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3.3 CRUCEROS Y ACCESORIOS EN LA RED.
Son obras que permiten vencer obstáculos tales como: corrientes de agua,
barrancas, carreteras, caminos y vías férreas. Se emplean para hacer cambios de
dirección y de diámetro, interconexiones, instalación de válvulas de
seccionamiento, etc. Para su construcción es indispensable emplear piezas
especiales y en la elaboración de planos es común emplear una simbología.
Para su localización se emplea la numeración adoptando en el cálculo hidráulico
de la red.
Todas las tees, codos y tapas ciegas llevaran atraques de concreto.
En los cruceros con válvulas, se hará la selección de la caja adecuada para su
operación, en función del diámetro, numero de válvulas y su ubicación.
Crucero: Conjunto de piezas especiales, generalmente de fierro fundido y/o
plástico y válvulas de seccionamiento, que se unen para formar: intersecciones de
conductos, derivaciones, cambios de dirección y de diámetro.
Piezas especiales: Elementos que permiten realizar conexiones en los cruceros,
con tuberías y válvulas, en cambios de dirección, unión de tramos de tubería de
diferente material y diámetro. Generalmente son: codos, tes, cruces, reducciones,
extremidades, tapas ciegas y juntas Gibault.
3.3.1.- DISEÑO DE CRUCEROS.
Las piezas especiales que se utilizan en el diseño de los cruceros pueden ser de
hierro fundido, acero, PVC, polietileno, fibrocemento, acero con recubrimiento de
concreto. El tipo de pieza a utilizar dependerá del material de las tuberías a unir,
así como de su diámetro.
Cuando se requiere conectar tuberías de diferente diámetro se utilizan
reducciones.
En caso de que se tengan también cambios de dirección o ramificaciones, se
recomienda, por economía, colocar la reducción antes de las piezas que forman
los cruceros anteriores.
Generalmente se utilizan juntas en los siguientes casos:
Para unir tuberías del mismo o de diferente material.
Para unir tuberías con piezas especiales y válvulas.
Para absorber movimientos diferenciales de la tubería (en la conexión con
una estructura, en caso de sismo, etcétera).
Para absorber movimientos en la tubería por efectos de temperatura.
Si se emplean piezas especiales de hierro fundido con bridas y tuberías de
fibrocemento, la unión de tuberías normalmente se lleva a cabo por medio de
juntas de tipo Gibault, inmediatamente después de extremidades bridadas. En la
terminación de tubería o extremos muertos, se deberán colocar tapones o tapas
ciegas con su atraque respectivo.
El proyecto de los cruceros se hará utilizando los símbolos que se muestran en las
figuras 1, 2 y 3. Para mostrar su uso, en la figura 4 se presentan algunos casos
típicos de cruceros con piezas especiales con bridas y en la tabla No. 1 se
muestra la cuantificación de las piezas que intervienen en algunos diseños de
cruceros de una red secundaria convencional. Así mismo en la tabla No. 2 se han
elaborado algunos diseños de los mismos cruceros indicados en la tabla No. 1,
con la cuantificación de las piezas que intervienen, utilizando en lugar de las
extremidades y juntas Gibault, juntas universales.
A continuación se presentan algunas formas para unir tuberías, que se utilizan
principalmente en la red secundaria, la prolongación de tuberías existentes y en la
sustitución de tramos en mal estado por tuberías nuevas, del mismo material o
distinto.
3.3.1.1.- Unión de tuberías de diámetros iguales.
1. De fibrocemento con fibrocemento (FC con FC).
a) Si son de la misma clase y marca de fabricación, las tuberías en caso de
prolongación se unen con un cople de FC; y con juntas Gibault en la
reparación de tramos.
b) Si los tubos son de diferente clase y marca, se utilizan juntas Gibault,
especificando las clases por unir (normalmente A-5 con A-7) y la marca.
c) Los diámetros nominales de los tubos de FC por unir son interiores; por lo
tanto, para clases diferentes, los diámetros exteriores son distintos.
