Tuberias. Tuberías en serie: Se usa cuando se quiere llevar el fluido de un punto a otro por un solo camino

Introducción

A través del tiempo, con el desarrollo de la vida humana, el hombre ha ido perfeccionando el manejo de sus recursos, según sea el papel que este cumpla para mantener su existencia en la tierra, uno de estos recursos  es el agua. Debido a la importancia que tiene este líquido para la vida cotidiana se han creado fantásticas estructuras  que la conducen de un sitio a otro con el fin de disponer de ella sin mucho sacrificio. Los romanos fueron unos  de los primeros  creadores de estas estructuras, y con tiempo fueron apareciendo nuevas formas de conducir el agua.

En la actualidad para disponer de agua en nuestras viviendas debe existir  un acueducto  y una red de distribución. Para ello se forma un conjunto de tuberías y conexiones de diferentes diámetros y materiales, según sea el sitio donde se va a colocar, surtiendo de agua a todos los puntos y lugares de la obra que lo requiera, de manera que este líquido llegue en cantidad y presión adecuada a todas las zonas húmedas.

En este trabajo nos hemos propuesto a explicar, con conocimientos descriptivos los diferentes sistemas de tuberías usados en acueductos y viviendas unifamiliares, además de explicar las características de los materiales que se usan para fabricar estas distintas tuberías, así como también de los accesorios.

Sistema de Tuberías

El estudio del sistema de tuberías es una de las aplicaciones más comunes en la mecánica de fluidos, debido a las infinidades de actividades humanas para la cual el uso de uso de sistema de tuberías es muy importante. Estas las encontramos, como por ejemplo, en la distribución del agua y gas. Las redes de distribución que transporta estos fluidos pueden ser de varios tipos, según convenga:

• Tuberías en serie
• Tuberías en paralelo
• Tuberías ramificadas
• Redes de tuberías

Tuberías en serie: Se usa cuando se quiere llevar el fluido de un punto a otro por un solo camino.

Tuberías en paralelo: Se habla de esta cuando se establecen varios caminos para llevar un fluido a otro punto.

Tuberías ramificadas: Es cuando el fluido se lleva de un punto a varios puntos diferentes. Este caso se presenta en la mayoría de los sistemas de distribución de fluidos, por ejemplo una red de tuberías de agua en una vivienda.

Redes de tuberías: Se utiliza cuando el fluido se lleva de un punto hacia diversos puntos a través de varios caminos. Este tipo de configuración es común es sistemas de acueductos, en donde se forman ramificaciones complicadas formando mallas. Esta configuración posee la virtud de permitir realizar reparaciones a algún sector sin tener que interrumpir el suministro.

En esta oportunidad estaremos haciendo énfasis a las dos últimas, debido a que dicho trabajo está enfocado en el sistema de tuberías de acueductos y de viviendas unifamiliares, donde la primera trabaja con redes de tuberías y la segunda con tuberías ramificadas.

Para dar inicio hablaremos de donde viene el agua que es transportada por los acueductos, y la cual hace vida en las comunidades, todo empieza por un procedimiento que lleva por nombre captación.

Captación del agua:

Es un procedimiento de obras de ingeniería que con un conjunto de tuberías llega a los hogares de las personas de una cuidad, municipio o área rural. Existen numerosas fuentes o formas para captar agua.  La utilización en cada zona depende de cómo se presenta este recurso en la naturaleza. Algunas de estas formas son:

• Agua de lluvia almacenada en aljibes: Depósito destinado a guardar agua potable, procedente del agua de lluvia, que se recoge mediante canalizaciones, por ejemplo, de los tejados de las casas. Normalmente son subterráneo, total o parcialmente, donde sus paredes internas suelen estar recubiertas de una mezcla de cal, arena, óxido de hierro, arcilla roja y resina de lentisco, para impedir filtraciones y putrefacción del agua que contiene.
• Agua provenientes de manantiales naturales: (es una fuente natural que brota de la tierra o en las rocas), donde el agua subterránea aflora a la superficie.
• Agua subterránea: captada a través de pozos o galerías filtrantes
• Agua superficial: Provenientes de ríos, arroyos, ensambles o lagos naturales.
• Agua de mar: según el origen del agua, para transformarla en agua potable deberá ser sometida a tratamientos, que van desde la simple desinfección a la desalinización.

