Tuberia de Acueductos

LAS TUBERÍAS DE ACUEDUCTO

Las tuberías instaladas en las redes de acueducto de las ciudades y municipios del país están fabricadas en materiales diversos como asbesto-cemento, concreto-acero, hierro, acero, cobre y plástico.
Para identificar y clasificar la tubería se deben tener en cuenta las características de cada una de ellas, pues están relacionadas con las funciones que cumplen en la red de acueducto.
La correcta selección de la tubería garantiza la calidad de la instalación y su reparación.
Características principales a considerar:
- Material
- Longitud de cada tubo
- Diámetros ( ø ) en pulgadas (“)⁽¹⁾ comerciales
- Relación entre el diámetro exterior y el espesor (RDE)
- Presión de trabajo
Requerimientos para la selección de las tuberías de acueducto:
- Caudal a transportar
- Resistencia a la presión interna
- Resistencia a las cargas externas
- Facilidad de mantenimiento
- Resistencia a la corrosión y a la oxidación
- Resistencia a las incrustaciones
- Resistencia a las corrientes eléctricas erráticas
- Vida útil y costos
- Estanqueidad
En el cuadro siguiente encontrará un resumen de las tuberías con algunas de las características comerciales como los diámetros usuales en pulgadas, longitud en metros y algunas propiedades según los materiales de su fabricación.
Léalo y analícelo. Pero devuélvase a este cuadro cuantas veces necesite, especialmente cuando estudie otros aspectos de la tubería de acueducto.
(1) ø Símbolo empleado para indicar diámetro
( “) Significa pulgadas
Clases de tuberías según el material, diámetro y longitudes
(Presentación comercial usual)

Clases de tuberías según el material, diámetro y longitudes (Presentación comercial usual)

Tipos de tubería según el material	Diámetro en pulgadas	Longitud en metros
Asbesto-cemento o AC	2,3,4,6,8,10,12, 14, 16, 18, 20, 24, 28.	4
Cloruro de polivinilo o PVC	1/2, 3/4, 1, 1i/4, 2, 21/2, 3, 4, 6, 8, 10, 12.	6
Plástico flexible PF + UAD	1/2, 3/4.	Rollo 90
Cobre	3/8, 1/2, 3/4, 1,11/4,11/2, 2	Rollo 90 o más
Cilindro de Acero y Concreto ACCP	10 en adelante sobre pedido hasta 78	5y10
Hierro acerado o lámina de acero H.A	1i/a, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12. En adelante sobre pedido	5y10
Hierro fundido H.F	3,4,6,8,10, 12, 14, 18, 24, 30, 36.	6
Hierro Dúctil - H.D	4,6,8,10, 12, etc.	6y12
Hierro Galvanizado H.G	1/8, 1/4, 3/8, 1/2, 1i/2, 3/4, 1, 1i/4, 2, 2i/z, 3,4, 6,8, 10, y 12.	6
Polietileno de alta densidad	1/2 a 8.	100
Fibra de vidrio	10 en adelante (Importación)	6

TUBERÍAS MÁS USADAS Y CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
Tuberías de asbesto cemento o fibra-cemento ac.

Esta tubería se utilizó masivamente en Colombia entre 1945 y 1975 en las redes de acueducto, pues se fabrican en gran variedad de diámetros.
En Colombia se producen hoy en día para tres usos:
- Para redes de acueducto
- Para alcantarillado
- Para ductos telefónicos
Características de la tubería de Asbesto-Cemento A.C. para acueductos a presión.
La unión de estos dos materiales, asbesto y cemento, produce una tubería con las siguientes características:
· Presenta una superficie interior lisa que facilita el paso del agua
· Es inmune a la oxidación metálica pero presenta acartonamiento( ), en terrenos agresivos, es decir con alto contenido de sulfatos (suelos ácidos).
· Se han encontrado adherencias internas considerables ocasionadas por residuos del sulfato de aluminio utilizado como coagulante.
· Presenta buen comportamiento ante el golpe de ariete
· Presenta buen comportamiento en casos de movimientos sísmicos
· Es totalmente inmune a las corrientes eléctricas erráticas. Por no ser conductor es inmune a la perforación de las paredes del tubo por esta causa.
· Su manejo y la instalación requieren cuidado por ser una tubería frágil a los golpes o caídas.
El costo del transporte es menor que el de las tuberías metálicas por ser más livianas.

