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1.1: Instalación de la tubería de agua

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    Resultados de aprendizaje de los estudiantes

    Después de leer este capítulo, deberías poder:

    • Comprender las prácticas básicas de la instalación principal de agua
    • Evaluar los procesos de relleno y pruebas principales
    • Enumere los pasos para instalar una tubería de agua y ponerla en servicio
    • Analizar el uso de mapas y diversos tipos de dibujos

    En un capítulo anterior, discutimos la importancia y el propósito de seleccionar redes de agua específicas. En algunos casos, la tubería de plástico podría ser una mejor selección y otras veces la tubería de hierro dúctil podría ser útil. También hay diferentes usos para diferentes tipos de tubería. Independientemente del tipo de tubería seleccionada, todas las tuberías deben instalarse adecuadamente. El proceso de instalación se discutirá en este capítulo.

    Envío de Tubería

    Los servicios de agua necesitan ordenar tuberías a varios fabricantes y, a veces, la tubería debe enviarse a distancias más grandes. El costo de la tubería de envío suele depender de la distancia a la que se transporta la tubería, el tamaño de la tubería, el peso de la tubería y la cantidad de tubería que se compra. Estas variables también dictarán el método en el que se transportará la tubería y también contribuirán a los costos de envío. En última instancia, las tuberías generalmente se entregan a la compañía de agua en camión. No obstante, dependiendo del origen de la fabricación de la tubería puede ser transportada en tren o barcaza.

    Tuberías de PVC
    Figura\(\PageIndex{1}\): La imagen de Srahman es de dominio público

    Manejo de Tubería

    Una vez que la tubería se entrega a una compañía de agua, debe inspeccionarse adecuadamente antes de que se descargue del camión. Aunque los fabricantes suelen tener un proceso de inspección final antes de salir de su planta, los daños pueden ocurrir durante el transporte. Además, el material o tamaño incorrecto puede haber sido entregado por error. Por lo tanto, es importante inspeccionar las siguientes cosas antes de que se descargue la tubería:

    • Tamaño de tubería y accesorios
    • Clase de tubería y accesorios
    • Cantidad de tuberías y accesorios
    • Estado de tuberías y accesorios

    Cualquier problema observado durante la descarga debe anotarse por escrito. El chofer, la compañía naviera y el fabricante deben ser notificados. El proceso de descarga generalmente se realiza utilizando algún tipo de equipo. Muchas veces con envíos más pequeños, la tubería se atará a tarimas de madera y se pueden descargarlas del camión usando una carretilla elevadora. Sin embargo, con envíos más grandes o tuberías de mayor tamaño, es posible que se necesite equipo pesado. Es importante que la tubería no se caiga o se coloque hacia abajo aproximadamente, no se debe permitir que las tuberías golpeen otras tuberías, el suelo u otros artículos. Algunas tuberías se envían con recubrimientos especiales y es importante que estos recubrimientos estén en buenas condiciones y no estén dañados. Las horquillas acolchadas en las carretillas elevadoras, los ganchos de goma o las eslingas son formas de prevenir tales daños

    Almacenamiento de Tubería

    Una vez que la tubería ha sido descargada del camión repartidor, debe almacenarse adecuadamente para evitar daños y contaminación. Si la tubería se almacena en sitios de trabajo o ubicaciones remotas, también se debe considerar la protección contra el vandalismo. Las existencias de tubería deben construirse sobre una base plana para evitar que se enrollen. Si es posible, la tubería debe almacenarse del suelo y agruparse por tamaño y clase. Si todos los diferentes tamaños y clases se almacenan juntos, hará que sea más difícil transportar la tubería al sitio de trabajo cuando sea el momento de la construcción. Es útil colocar la tubería alternando los extremos de campana y espiga. Esto permite que la tubería se almacene de manera uniforme.

    La tubería de cloruro de polivinilo debe almacenarse fuera de la luz solar directa ya que la radiación ultravioleta puede dañarla. Cualquier tubería que pueda agrietarse o dañarse al golpear el suelo, la altura de las pilas de tubería debe limitarse a no más de tres de altura. También es prudente cubrir los extremos de la tubería durante el almacenamiento para evitar que entren roedores u otros animales en la tubería. Cubrir los extremos también protege contra la contaminación de la suciedad u otros objetos extraños. A veces cubrir los extremos no es factible y no crítico ya que parte del proceso de instalación incluye el lavado y desinfección adecuados de la tubería antes de ser puesta en servicio.

    Verde, Plástico, Tuberías, Alcantarilla, Agua, Aguas residuales, Tubería
    Figura\(\PageIndex{2}\): La imagen de PublicDomainPictures está licenciada bajo CC0

    Preparación de la tubería para la instalación

    Los proyectos de tuberías pueden ser trabajos pequeños que requieren solo unos pocos palos de tubería. O bien, pueden ser trabajos extensos que cubren varias millas o más. Independientemente del tamaño del trabajo, es importante planificar adecuadamente. Preparar la pipa en el lugar de trabajo es un aspecto importante de la preparación laboral.

    La tubería debe colocarse lo más cerca posible de la zanja. Esto facilita el acceso a la tubería y se coloca en la zanja. Encordar la tubería en el lado opuesto de la zanja como la suciedad (botín) que se está excavando y debe ubicarse lejos del tráfico y del equipo pesado. Las campanas deben ubicarse en la dirección de la instalación y solo se debe colocar la tubería suficiente para un día de trabajo. También es importante que la tubería esté protegida de rodar en la zanja o lejos del sitio de trabajo.

    Excavación

    La excavación de zanjas es el proceso más caro de instalación de tuberías. Es importante conocer la ubicación, profundidad y ancho requeridos para la instalación de tuberías. Una organización sin fines de lucro llamada “Alerta de servicio subterráneo” proporciona un medio para que cualquier persona que excave bajo tierra la oportunidad de identificar cualquier otro servicio público o conflicto, que pueda existir. Se debe llamar a un número gratuito (811) al menos cuarenta y ocho (48) horas antes de que ocurra cualquier excavación. Al llamar a este número, cualquier empresa de servicios públicos de la zona recibe una notificación de que se van a producir zanjas y luego son responsables de marcar sus servicios públicos en el suelo con una pintura de color apropiado. Cada utilidad diferente tiene un color específico según lo estandarizado por la Asociación Americana de Obras Públicas (APWA).

    Código de colores uniforme APWA

    Blanco

    Proponer excavación

    Rojo

    Líneas de energía eléctrica

    Naranja

    Cable, Comunicación

    Morado

    Riego

    Rosa

    Marcado de Encuesta Temporal

    Amarillo

    Gas, Petróleo, Vapor, Químico

    Verde

    Alcantarillado, desagüe

    Azul

    Agua Potable

    También se deben considerar las condiciones locales del suelo antes de iniciar las zanjas. ¿Hay agua subterránea local, que puede llenar la zanja? ¿Hay problemas de escarcha o congelación? ¿El suelo nativo está en buenas condiciones o será necesario traer material de “relleno” para el relleno? A veces, en climas fríos donde no son posibles profundidades adecuadas, podría ser necesario un aislamiento especial para evitar que el agua de las tuberías se congele. En algunas áreas (especialmente en climas más cálidos), se requieren profundidades mínimas de cobertura del suelo. Algunas profundidades comunes son de treinta y seis (36) pulgadas para la red de agua y dieciocho (18) pulgadas para los laterales de servicio.

    Siempre que sea necesario instalar una tubería en una calle existente, se debe atender una consideración especial para minimizar los inconvenientes al público. Por ejemplo, algunas ciudades locales pueden limitar los tiempos de las actividades de construcción. Si la carretera es una vía principal, es posible que no se permita la construcción durante los horarios de viaje por las mañanas y las noches. También se pueden requerir permisos especiales para excavaciones. También es muy importante entender las condiciones existentes y futuras de las carreteras, ya que éstas dictarán los requisitos de restauración de la superficie de la carretera.

    Una vez revisadas estas y otras consideraciones, es importante establecer un plan de excavación. El equipo de construcción debe revisar la zona de trabajo. Qué equipo pesado se necesitará, dónde se colocarán los despojos y materiales, dónde se requerirá el control de tráfico y dónde podría haber exposición pública a la zona de trabajo son solo algunas áreas que las tripulaciones necesitarán entender antes de comenzar a trabajar.

    Dado que el proceso de excavación es la parte más cara de la instalación de tuberías, es importante entender cuánta suciedad se requiere eliminar. Esto es importante porque no quieres eliminar más suciedad de la necesaria. Por lo general, el ancho de la zanja debe ser uno (1) a (2) pies mayor que el diámetro exterior de la tubería.

    Las trincheras pueden ser muy peligrosas para los trabajadores por el potencial de derrumbes. Hay cuatro (4) señales de peligro comunes que los trabajadores deben buscar para ayudar a prevenir la falla de la pared de la zanja. Estos son:

    • Grietas de tensión en la superficie del suelo paralelas a la zanja
    • Material que se desmorona de las paredes de la zanja
    • Asentamiento o hundimiento del suelo que rodea la zanja
    • Cambios repentinos en el color del suelo, lo que indica excavaciones previas

    Además de estas señales de advertencia, se necesitan ciertas precauciones para proteger a las tripulaciones que trabajan en trincheras. Existen cuatro (4) métodos básicos para prevenir los derrumbes en las paredes de trincheras.

    • Inclinado —Si hay suficiente espacio en la zona de trabajo de construcción, inclinar las paredes de la zanja es un medio adecuado para evitar derrumbes. Este proceso implica excavar las paredes en ángulo. El ángulo de reposo evita que las fuerzas descendentes del suelo excedan la fuerza cohesiva del suelo. La inclinación de una zanja depende del tipo de suelo que se está excavando, la cantidad de humedad en el suelo, las condiciones circundantes y el potencial de vibración del suelo de equipos pesados. Se utilizan diversos ángulos de reposo dependiendo del tipo de suelo. A continuación se presentan algunos ejemplos comunes.
      • Rocas trituradas compactadas: por cada pie de profundidad, la zanja se corta medio pie de ancho
      • Suelo promedio: por cada pie de profundidad, la zanja se corta un pie de ancho
      • Arena afilada compactada: por cada pie de profundidad, la zanja se corta un pie y medio de ancho
      • Arena suelta bien redondeada: por cada pie de profundidad, la zanja se corta dos pies de ancho
    • Blindaje —Esta forma de protección de pared de zanja implica el uso de una caja de acero, que se coloca dentro de la zanja. Está abierto en la parte superior, inferior y en los extremos, por lo que los trabajadores pueden trabajar dentro de él. La caja protectora es empujada o remolcada a lo largo de la zanja para proporcionar un blindaje constante contra las cavernas. Es importante que el escudo se extienda por encima del nivel del suelo para brindar una protección completa. Estas cajas de blindaje también se conocen como escudos de trinchera.
    • Apuntalamiento: apuntalamiento es un término general utilizado cuando se refiere a la proyección de muro de zanja Es un sistema de marco de madera, metal, o una combinación de ambos. Este sistema de soporte mantiene la presión contra ambas paredes de zanja evitando derrumbes. Es importante instalar apuntalamiento desde la parte superior de la zanja hasta la parte inferior de la zanja. La remoción del apuntalamiento debe hacerse de la manera opuesta. Esto minimizará la exposición de los trabajadores a las paredes de trincheras desprotegidas. Hay tres (3) componentes principales de un sistema de apuntalamiento.
      • Montantes: estos son los tableros verticales colocados en contacto directo con la cara de la pared de la zanja. El espaciamiento de los montantes depende de la estabilidad del suelo. Si el suelo es arenoso, entonces los montantes se colocarían firmemente juntos.
      • Cuerdas (Stringers): estos son los miembros horizontales del sistema de apuntalamiento a los que están unidas las llaves. Los largueros se conocen comúnmente como balleneros.
      • Tirantes: los tirantes son los miembros horizontales, que atraviesan la excavación para mantener los montantes separados

    El fondo de la zanja debe estar nivelado para que la tubería tenga soporte a lo largo de toda la longitud A veces se necesita una tabla niveladora para garantizar que la ropa de cama esté nivelada. Después de colocar la tubería en la zanja, el material de relleno debe compactarse debajo de la curvatura de la tubería. Este proceso se conoce como “acosador”. Es importante asegurarse de que la tubería tenga un soporte adecuado en todos los lados bajo tierra. La tubería debe colocarse sobre un terreno firme y plano. Esta ropa de cama adecuada proporciona soporte y resistencia debajo de la tubería. La ropa de cama hasta el cincuenta (50) por ciento del diámetro de la tubería aumenta la resistencia de soporte en un treinta y seis (36) por ciento y el lecho adecuado hasta el sesenta (60) por ciento del diámetro de la tubería aumenta la resistencia de soporte en setenta y tres (73) por ciento. Al proporcionar ropa de cama más del cien (100) por ciento del diámetro de la tubería y una buena compactación a lo largo de los lados de la tubería aumenta la resistencia de soporte en ciento cincuenta (150) por ciento.

