La Tubería de Hormigón Armado
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Nota: Este artículo ha sido creado gracias a ATHA en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido pertenece a la publicación Manual de Diseño y Cálculo para la Fabricación de Tuberías de Hormigón Armado, disponible en el sitio web .
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La tubería de hormigón armado, es sin duda la solución más eficaz, económica y ecológica para redes hidráulicas en régimen libre o en baja presión. Como veremos a continuación, la experiencia en su utilización es muy amplia ya que el uso del hormigón como material de construcción es muy antiguo. No hay que pensar que el hormigón ha tenido siempre la misma constitución dado que los conglomerantes utilizados y los métodos de ejecución han sido perfeccionados a lo largo del tiempo. Esto conlleva la mejora de sus indiscutibles ventajas y la solución a sus limitaciones, como el empleo de barras de acero para paliar su reducida resistencia a tracción, apareciendo el hormigón armado. Los resultados obtenidos hasta hoy son ampliamente satisfactorios gracias sobre todo a su simplicidad y solidez. Otra virtud, que se valora cada vez más, es su reducido impacto medioambiental. La evolución de este material en los últimos años ha sido espectacular, consiguiéndose un producto de alta calidad que se adapta perfectamente a las necesidades requeridas.
Desde el principio de la Historia las primeras civilizaciones que se asentaban mejoraron la calidad de vida de sus habitantes gracias a la construcción de sistemas de alcantarillado. El más antiguo del que se tienen referencias es el que se construyó en Nippur (India), alrededor del 3750 AC.
Aunque los pueblos de Asia Menor y de Oriente Próximo utilizaron tuberías cerámicas, canales de fábrica y conocían la teoría de los vasos comunicantes (Creta, 1700 AC), los sistemas de alcantarillado se pusieron verdaderamente a punto en Grecia, concretamente en Atenas y en Corinto con canales rectangulares cubiertas con losas planas, que a veces formaban parte del pavimento de las calles, y a los cuales afluían otros drenes secundarios formando auténticas redes de alcantarillado.
Por supuesto, tanto la civilización romana como la árabe, siguieron desarrollando los sistemas de conducción hidráulica para el saneamiento y el abastecimiento de sus ciudades (drenaje, regadío…), pero fue la Revolución Industrial la que supuso una ruptura sin precedentes. Efectivamente, aparece el consumo masivo, crecen las ciudades vertiginosamente, con todos los problemas sanitarios y de abastecimiento que ello conlleva. En este ambiente fue obligado el desarrollo de los primeros sistemas de alcantarillado y abastecimiento modernos, con las casas conectadas a la red de alcantarillas, para no frenar el crecimiento urbano.
De la misma forma, al crecer de forma espectacular la población, se multiplicaron las necesidades alimentarias, lo que produjo la aparición de la producción agrícola masiva y en consecuencia el desarrollo de los sistemas de regadío.
Aunque hasta el momento se habían utilizado la piedra y el cemento como materiales de construcción para las redes de saneamiento, dando buenos resultados, durante el siglo XIX , apareció la industria de tuberías de hormigón, una vez que los Estados Unidos se dieron cuenta de la necesidad de dichas redes.
En 1868 se instaló la red de saneamiento de San Luis, Missouri, fabricada con hormigón; esta red fue revisada en profundidad en 1962 no encontrando ningún desperfecto de consideración.
Este comienzo esperanzador de la industria de las tuberías de hormigón se vio acrecentado con el desarrollo de teorías hidráulicas, mecánicas y la aparición de ensayos y normas que regulan la fabricación y puesta en obra de estas tuberías.
A mediados de este siglo, en la década de los cincuenta, se extendió el uso del hormigón armado como material de fabricación de tubos y accesorios de tuberías. Por lo tanto, los buenos resultados obtenidos y la amplia experiencia en su utilización, temporal y geográfica, avalan el uso de tubos de hormigón armado para la ejecución de conducciones de abastecimiento y de saneamiento, tanto en lámina libre como en baja presión. De todas formas, hoy por hoy, en caso de superarse accidentalmente su capacidad portante, las conducciones de tubos de hormigón armado ofrecen total garantía y las uniones entre elementos de la red quedan herméticamente selladas.
El buen funcionamiento de los tubos de hormigón armado se debe principalmente a su simplicidad y su solidez. Efectivamente, al contrario que otros materiales, una conducción de hormigón armado no debe su resistencia al empuje pasivo del terreno sino a los tubos mismos. Se puede calcular fácilmente la carga que llega a un tubo y ensayar cómodamente las propiedades mecánicas de los productos acabados. Los tubos de hormigón armado son elementos rígidos que no se alteran pues a su entrada en servicio, como les sucede a los tubos deformables, que cambian su sección y reducen su caudal.
La producción de tubos de hormigón es rápida y ofrece una gama muy variada de elementos. Todos los accesorios, piezas de conexión, pozos de registro son fabricados con gran precisión ofreciendo una perfecta estanqueidad, debida también en gran parte al desarrollo de nuevos materiales y diseños de las juntas elásticas. Puede realizarse por consiguiente una conducción completa de un mismo material, sin la menor interrupción.
Aunque el hormigón en masa tiene unas buenas cualidades para ser utilizado en tuberías sin presión, de pequeño diámetro y siempre que el proceso de fabricación sea muy cuidado, presenta el riesgo de rotura frágil, que se evita utilizando hormigón armado. Además, el hormigón armado posee junto a las tradicionales virtudes del hormigón como material de construcción, el echo de que al ser pasivante el medio donde se encuentran las armaduras, éstas quedan fuertemente protegidas contra los procesos de corrosión metálica.