Clases de tuberías de asbesto-cemento, según la presión de prueba y la presión de trabajo

Tubo clase	Color de la banda de identificación	Presión de prueba (kg/cmz)	Presión de trabajo (kg/cma)
10	AZUL	10	5.0
15	ANARANJADO	15	7.5
20	ROJO	20	10.0
25	VERDE	25	12.5
30	NEGRO	30	15.0

Para su compresión debemos aclarar los siguientes conceptos:

Presión de trabajo	Es la presión de diseño; es decir, la presión máxima que calcularon los ingenieros cuando diseñaron el acueducto en una zona específica de éste: conducción, distribución, impulsión. (Incluye sobrepresión por golpe de ariete).
Presión de prueba	Está determinada por el fabricante y generalmente es el doble de la presión de servicio del acueducto, o sea de la presión de trabajo.
Presión de rotura	Es la presión máxima en la cual se rompe el tubo

La unión normal para instalación de tubería es la Etermatic. La unión de reparación recomendada es la Gibault (También se utiliza Etermatic sin caucho cen­tral).
Rotulamiento
La Tubería de Asbesto-Cemento viene rotulada con una o dos bandas de color que identifican su clase, la fecha y el lote de producción. Tales aspectos se deben tener en cuenta al inspeccionar las tuberías antes de llevarlas a la obra. Igual ocurre con todas las tuberías para acueducto que venimos estudiando.
Hace algunos años los fabricantes cambiaron (disminuyeron) los espesores de las tuberías de j 8” en adelante disminuyendo el diámetro exterior, por lo cual se debe verificar si la tubería y uniones requeridas para una reparación son las adecuadas. La tabla antigua tiene una sola banda y la tabla nueva dos bandas.
Transporte
En lo posible, estas tuberías deber ser transportadas en camiones con barandas que permitan el cargue y descargue lateral.
Deben ir sobre plataformas de tal manera que los tubos se puedan colocar uniformemente, sin que sobresalgan más de un cuarto de su longitud.
En lo posible no se deben usar volquetes, así sea para viajes cortos. Por ningún motivo utilice el volteo de estos vehículos para descargar la tubería directamente al suelo.
Se recomienda descargar las tuberías tan cerca de la zanja como sea posible, colocándola del lado opuesto donde va a depositar la tierra excavada, en caso de que la zanja no esté abierta.
Almacenamiento
Conviene que el piso esté nivelado.
Se pueden sobreponer, sin que los montones sean muy altos. Almacene la tubería donde no vaya a sufrir golpes, la tropiecen o se ruede. Al hacerlo manéjela con cuidado y siga las instrucciones contenidas en la cartilla guía que suministra el proveedor.

NO OLVIDE: Es muy importante cumplir con las recomendaciones del fabricante para el cargue y descargue, el transporte y almacenamiento de las tuberías. Si usted cumple con ellas, evita que la tubería se estropee por un mal manejo y se dañe o disminuya su vida útil.

Tubería de cloruro de polivinilo o pvc.
Se produce en Colombia para cinco usos:

Clases	Color
Para presión en redes de acueducto Alcantarillados sanitarios Desagües sanitarios Ductos telefónicos y eléctricos Desagües, aguas lluvias y ventilación	Gris Blanco Amarillo Blanco Naranja

Es muy utilizada hoy en día en los acueductos de Colombia y en sus conexiones domiciliarias, para transporte de agua fría.