    También es importante proteger las tuberías de agua potable de tuberías no potables como alcantarillado y desagüe pluvial. Idealmente, la red de agua debe instalarse sobre cualquier tubería no potable y comúnmente se requiere una distancia vertical de un (1) pie. Además, es común una separación horizontal de diez (10) pies de las tuberías de alcantarillado y cuatro (4) pies de los drenajes pluviales. Los casos en los que no se puedan lograr estas compensaciones mínimas, podrían requerirse disposiciones especiales y la aprobación regulatoria del departamento de salud. Colocar la red de agua en un “manguito” de mayor diámetro y el revestimiento de concreto son algunas soluciones alternativas.

    Procedimiento de instalación de unión a presión

    1. Prepare la tubería:
      1. Limpie a fondo el casquillo de la campana y el extremo plano
      2. Inspeccione la junta para detectar cualquier daño
      3. Siga las recomendaciones del fabricante sobre si el zócalo debe ser lubricado
      4. Inserte la junta en el zócalo
      5. En clima frío, puede ser necesario calentar la junta para facilitar la inserción
      6. Aplicar lubricante a la junta y al extremo liso
      7. Proteja el lubricante de la contaminación
    2. Conecte la tubería:
      1. Asegúrese de que el extremo liso esté correctamente biselado. Los bordes afilados pueden dañar la junta.
      2. Mantenga las tuberías alineadas al maquillar la junta. La deflexión debe realizarse solo después de ensamblar la junta.
      3. Empuje el extremo plano en el zócalo
      4. Al empujar la tubería con una retroexcavadora o gato, use un cabezal de madera a través del extremo de la tubería para protegerla

    Procedimiento de instalación de juntas mecánicas

    1. Prepare la tubería:
      1. Limpie el zócalo y llene el extremo
      2. Lubrique la junta y el extremo plano con agua jabonosa de un lubricante aprobado
      3. Instalar el prensaestopas y la junta
    2. Conecte la tubería:
      1. Mantenga las tuberías en línea durante el montaje de la junta
      2. Inserte el extremo plano en el zócalo
      3. Presione la junta uniformemente en la campana
    3. Prepare la conexión mecánica:
      1. Empuje la glándula hacia el zócalo
      2. Inserte los tornillos y apriete a mano las tuercas
    4. Apriete los tornillos:
      1. Apriete alternativamente las tuercas en lados opuestos para mantener la misma distancia entre la glándula y la brida
      2. Apriete las tuercas al par correcto

    Preguntas de muestra

    1. ¿Cuál es la causa más común de falla articular?
      1. Tener la articulación demasiado limpia
      2. Uso de jabón o lubricante no aprobado
      3. No tener la articulación completamente limpia
      4. Ninguna de las anteriores
    2. ¿Qué tipo de cosas en los rebajes de las campanas de tubería pueden provocar fugas en las juntas?
      1. Arena
      2. Grava
      3. Polvo
      4. Todo lo anterior
    3. ¿Cómo se llama el trozo de tubería que se corta durante el roscado?
      1. Slug
      2. Cupón
      3. Cookie
      4. Solo 1 y 2
      5. Todo lo anterior
    4. La tubería de gran diámetro debe descargarse ___________.
      1. A mano
      2. Con equipo pesado
      3. Rodándolo de la camioneta
      4. Cualquiera de los anteriores
    5. ¿Cuál es la parte más cara de la instalación de tuberías?
      1. El material
      2. La planeación
      3. La excavación
      4. Todo lo anterior
    6. ¿Qué es un “polo de historia”?
      1. Un poste que se utiliza para rastrear el avance de los días de trabajo
      2. Un poste diseñado para mejorar la eficiencia durante la instalación de tuberías
      3. Un poste que marca cuántos pies de tubería se instalan cada día
      4. Un poste con una cuerda utilizada para verificar la profundidad y el grado de una zanja

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