor libertad en el diseño de las redes

Hacia la desaparición de los macizos de anclaje en hormigón

Los sistemas de acerrojado están sustituyendo cada vez más a los macizos de anclaje de hormigón. De hecho, estos macizos, pesados y voluminosos, presentan numerosos inconvenientes:

Influencia en las obras

Cuanto mayor sea el diámetro de las canalizaciones, mayores han de ser las dimensiones de los macizos. Esta circunstancia puede generar verdaderos problemas de ocupación del subsuelo, ya que múltiples redes (gas, saneamiento, telecomunicaciones,…) deben  compartir un espacio limitado.

Duración de la apertura de zanjas

Las reglas del arte referentes al hormigón determinan un tiempo de fraguado de 28 días hasta que este alcanza sus propiedades mecánicas características. En la obra, aunque se pueda reducir algo este plazo, sigue suponiendo un trastorno tan importante que no es aceptable en medio urbano.

Riesgos de desestabilización a largo plazo

El origen de estos riesgos puede deberse a causas naturales, cuando los terrenos son muy heterogéneos o accidentados, o estar provocados por excavaciones cercanas destinadas a la intervención en otras redes, especialmente en un entorno urbano. Estos fenómenos afectan a la estabilidad y, por tanto, a la durabilidad de las obras de hormigón, además de poder causar el desenchufado de las juntas.

Un legado difícil de gestionar

En el momento en que sea necesario volver trabajar en las canalizaciones o, en un futuro, desmantelar la conducción al final de su vida útil, habrá que acometer importantes trabajos de destrucción.

Un enfoque moderno del abastecimiento de agua gracias a las tecnologías de acerrojado

La utilización de sistemas de acerrojado es un área en rápido crecimiento a nivel mundial. De hecho, estos sistemas presentan importantes ventajas:

  • Escasa ocupación del subsuelo

El espacio ocupado por las canalizaciones dotadas de sistemas de acerrojado es idéntico al que ocupan las canalizaciones que no lo llevan. Esto permite dejar espacio suficiente a otras redes. Además, se contribuye a la reducción del volumen de excavación.

  • Limitación de las dificultades logísticas

No siempre es fácil, por motivos de accesibilidad, de coste…, disponer de los m3 de hormigón necesarios para construir los macizos de anclaje. Esto limita la rotación de los camiones hormigonera, lo que, en la práctica, obliga a ralentizar las cadencias de montaje. Los sistemas de acerrojado son ligeros y fáciles de transportar al lugar de instalación, ya sea en ciudad o en medio rural, en zonas montañosas o en los desiertos más recónditos.

  • Rapidez en la instalación y en la puesta en servicio

La instalación de los sistemas de acerrojado es muy rápida, especialmente en el caso de las juntas STANDARD Vi y EXPRESS Vi. Además, pueden pasar la prueba hidráulica justo después de ser montados.

  • Estabilidad y durabilidad probadas

El funcionamiento de los sistemas de acerrojado depende de su resistencia intrínseca al desenchufado de la junta y del rozamiento con el terreno.

  • Posibilidad de desmontaje

Las canalizaciones pueden desmontarse en todo momento, sin que haya que realizar obras de ingeniería civil largas y pesadas, utilizando las herramientas suministradas por PAM.

Una mayor flexibilidad para la recepción de las redes

Hoy en día, con los sistemas de acerrojado, la instalación y la recepción de las obras se realizan de forma mucho más rápida con un grado de fiabilidad inigualable.

  • No hay necesidad de esperar al fraguado del hormigón;

Las canalizaciones están listas para someterse a la prueba de presión desde el momento en el que se instalan los sistemas de acerrojado.

  • Eliminación de los macizos de anclaje para las pruebas de presión;

Deja de ser necesario construir macizos de anclaje para las pruebas de tramos de la canalización durante la ejecución de las obras, gracias, especialmente, al uso de los accesorios brida-enchufe EXPRESS Vi.

  • Posibilidad de probar tramos más cortos;

Resulta posible probar tramos de red más cortos, lo que facilita la búsqueda y resolución de posibles problemas, además de permitir que se vuelvan a tapar las zanjas con rapidez.
Los sistemas de acerrojado PAM pueden ser probados hasta su PEA (Presión de prueba en obra admisible) durante los ensayos de recepción.

Soluciones de acerrojado para instalaciones difíciles

La amplia gama de soluciones acerrojadas permite adaptarse hasta resolver, incluso, las instalaciones más complicadas:

  • Instalación en camisa, cruce de carreteras, túneles, puentes,
  • Perforación dirigida o sustitución por bursting (UNIVERSAL Ve, consultar folleto sobre perforación dirigida),
  • Instalación en montaña, especialmente mediante las soluciones de acerrojado UNIVERSAL adaptadas a la gama ALPINAL (consultar folleto ALPINAL), además de para microcentrales hidroeléctricas,…
  • Instalación en terrenos inestables, colocación sumergida,…

Los sistemas de acerrojado y el desarrollo sostenible

  • ahorro en materiales: unos pocos kg. de juntas sustituyen a toneladas de hormigón.
  • ahorro de espacio gracias a dispositivos compactos.
  • ahorro en transporte (tierras, hormigón).
  • ahorro de tiempo.
  • ahorro en encofrados de madera para los macizos de hormigón, que ya no son necesarios.

¿Qué longitud hace falta acerrojar en las canalizaciones?

El principio de la técnica consiste en acerrojar, por un lado, las juntas sobre una longitud suficiente a ambos lados y, por otro, la pieza en la que se produce el empuje hidráulico (un codo, por ejemplo), para que actúe así el rozamiento suelo/tubo que permita contrarrestar la fuerza del empuje hidráulico.

El cálculo de la longitud a acerrojar no depende del sistema de acerrojado que se vaya a utilizar. Depende de la presión de prueba y del diámetro de la tubería (así como otros parámetros adicionales).

Para cálculos relacionados utilice nuestra App: