Revestimientos Interiores

Revestimientos Interiores Junto con avances técnicos y metalúrgicos en materiales para tuberías, la investigación en revestimientos interiores, requeridas por tuberías y accesorios ha dado como resultado el desarrollo de revestimientos para satisfacer todo tipo de requisitos. A C I P C O ofrece diversos tipos de revestimiento, siendo el más común el de mortero de cemento. Las tuberías y accesorios suministrados por A C I P C O se ofrecen ya sea sin revestimiento interior o con un revestimiento de los siguientes: • Revestimiento de mortero de cemento según las normas ISO 4179 y AWWA C104 para líneas de transmisión de agua y redes de fuerza de alcantarillado.. • Revestimiento con Protecto 401 – Revestido de Epoxi Cerámico para alcantarillas sépticas de gravedad y redes de fuerza de alcantarillado. • Revestimientos Interiores Especiales para condiciones de servicio poco comunes. Favor de consultar a A C I P C O . R E V E S T I M I E N T O D E C E M E N T O El revestimiento interior del mortero de cemento para la tubería de hierro dúctil y sus accesorios para servicio de agua esta de acuerdo con el ISO 4179 y el AWWA C104. Tubería con revestimiento de cemento también se suministra para servicio de drenaje y para otras aplicaciones distintas. A C I P C O aplica un revestimiento interior de mortero de cemento resistente a los sulfatos a la tubería de hierro dúctil. El mortero de cemento resistente a los sulfatos utiliza un cemento Portland según ASTM C150 y cumple con los requerimientos químicos de BS 4027. El revestimiento interior es aplicado usando un proceso de centrifugado a alta velocidad. Usando este método se mantiene un excelente control de calidad del revestimiento interior de cemento. Los revestimientos que A C I P C O produce son densos, de acabado muy liso y uniforme y muy bien adheridos a la pared del tubo, y ofrecen muy poca resistencia de fricción contra el flujo del agua. El tubo se gira a una velocidad angular muy alta acompañada de una vibración para producir un revestimiento denso. Esta alta velocidad de centrifugado hace que el agua y la lechada merjan a la superficie del revestimiento. La lechada es inmediatamente limpiada de la superficie del tubo con agua. Usando este proceso desarrollado por A C I P C O , no hay necesidad de pulir los revestimientos o de usar aditivos para el cemento del mortero. El resultado inmediato es un revestimiento de mortero de cemento muy liso, denso, y perfectamente bien compactado. Espeso Estándar de Revestimiento Interior de Cemento

DN (mm) 100-350 350-600 700-1200 1400-1600

Espesor Nominal (mm) 3 5 6 9

Después de aplicar el proceso, los revestimientos se curan en un medio ambiente controlado para prevenir la pérdida rápida de humedad en el mortero.

Esta tabla muestra los grosores recomendados de la norma ISO 4179 para tubería de hierro dúctil revestida de cemento Para algunas condiciones de servicio, mayor espesor de revestimiento interior puede ser preferible. Consulte a A C I P C O para detalles específicos

R E S I S T E N C I A A L A S AG U A S B L A N D A S Y A C I D A S Cuando el revestimiento de mortero de cemento esta sujeto a la presencia de agua muy blanda, el hidróxido de calcio ,CA(OH)2, aparece como lechada. La concentración de lechadas se incrementa con la agresividad del agua y el tiempo residual de la misma en el tubo y es inversamente proporcional al diámetro del tubo. Estas aguas también atacan los hidratos de silicato de calcio, los que forman la mayor proporción de los hidratos de cemento. Aunque el hidrato de silicato de calcio es casi insoluble, las aguas blandas pueden hidrolizarlos rogresivamente y transformarlos en sílica gel, que resulta en una superficie suave con baja resistencia mecánica. ACIPCO