Características de la Tubería de acueducto PVC.
Tiene las mismas propiedades del PVC con el cual se fabrica:
- La tubería de PVC de acueducto, es resistente a la presión de trabajo y es inmune a la corrosión.
- En su terminado, las paredes interiores son lisas; esta característica perdura con la vida útil de la tubería. Además, esta característica facilita el transporte del agua. En algunas ocasiones se han encontrado adherencias de óxido de manganeso.
- Es inerte a la corrosión química y electrolítica interna y externamente. Es decir, ni se oxida ni se degrada, en caso de que se vea expuesto a ambientes químicamente agresivos.
- Se degrada con los rayos ultravioleta cuando se expone a la luz solar.
- Es liviana lo cual permite su manejo, instalación y economía en el transporte.
- En el momento de su instalación el plomero puede darle deflexión considerable (en diámetros pequeños puede obviar codos de gran radio).
- Auto extinguible: Esta característica impide que la tubería se incendie cuando esta lleno de agua.
- Resistencia a los productos químicos en cualquier medio en que se instale.
- Presenta buen comportamiento ante movimientos sísmicos y asentamientos.
- Baja conductividad térmica. Soporta el agua caliente hasta 50 grados sin derretirse. Si pasa de los 50 grados, el tubo se ablanda.
- Cuando es sometida a altas temperaturas producen sustancias altamente tóxicas.
- La tubería de PVC puede ser de unión soldada (hasta j 4”) o unión mecánica (j 2” en adelante).
- Para empalme en casos de daños existen uniones de reparación.
- La tubería de unión mecánica trae incorporada la unión en un extremo del tubo. Según el fabricante, esta unión recibe un nombre diferente: Unión Z, Tyton, etc.
Clases de tuberías PVC según la presión de prueba y presión de trabajo.

RDE	Presión de trabajo (Kg/cmz) en fabrica	Equivalente a una columna de agua de:
9
13.5
21	14.06	140.6mts
26	11.25	112.5mts
32.5	8.79	87.9 mts
41	7.03	70.3 mts

La relación diámetro / espesor, se obtiene dividiendo el diámetro externo del tubo por el espesor de éste y se denomina RDE. A menor valor de RDE mayor espesor del tubo y por ende mayor resistencia.
Rotulación
La tubería tiene escrito en la superficie exterior: el diámetro, el RDE, la presión de trabajo, la fecha de fabricación y número de lote de fabricación.
Transporte de la Tubería
Para el traslado de esta tubería se deben disponer de camiones por lo menos de 6 metros de longitud que permita colocar la tubería en forma horizontal.
- Se pueden transportar en arrumes que no sobrepasen 1 .5 mts de altura.
- Las hileras deben ir bien colocadas para que no se golpeen entre sí, ni se rueden a los lados ni se resbalen.
- En el cargue y descargue, evite por todos los medios a su alcance que la tubería sea arrastrada y golpeada por el suelo.
Almacenamiento de la Tubería PVC
Para guardar y conservar en perfecto estado las tuberías PVC, es preciso atender a las siguientes recomendaciones.
- El piso donde se colocan debe estar perfectamente nivelado.
- Se ubican en hiladas, dejando libres las campanadas de unión para que no se deterioren.
- Los arrumes no deben pasa de 1.5 mts de altura (así como advertimos en la forma de transportarlas).
- Colocarla donde quede protegida de los rayos solares.

NO OLVIDE: Seguir las indicaciones suministradas por los fabricantes para el transporte, carga y descarga, almacenamiento y protección de la tubería PVC.

En su trabajo: todos confían en lo que usted hace. Tanto en el Acueducto como en la comunidad saben que usted tiene conocimientos y capacidad para hacer bien su trabajo.
Tubería de plástico flexible pf + uad
Se fabrica en Colombia exclusivamente para conexiones domiciliarias o acometidas. Se considera de buena calidad y se viene usando con éxito en reemplazo de las tuberías de cobre, HG y PVC rígido.
La tubería de plástico flexible es un producto relativamente nuevo; se encuentra en el mercado en los mismos diámetros de la tubería de cobre (1/2-3/4) que se venían instalando en las acometidas de las viviendas. Se presenta comercialmente en rollos de 90 mts.

