Cálculo Hidráulico de Tuberías sin Presión

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Se define como durabilidad de una tubería la capacidad de ésta de mantener sus funciones hidráulicas y estructurales en el tiempo. Una de las consideraciones de mayor interés desde el punto de vista del técnico proyectista es la capacidad de una tubería de continuar trabajando con resultado económico favorable durante un periodo de tiempo aceptable. Lo que ocurre es que las predicciones sobre durabilidad no pueden hacerse con el mismo grado de precisión que las hechas sobre diseño estructural o hidráulico.

Hasta hoy no se conoce ningún material completamente inerte a la acción química e inmune al deterioro físico. El Hormigón no es ninguna excepción, aunque, bajo condiciones de exposición normales, su período de vida útil es muy largo, así por ejemplo, el hormigón hecho por los romanos con cemento natural se mantiene en buenas condiciones después de 2000 años.

La durabilidad se relaciona con la expectativa de vida o el mantenimiento de las características resistentes del material o estructura. Se ha dedicado mucha atención al estudio de la durabilidad de las tuberías, pero los caprichos del clima, suelos y geología, características diferentes de los fluidos, materiales y procesos constructivos, han impedido el desarrollo de una teoría sistemática de predicción sobre la durabilidad.

En cualquier caso las tuberías de hormigón han tenido, históricamente, una vida útil muy larga, lo que puede atribuirse entre otros factores a la durabilidad del material y al hecho de que estén enterradas, lo que implica que la variación térmica es pequeña, no hay exposición atmosférica y los materiales próximos a las tuberías no suelen ser agresivos.

Son los terrenos los que, por su naturaleza, pueden resultar potencialmente agresivos a los materiales colocados en ellos; sin embargo para que esta acción perjudicial se lleve a cabo es necesaria la presencia de humedad en el terreno, que disuelva y movilice las sustancias agresivas que contiene. Por esta razón, los terrenos permanentemente secos no ejercen ataque alguno.

Del mismo modo, las aguas que entran en contacto con los materiales pueden ejercer sobre ellos una acción perjudicial. Esta acción puede ser de dos tipos: mecánica y química. La primera comprende: la erosión producida por el agua al fluir sobre los materiales, y el efecto disruptivo del hielo que se forma en la oquedades y poros del material. La acción química de agua incluye: la disolución del material y la reacción de éste con las sustancias que contiene el agua.

Las acciones mecánicas ejercidas por el agua sobre los tubos quedan reducidas al mínimo, dada la compacidad del hormigón con que están fabricadas.

Las acciones de tipo químico afectan con mayor intensidad al acero, ya que de los dos materiales que componen estos tipos de tubos, es el más sensible al efecto de los agentes agresivos. No obstante esta acción perjudicial puede alcanzar también al propio hormigón, en los casos menos frecuentes que se mencionan más adelante.

Sin embargo, con las excepciones antes aludidas, el propio hormigón constituye una excelente protección del acero, que lo preserva de las acciones citadas; por lo que los tubos , por sí mismos, presentan una gran resistencia a la corrosión. La protección que ejerce el hormigón sobre el acero, reside en una triple característica del material. En primer lugar, el hormigón interpone una barrera física entre el acero y el medio exterior; en segundo lugar, el hormigón posee una alcalinidad elevada especialmente si está fabricado con áridos calizos, lo que confiere al acero un estado de pasivación; y por último, el hormigón presenta, después de endurecido, una baja conductividad eléctrica, lo que hace que a través de su masa quede poco favorecido el paso de corriente eléctrica.

Las tuberías de hormigón armado son de gran calidad. Están fabricadas en plantas modernas bajo estrecha supervisión y controles de calidad en cada fase del procedimiento de fabricación. Todos los materiales agregados, aceros, cemento, aditivos y agua de mezcla deben pasar controles de calidad antes de su uso. Los sistemas de mezclado están desarrollados para proporcionar al hormigón la densidad óptima; así una relación baja de agua-cemento se considera esencial para la resistencia y durabilidad del hormigón, característica básica de las tuberías de hormigón armado prefabricado.

Además de usar materiales de alta calidad, los procedimientos de fabricación de tuberías de hormigón armado están altamente desarrollados. La colocación precisa de las armaduras se logra por medios mecánicos para posteriormente verter el hormigón y compactarlo bajo altas presiones y vibración, con lo que resulta uniforme, con óptima compactación y densidad.

Después de un proceso de curado controlado, la fabricación del tubo se da por concluida tras pasar los ensayos prescritos en las normas vigentes, con lo que se obtiene un producto de la máxima garantía y calidad.