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 periodo 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. Es justamente la alta durabilidad del material así como el echo de estar enterradas, lo que confiere al tubo de hormigón una vida útil tan larga. Al enterrarse la tubería, ésta queda protegida de la exposición atmosférica, de elevadas variaciones térmicas y de materiales y acciones agresivas. No obstante, los tubos de hormigón armado se comportan excelentemente frente al agua de lluvia y residuales, como frente a los agentes químicos de ciertas aguas residuales industriales. Es también insensible a las influencias físicas debidas a las oscilaciones térmicas, al hielo y a la utilización de sales de deshielo.
La colocación de los tubos de hormigón armado no requiere precauciones especiales ni accesorios complicados. Cualquiera que sea la naturaleza del suelo, son instalados en la zanja de forma cómoda y fácil. Así mismo, gracias a su rigidez, el relleno y la compactación no son tan críticos como en otros materiales alternativos. Quizás su elevado peso propio dificulte el manejo de las piezas, aumentando el coste de instalación, pero esto se ve compensado con creces por el bajo precio de adquisición inicial como por el reducido mantenimiento ulterior de la red. En consecuencia, el empleo de los tubos de hormigón armado es con diferencia la solución más económica existente. Elegir un sistema de conducción basado en el hormigón armado, es elegir a la vez la opción con mejor relación calidad/precio del mercado y la más segura a largo plazo.
Un numero importante de fabricantes españoles suministran los tubos de hormigón armado, los pozos de registro y los accesorios de formas, características y dimensiones muy amplias. La capacidad y flexibilidad de la producción, permiten realizar obras de gran volumen en espacios de tiempo muy cortos, reduciendo al mínimo las molestias causadas a la población.
Por otra parte, el tubo de hormigón armado es la solución más ecológica. El material hormigón es una mezcla de arena, de grava triturada, de cemento y de agua. Añadiéndole la armadura recibe las características del acero. Podemos considerarlo como una piedra reconstituida cuyas características son comparables a las de la piedra natural. Desde el punto de vista ecológico, el hormigón supera al resto de los materiales alternativos en todos los parámetros: consumo de energía en su fabricación, materias primas utilizadas y residuos peligrosos producidos. Tanto por sus componentes naturales como por el proceso de producción con más bajo impacto ecológico, el hormigón se integra perfectamente en el medio ambiente. La confección del hormigón requiere poca energía, y el material se puede reciclar al 100%.
Las tuberías de hormigón armado son las más inocuas para la salud de las personas que las producen, instalan, mantienen y en general para las poblaciones a las que sirven, incluidos los seres vivos del entorno. Responden perfectamente a las exigencias ecológicas actuales y a las normas más avanzadas que se promulguen en un futuro próximo. Son sin duda la mejor solución para el mantenimiento de un medio ambiente mejor para las generaciones presentes y futuras.
Los óptimos resultados obtenidos con el empleo de la tubería de hormigón armado permiten asegurar que el uso de este sistema de conducción hidráulica se verá incrementado en el futuro. Contribuirá a ello la creciente preocupación por los aspectos medioambientales que se aprecia en el ámbito de la Unión Europea además de las propias características del material. No obstante, ya en la última década, las características excepcionales de la tubería de hormigón armado para redes de saneamiento y drenaje han producido un auge en su utilización con estos fines.
En consecuencia, se creó en 1995, integrada en la Federación Nacional de Entidades y Empresas de Prefabricados y Derivados del Cemento (FEDECE), la Asociación de Fabricantes de Tubos de Hormigón Armado (A.T.H.A.), que agrupa a los más importantes productores de tuberías de saneamiento y drenaje de España. La creación de A.T.H.A. permite, principalmente, unificar criterios y características de fabricación, participando activamente en los trabajos de normalización europea, y el intercambio de know- how, de experiencias y de informaciones técnicas internas y externas.
El resultado es que los fabricantes asociados en A.T.H.A. garantizan un producto de calidad técnica elevada y de una fiabilidad técnica irreprochable. Una tradición sin fallos: más de 7000 km de conducciones de hormigón armado en España a lo largo de los últimos 20 años avalan esta aseveración.
La más avanzada tecnología de producción disponible a nivel mundial asegura una compacidad óptima del hormigón y la impermeabilidad de la pared del tubo. Se obtiene una conducción que ofrece la resistencia adecuada a las más altas solicitaciones exigidas y asegura una evacuación de aguas sin riesgo de erosión o fugas. Además, al contrario que con otros materiales, el tiempo no solo no hace mella en el hormigón sino que aumenta su resistencia.
Los dispositivos de unión ofrecidos por medio de juntas especiales de estanqueidad, aseguran una conexión hermética y flexible, permitiendo a la conducción adaptarse a los asientos del suelo y a las cargas móviles. Las fugas o la infiltración de aguas subterráneas son cuestiones del pasado.
La estanqueidad y flexibilidad de las uniones, la impermeabilidad de las paredes, la ausencia de fisuras ó roturas… toda esa problemática de los tubos de hormigón de baja calidad han sido superadas por los fabricantes de A.T.H.A. Por estas razones los Tubos de Hormigón Armado de Alta Calidad constituyen la mejor solución.
El sistema de aseguramiento de la calidad, desarrollado por métodos basados en controles internos y externos, y la fabricación de conformidad a Norma UNE 127.010 y 127.011 completan la oferta del conducto más idóneo para aguas residuales y pluviales existente en el mercado.
La tubería de hormigón armado es por lo tanto una antigua opción, de sobra contrastada, para el saneamiento y drenaje, que, al igual que el ferrocarril con el desarrollo de los trenes de alta velocidad, se ha renovado tecnológicamente para convertirse en solución de futuro.