Características de la Tubería de Plástico Flexible

Tubos para la explotación de taladros largos en explotación subterránea

Presentación

El presente de investigación recopila información general sobre los tubos de perforación para la realización de taladros largos. Primeramente recopila algunos principios básicos de la aplicación de taladros largos en algunos métodos de explotación subterránea, posteriormente se describen ventajas del sistema de perforación roto percusivo para taladros largos que usa tubos de perforación; seguidamente se describen las características que deben poseer unos buenos tubos de perforación y finalmente se describen las características de los tubos de perforación del sistema coprod de atlascopco siendo esta empresa la principal distribuidora de maquinaria de perforación.

Conceptos previos

1.1 UTILIZACIÓN DE TALADROS LARGOS EN METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

Como ejemplo del uso de taladros largos en explotación subterránea, a continuación se describirá el uso de taladros largos en dos aplicaciones:
Abertura-finalización.

- Cráteres Verticales en Retirada.

1.1.1 TALADROS LARGOS EN EL METODO DE ABERTURA-FINALIZACION

En esta variación del método de tajeos en subniveles la producción es algunas veces lograda por taladros paralelos de la parte superior a la parte mas baja del tajeo designado, usando un subnivel en la parte superior del tajeo que es del ancho del tajeo. Como en el método de voladura de taladros, rebanadas verticales del mineral son voladas dentro del tajeo. Este método generalmente permite taladros largos para ser usados y pueden ser más eficientes en términos de consumo de explosivos.

1.1.2 TALADROS LARGOS EN EL METODO DE CRATERES VERTICALES EN RETROCESO

La tercera variación de Tajeamiento en subniveles es un método patentado conocido como vertical crater retreat (VCR). El usa un patrón de taladros similar al del método abertura-finalización. Sin embargo, el mineral es volado en rebanadas horizontales usando carga y voladura del subnivel en la parte superior del tajeo. Esto requiere que los taladros primeramente sean sellados con tapones que pueden ser colocados encima. Los taladros son entonces cargados para una altura fija de carga y voladura. Típicamente, las rebanadas horizontales voladas son de alrededor de 15 ft (5m) en espesor hasta que la voladura horizontal se acerque a la parte superior del tajeo. La voladura final en la parte superior del tajeo es dimensionada para ser como mínimo dos veces el espesor normal de voladura para que el piso de labor de el subnivel no sea debilitado por voladura hasta que los trabajadores hayan salido fuera del subnivel para el tiempo posterior.

El método VCR fue patentado por una firma de explosivos canadienses que desarrollo el método de probar cráteres que asegura que el procedimiento de voladura es adecuado para la masa de roca en el tajeo.

1.2 UTILIZACIÓN DE TALADROS LARGOS EN METODOS DE EXPLOTACION SUPERFICIAL

Los taladros largos utilizados en explotación superficial según las demandas de longitud de perforación y las limitaciones de los equipos de perforación.

1.3 PERFORACIÓN DE TALADROS RECTOS

1.3.1 PERFORACIÓN DE PRECISIÓN

Para los mejores resultados de voladura global, el taladro necesita permitir su diseño a lo largo de su longitud total.

Taladros rectos son importantes, así desviación deberá ser evitada lo mas que sea posible con cada hueco de collar en la posición exacta, y perforando en la dirección correcta y la apropiada profundidad.

Precisión en posicionamiento de collar y alineamiento de taladro pueden ser logrados con apropiados cálculos y marcas de un indicador montado en el sustento, y un instrumento de profundidad de taladro. También es necesaria una buena visión del procedimiento de puesta de collar desde la cabina de operación.

1.3.2 CONSECUENCIAS DE LA DESVIACIÓN DE TALADROS

Las principales consecuencias de la desviación de taladro son:

- Fragmentación incontrolada de material roto.

- Posibles tiros fallados debidos a la intersección entre los taladros se detonan en intervalos indeseables.

- Excesiva presión y espacio entre taladros adyacentes.

- Voladura secundaria.

- Conduce a costos más altos de cargado, transporte y molienda.