Acueducto

La forma de que el agua llegue a nuestras viviendas es por medio de construcciones que tienen por objetivo principal la conducción del agua desde un punto hasta otro para permitir que personas o comunidades tengan acceso a ella, el cual es llamado acueducto.

Los acueductos pueden tener diversas formas y formatos dependiendo de cada situación: la distancia a recorrer, tipo de terreno, tamaño de la población, etc.

Dependiendo de ello, el sistema de distribución está compuesto por tuberías de distintos diámetros, cuyo objeto principal es hacer llegar el agua a los usuarios en sus propias viviendas sin que pierda sus condiciones de potabilidad, caudal suficiente y presión adecuada.

Clasificación de las tuberías de acueducto según su función

Según el tamaño de la población y de acuerdo con su función, las tuberías se clasifican en: matrices de alimentación, primarias de distribución, secundarias de distribución y conexiones domiciliarias o acometidas.

Tuberías matrices de alimentación: Son los conductos de mayor diámetro en la red. Para población de más de 100.000 habitantes sus diámetros son mayores de 12 pulgadas. Estas tuberías no distribuyen agua en ruta y casi siempre van equipadas con válvulas de purga localizadas en los puntos bajos y válvulas de aire o ventosas en los altos

Tuberías primarias de distribución: Distribuyen agua en ruta. Son tuberías alimentadoras entre 6 y 12 pulgadas conectadas a las tuberías matrices. Forman circuitos principales cerrados, permitiendo la circulación del agua en dos sentidos. En poblaciones menores de 30.000 habitantes, No es usual contar con este tipo de tuberías.

Tuberías secundarias de distribución: Distribuyen agua en ruta son tuberías de diámetros menores a 6 pulgadas. Van instaladas por un solo costado en las calles y carreras, cubriendo los frentes de las viviendas. Los diámetros más usuales son 2,2.5, 3 y 4 pulgadas.

Conexiones domiciliarias o acometidas: Son las tuberías que conectan la red de distribución con la instalación interna de las viviendas de los usuarios. Generalmente son de media pulgada y están equipadas con un aparato de medida del consumo para cada vivienda.

Selección de las tuberías

La selección de las tuberías para una red de distribución es de gran importancia ya que éstas son el medio de transporte del agua. Por tanto, para su selección es necesario tener en cuenta una serie de parámetros:

• Calidad del agua
• Caudal
• Diámetro
• Presión interna
• Cargas externas
• Resistencia a la corrosión
• Estanqueidad
• Facilidad de mantenimiento
• Vida útil
• Costos

Calidad del agua: Los materiales empleados en la fabricación de la tubería no deben afectar la calidad del agua al reaccionar químicamente con éstos. Tampoco el agua debe alterar las características de las tuberías al reaccionar químicamente con alguno de sus materiales.

Si este aspecto no es tenido en cuenta con el cuidado merecido, puede llegar a presentarse casos como por ejemplo: Un elevado color en el agua originado por la oxidación de las paredes de una tubería de hierro sin el adecuado revestimiento interno. Un agua conteniendo mucha arena puede desgastar una tubería de asbesto-cemento rápidamente.

Caudal y diámetro: Las tuberías deben permitir el transporte de los caudales establecidos en los proyectos, en unas condiciones de velocidad normal y pérdida de carga, dentro de los límites establecidos por las normas de diseño. Esto se relaciona con los diámetros comerciales con los que se fabrican las tuberías y la rugosidad de sus paredes internas.

Con respecto a la rugosidad, ésta debe ser analizada considerando el periodo de vida útil previsto para las tuberías, el cual debe ser de por lo menos 30 años.

Presión interna y cargas externas: Las tuberías también deben estar diseñadas para conducir el agua a una determinada presión interna, la cual debe ser resistida por ellas con un grado de seguridad establecido para cada caso. Allí deben ser considerados además, los esfuerzos ocasionados por la acción de cargas externas y las sobrepresiones originadas por fenómenos transitorios hidráulicos como el golpe de ariete.

Las cargas externas son el peso del material de relleno encima de las tuberías más el de los vehículos que transitan sobre la superficie del relleno.

Resistencia a la corrosión: Esta característica de la tubería depende básicamente del material empleado en su fabricación.

La llamada corrosión metálica se puede manifestar en forma intensa en suelos químicamente muy agresivos y llevar a las tuberías metálicas enterradas a la ruina, a menos que sea controlada mediante la aplicación de un recubrimiento bituminoso externo.

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