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El sello del recubrimiento retardará este proceso de la lechada y la atacará en gran parte. Sin embargo, como se menciona antes, hay muy pocos países que tienen aguas lo suficientemente agresivas como para hacer necesario el uso de un sello del revestimiento. También, aguas tan agresivas pueden causar que los metales tóxicos desprendan lechadas en las instalaciones caseras, dificultando que el agua pase los estándares de calidad requeridos para el suministro a los clientes. Entonces, los estándares de calidad del agua, que requieren de aguas más químicamente balanceadas pueden hacer que estas comunidades traten sus aguas para disminuir la necesidad del sello del revestimiento. Se insta a los sistemas de agua o los municipios que estén preocupados acerca de la agresividad del agua contra el revestimiento de mortero de cemento sin sello, a seguir el procedimiento detallado de la sección II A, “uso del sello de revestimiento” en el preámbulo a la norma ANSI AWWA C104 A21.4, para determinar si el revestimiento de mortero de cemento sin el sello será de una dureza o alcalinidad inconvenientes para el agua. También en casos en donde las municipalidades o sistemas de servicio están preocupados acerca de agua que puede ser agresiva, se pueden considerar revestimientos de cemento de mayores espesores. Por favor consulte a A C I P C O para información de revestimientos de cemento más gruesos que el estándar AWWA C104 ó ISO 4179. Los revestimientos de mortero de cemento estándar o normales sin sello para tubería de hierro dúctil, generalmente se consideran adecuados para uso continuo con valores de pH entre 6 y 12. Para servicio con pH fuera de este rango, consulte a A C I P C O . La pérdida de carga por fricción, o caída de la presión de una tubería es una preocupación cotidiana para el ingeniero de sistemas de agua. Los cálculos de pérdida de carga están basados en ecuaciones desarrolladas por ingenieros hidráulicos después de realizar numerosas pruebas de flujo en tuberías en servicio. Diversas fórmulas fueron desarrolladas por Darcy, Chezy, Cutter, Manning y Hazen-Williams, entre otros. De ellos, la fórmula y tablas preparadas por Hazen-Williams han probado ser el método más popular. R E S U LTA D O S D E P R U E B A D E F L U J O E N T U B ER I A D E H I E RR O D U CT IL Y GR IS R EV ES T ID A C O N M O R T E R O D E C E M E NT O Un revestimiento de tubería para ser satisfactorio debe proporcionar una alto coeficiente de flujo C de Hazen- Williams inicialmente y debe tener suficiente durabilidad para mantener un coeficiente alto de flujo durante muchos años de servicio. A menos que el revestimiento cumpla con los requerimientos mencionados, sus otras propiedades químicas o físicas son de escaso significado. Numerosas pruebas de flujo se han hecho en tuberías en operación a través de todos los Estados Unidos para determinar qué tan bien el revestimiento de mortero de cemento cumple con estos requerimientos básicos. Las pruebas en ambas, tuberías nuevas o tuberías viejas en servicio, han permitido establecer un valor promedio de C que puede ser esperado de una tubería nueva de hierro revestida de cemento y también ha proporcionado una medida de la continuidad de la eficiencia de tales revestimientos durante períodos extendidos de servicio.. ACIPCO

Tubería de hierro dúctil revestida de mortero de cemento tiene un valor Hazen-Williams "C" de 140, un valor realista que se mantiene sobre tiempo. 37

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Para un flujo laminar plenamente desarrollado en una tubería, la fricción depende del número de Reynolds (una función de la velocidad, diámetro interno del tubo y la viscosidad cinemática del fluido que se transporta). Es importante notar que la rugosidad de la tubería no se considera. La razón es que para la distribución de velocidad parabólica del flujo laminar, muy poca cantidad de este flujo esta en contacto con los elementos rugosos de la superficie del tubo; las velocidades en la vecindad de la pared son muy bajas. Cuando el flujo laminar existe, el fluido parece fluir en varias capas, una sobre la otra. Debido a la viscosidad del fluido, un esfuerzo de corte se genera entre las capas del mismo. La energía del fluido se pierde por la fuerza de fricción producida por el esfuerzo de corte. C O EF I CI E N T E D E F LU JO D E T U B E R I A D E H I E R R O D U C T I L R E V E S T I D O DE M O R T E R O D E C EM E N T O Para flujo turbulento en tuberías circulares, hay una capa de flujo laminar adyacente a la pared del tubo llamada la subcapa laminar. Aún en capas de frontera turbulentas, esta subcapa existe donde predominan los efectos laminares. En el caso de un tubo, conforme el número de. Reynolds crece, la subcapa laminar es mas delgada. Se sabe que la rugosidad no tiene efecto en la pérdida de carga para un flujo laminar, si la subcapa laminar es más gruesa que la rugosidad de la pared del tubo, entonces el flujo es hidráulicamente liso, y la tubería ha alcanzado su máxima eficiencia hidráulica. Si este flujo fuera graficado en el diagrama de Moody, coincidiría con la curva para tubo liso. DIPRA (Asociación de Investigación para Tuberías de Hierro Dúctil) y su predecesora CIPRA (Asociación de Investigación para Tuberías de Hierro Gris) durante largo tiempo han sostenido un valor C de Hazen-Williams de 140 para usarlo con revestimientos de mortero de cemento para hierro gris y para hierro dúctil. La recomendación de un valor de C de 140 para efectos de diseño es sólida. Ello reconoce que el mundo real de las tuberías es muy distinto de la geometría obtenida en una tubería de laboratorio. Además, la DIPRA se mantiene haciendo pruebas continuas de líneas en operación y ha demostrado que el valor C de 140 se sostiene al paso del tiempo, aún y cuando se transporten aguas altamente agresivas. En todos los diámetros de tubería normalmente especificados, los revestimientos de mortero de cemento para tuberías de hierro dúctil tienen un diámetro interno que es mayor que el diámetro nominal. Para la mayoría de tuberías de otros materiales, el diámetro interno es igual o en algunos casos menor que el diámetro nominal del tubo. La pérdida de cargas en un sistema de tuberías es mucho mas sensible al diámetro interior disponible que los coeficientes normales de flujo. El revestimiento de cemento resiste las maniobras normales. Sin embargo, a veces la tubería o los accesorios pueden presentar daños o revestimientos dañados que tienen que ser reparados antes de ser puestos en servicio. R E PA R A C I O N E N E L C A M P O D E R E V E S T I M I E N T O S I N T E R I O R E S D E C E M E N T O D A N A D O S AWWA C 104, EN 545 e ISO 4179 establecen que los revestimientos dañados pueden ser reparados, y el siguiente procedimiento de reparación es recomendado por A C I P C O : 1. Corte el revestimiento dañado hasta llegar al metal, haciendo los bordes rectangulares. 2. Moje o empape toda el área cortada y también el revestimiento adjunto. 3. Con el área dañada limpia y el revestimiento adjunto mojado, distribuya el mortero (vea la mezcla recomendada abajo) uniformemente sobre toda el área a reparar. Después de que el revestimiento se ha vuelto firme y se adhiere bien a la superficie, dele el acabado con una brocha húmeda o un cepillo suave. 4. El revestimiento reparado debe de conservarse húmedo colocando un trapo sobre el área requerida de la tubería o del accesorio por lo menos durante 24 horas. ACIPCO