1.3.3 CARACTERÍSTICAS QUE DEBEN POSEER UNOS BUENOS TUBOS DE PERFORACIÓN

- Conexiones hembra y macho de roscado resistentes, lo cual ayuda a prolongar la vida de servicio y con menor desgaste también se disminuye la desviación dentro del taladro.

- Rigidez entre las conexiones para disminuir la desviación del taladro.

- Tubos y varillas resistentes para evitar su rotura durante la perforación.

Equipos de explotación para producción Atlas COPCO

Atlas Copco ofrece una línea completísima de equipos de perforación para producción Simba que han demostrado ser extremadamente productivos. Podemos ofrecer el equipo de perforación Simba adecuado para cada aplicación gracias a la disponibilidad de diferentes longitudes de deslizadera, perforadoras y un amplio programa de opciones.

Las maquinas perforadoras SIMBA son perforadoras en cabeza.

Utilizan motores COP los cuales son de la serie COPROD que combinan la precisión en la rectitud de los taladros realizados por perforadoras rotatorias y la fuerza de avance que ejercen las perforadoras a percusión.

Los motores COP utilizan un sistema de roto-percusión Coprod

2.1 SISTEMA PARA LA PERFORACIÓN DE TALADROS LARGOS COPROD

Antes de entender el sistema de perforación coprod es necesario entender a los sistemas de perforación Tophammer y DTH.

2.1.1 SISTEMA TOPHAMMER

Mas perforaciones para operaciones de tajeo que han sido ejecutadas con tophammers, usando varillas de extensión conectadas por mangas de acople roscadas, y una broca intercambiable en uno de sus extremos. Este equipo trabaja bien para diámetros de pequeño diámetro en roca sólida, pero no son efectivas en diámetros grandes de taladro, o en condiciones de terreno deterioradas. Allí ocurren problemas en transmitir suficiente energía para la broca, especialmente en taladros profundos, y en obtener flujo satisfactorio.

En la perforación tophammer, el golpe debe ser aplicado desde atrás para mantener la broca en contacto con el fondo del taladro. Esto puede causar flexión a la relativamente delgada serie de perforación, y que la dirección de la broca pierda su alineamiento.

Progresivamente poderosa perforadora hidráulica envía mas energía percusiva a la serie de perforación, permitiendo grandes diámetros de taladro en tajeos, Sin embargo, debido a movimientos microscópicos entre las partes en el enroscado en la serie de perforación, energía es pérdida y calor desarrollado. La energía perdida puede ser considerable por el tiempo en el que la ola de shock mantiene la broca, y allí podrá ser desgastada la rosca y reducir la vida de los componentes de la serie de perforación.

2.1.2 SISTEMA DTH

El sistema DHT fue desarrollado para vencer algunos de los problemas asociados con la rectitud de taladro sufrida por perforadoras tophammer. Tubos guía rígidos con gran diámetro externo, fueron desarrollados para mantener la serie de perforación en un curso de línea recta, y mejorar flujo. Con un DTH hammer una serie de tubos ofrecen mas grande rigidez, y corren cerrando las paredes del taladro, resultando en una considerable menor desviación que en serie de perforación tophammer.

2.1.3 COMBINACIÓN DE LOS DOS SISTEMAS EN COPROD

El sistema Coprod fue introducido en 1992, fue ovacionado como un gran salto hacia arriba en la perforación de taladros.

Coprod no es únicamente una combinación de características positivas, es también integrar dos tipos de series para perforación percusiva medio de un tophammer. Varillas de rotación internas transmiten poder y empujan a la broca y otros tubos transfieren rotación, adicionan rigidez a la serie y mejoran eficiencia de flujo. Estos activos logran alta tasa de perforación tophammer y grandes diámetros de taladro.

En términos simples, sistema de perforación percusiva regresa para golpear una varilla de acero con una broca en uno de sus extremos y, como culatazo mantiene la varilla saltando hacia atrás, rotación es hecha en un ángulo pequeño entre soplido para asegurar que el taladro es rodeado.