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M E ZC L A R EC O M E N D A D A D E C E M E N T O . El cemento se mezcla por volumen: 3 partes de cemento Portland; 2 partes de arena limpia; el agua necesaria para un revenimiento de 125mm a 200mm. La arena debe estar cribada y libre de arcilla.. PRECAUCIONES: 1. El mortero para revestimiento no debe ser usado si la mezcla se preparó hace más de una hora. 2. Una pérdida muy rápida de la humedad del revestimiento fresco debido a clima cálido o fuertes vientos evitarán un curado apropiado, y el resultado será un revestimiento suave y con polvo superficial. Para prevenir esta pérdida de humedad (a) no revista piezas que estén calientes y (b) cierre los extremos de la pieza con trapos húmedos. 3. Los revestimientos frescos que se puedan o se lleguen a congelar no darán buen servicio: evite revestir cuando hay heladas. Tuberías y accesorios revestidos con revestimientos especiales son disponibles de A C I P C O a base de pedido especial. Para obtener más información detallada sobre la selección de revestimiento interior, parámetros de aplicación y capas últimas típicas en el campo, favor de ponerse en contacto con A C I P C O . La tubería de hierro dúctil es especialmente adecuada para aplicaciones de alcantarillas a presión como emisores, debido a que su espesor normal de pared permite una alta presión de operación con una tolerancia mínima de 20% adicional para efectos del golpe de ariete. Los fenómenos transitorios o el golpe de ariete son un problema muy serio para los emisores a presión, ya que las estaciones de bombeo son susceptibles a fallas de energía y los elemento de alivio de presión para aguas residuales no siempre son confiables. El golpe de ariete que puede romper tuberías de ciertos materiales, se genera por cantidad de movimiento en el líquido debido a un cambio en la velocidad. Los emisores a presión están diseñados prácticamente de la misma manera que las líneas de transmisión a presión. La fórmula de Hazen-Williams es la más popular, y el coeficiente de fricción, C, aceptado generalmente es de 140 para revestimientos de mortero de cemento y 150 para polietileno y revestimientos epóxicos. Los revestimientos especiales no siempre se especifican si el tubo va a flujo lleno y el agua conducida es drenaje doméstico, sin embargo, el diseñador tiene la opción de los revestimientos aplicados en fábrica para resistir H2S como se discutió en la sección de Drenajes a Gravedad. En todo caso, la eficiencia hidráulica de la tubería de hierro dúctil, junto con su diámetro interno mayor que el nominal, dan como resultado menores costos de bombeo durante la vida de la tubería La tubería para alcantarillas a presión puede ser suministrada no solo con juntas espiga campana, sino que también con juntas de cerrojo con capacidades de deflexión después de la instalación. Todas las tuberías de emisores a presión de hierro dúctil pueden ser interconectadas con bombas, estaciones de bombeo y tuberías de plantas con accesorios normales y conectores suministrados por fábrica. La tubería de hierro dúctil es frecuentemente usada en instalaciones difíciles porque tienen una gran resistencia, una alta integridad en las juntas y por su versatilidad y disponibilidad de juntas y accesorios.

P RAC TI C AS D E E M BAL AJE N O RM AL E S D E ACIPCO

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