Las varillas en el sistema Coprod no tienen roscas y son simplemente puestas una encima de la otra. Lateralmente, ellas son centradas por el arbusto guía en los tubos rodeándolos, y longitudinalmente, contacto entre los extremos de varilla es mantenido por el empuje de atrás. Ellas se mueven longitudinalmente dentro de cada tubo, transmitiendo la energía de perforación de la broca a la roca, mientras los tubos proveen la rotación. Tirones en las varillas las previenen de resbalamientos durante manejo.

Gracias a el único sistema de amortiguamiento de doble culatazo desarrollado para uso con Coprod, las varillas se mantienen en permanente contacto una con otra. Así ellas pierden casi nada de energía en sus uniones, y eficiencia de perforación es mantenida en virtualmente el mismo nivel del inicio al final de la profundidad del taladro.

Flujo de aire introduce la broca vía canal central, la cual conecta a la superficie cilíndrica en la broca. Una pequeña cantidad de aire, conteniendo una pequeña cantidad de aceite, escapa vía los canales en el mandril y la broca y los lubrica. De esta manera el flujo de aire viaja entre los lisos fuera de los tubos y la pared del taladro, proveyendo una constante sección transversal, y condiciones ideales para los fines de perforación.

Durante operaciones de perforación, si la broca entra a una cavidad y se hunden los canales del mandril de broca, el martillo siente esto y percusión es interrumpida. Rotación es mantenida, sin embargo percusión se reinicia automáticamente cuando la broca encuentra resistencia nuevamente.

Los resultados son un alto poder de impacto con mínimo desgaste. Aquí las otras pipas son suavizadas y fluyen a lo largo de la longitud entera de la serie de perforación, esto hace imposible que ocurra atascamiento. Experiencia práctica con Coprod ha sido excepcionalmente buena. El método da buena economía global, particularmente en producción a gran escala y cuando perforación es en fisura o otras maneras de demandas de condiciones de roca.

Coprod ofrece únicas características para perforación de taladros rápidos y rectos. Y las más problemáticas llegadas de terreno, el mas incomparable sistema de perforación es nuestro.

La experiencia desde 1992 con el sistema original Coprod conduce a una segunda generación lanzada el 2005 ofreciendo gran confiabilidad y larga vida.

 

Catálogo de Altas Copco para equipos de perforación superficial 2005

Autor:

Jose Carlos Bustamante Morales

Clasificación de rocas

Clasificación de rocas

Clasificación genética de las rocas

Esta clasificaron es necesariamente arbitraria. Existen pasos progresivos entre las cuatro clases del cuadro.

1.1 Clasificación de rocas sedimentarias

1.1.1 Aproximación de clasificación de rocas sedimentarias

1.1.2 Clasificación genética de rocas sedimentarias

1.1.2.1 Rocas a partir de conjuntos detríticos

Las rocas detríticas se subdividen en función del tamaño de los elementos transportados presentes.

El tamaño de los fragmentos depende en gran parte de su naturaleza, y las ruditas, arenitas y pelitas están sobre todo constituidas por fragmentos de rocas, granos de cuarzo y pajitas de arcillas, respectivamente.

Clasificación de rocas sedimentarias con porcentajes variables de detríticos.

1.2 Clasificación de rocas ígneas

1.2.1 Clasificación de rocas ígneas según el lugar de cristalización

1.2.2 Clasificación y nomenclatura de las rocas ígneas por su composición mineralógica

1.2.3 Clasificación por el contenido ferro magnesiano o de sílice

Estableciendo estos parámetros en una roca ígnea podemos clasificarla en los principales grupos de rocas ígneas que podemos establecer: FÉLSICAS (GRANÍTICAS), INTERMEDIAS (ANDESÍTICAS), MÁFICAS (BASÁLTICAS) Y ULTRAMÁFICAS (PERODITÍTICAS).

1.3 Clasificación de las rocas metamórficas

1.3.1 Clasificación de las rocas metamórficas por la composición mineralógica de las rocas metamórficas

1.3.2 Clasificación de rocas metamórficas según la foliación

Autor:

Jose Carlos Bustamante Morales