Simbología
Descripción
Válvula reductora de presión
Válvula de altitud
Válvula aliviadora de presión
Válvula para la expulsión del aire
Válvula de flotador
Válvula de retención (check) de h.f en brida
Válvula de seccionamiento de h.f con brida
Cruz de h.f. con brida
Te de h.f. con brida
Codo de 90° de h.f. con brida
Codo de 45° de h.f. con brida
Codo de 22°-30° de h.f. con brida
Reducción de h.f con brida
Carrete de h.f. con brida (corto y largo)Extremidad de h.f. con brida
Tapa con cuerda
Tapa ciega de h.f.
Junta Gibault
Válvula Valflex J.J. (con dos juntas universales G.P.B.)
Válvula Valflex B.J. (con una brida y una junta universal)
Válvula reducción Valflex B.J. (con una brida y una junta universal)
Junta universal G.P.B.
Terminal G.P.B.
Reducción G.P.B.- B.B. (con dos bridas planas)
Reducción G.P.B.- B.J. (con una brida y una junta universal)
Figura 1 Signos convencionales de piezas especiales
Simbología
Descripción
Cruz
Te
Cople T con salida roscadaCodo de 90
Codo de 45
Codo de 22- 30°
Codo de 90 para
PVC o FC
Codo de 45 para PVC o
FC
Codo de 22-30° para
PVC o FC
Reducción
Niple
Extremidad
Transición entre clases inmediatas
Cople de expansión o adaptador para PVCcomo galvanizado y h.f.Adaptador a tubería de plásticoTapón
Figura 2: Signos convencionales para piezas especiales de fibrocemento
Simbología DescripciónCruz
Te
Extremidad campana
Extremidad espiga
Reducción campana
Reducción espiga
Cople doble
Adaptador campana
Adaptador espiga
Tapón campana
Tapón espiga
Codo de 90
Codo de 45
Codo de 22-30'
Adaptador FC – PVC
Figura 3: Signos convencionales para piezas especiales de PVC
1. Atraque de
concreto.
2. Te.
3. Extremidad.
4. Junta Gibault.
1. Cruz.
2. Extremidad.
3. Junta Gibault.
1. Reducción.
2. Extremidad.
3. Junta Gibault.
1. Atraque de
concreto.
2. Codo.
3. Extremidad.
4. Junta Gibault.
1. Atraque de
concreto.
2. Tapa ciega.
3. Extremidad.
4. Junta Gibault.
Figura 4 Cruceros típicos con piezas especiales de hierro fundido con bridas
Tabla 1.- Cruceros de una red convencional
Tabla 2.- Cruceros de una red convencional con junta universal
3.3.1.1.1.- De PVC con PVC.
Aunque la utilización del sistema inglés en la fabricación de tuberías ha sido
prácticamente sustituido por el sistema métrico, aun se fabrican tubos en sistema
inglés para casos de rehabilitación de redes existentes.
a) Tubos del sistema inglés con tubos de sistema inglés (de color gris). Se
unen con su propio sistema espiga-campana o con cople de reparación de
PVC.
b) Tubos de sistema métrico con tubos de sistema métrico (de color azul). Se
unen con su propio sistema espiga-campana o con un cople de reparación
de PVC.
c) Tubos de sistema métrico con tubos de sistema inglés. Su unión se logra
por medio de un adaptador de PVC.
Los diámetros nominales de los tubos por unir, en ambos sistemas, son exteriores
y diferentes. Los diámetros exteriores no cambian al unir tubos de diferente clase
para un mismo sistema.
3.3.1.1.2.- Acero soldado con acero (con o sin costura).
a) Unión soldada (caso común).
b) Unión con cople de acero tipo Dresser o similar.
c) Los diámetros nominales de los tubos por unir son exteriores. No se
modifican al unir tubos de diferente espesor.
3.3.1.1.3.- Polietileno con polietileno.
Unión por termofusión: Los diámetros nominales de los tubos son exteriores. No
se modifican al unir tubos de diferente clase (RD), es decir, las variaciones de
espesor afectan únicamente al diámetro interior.
3.3.1.1.4.- FC con PVC.
a) Unión bridada. Se utiliza junta universal GPB en la tubería de FC y
extremidad campana o espiga de PVC, incluyendo empaque de plomo o de
hule.
b) Unión de adaptador FC-PVC, especificando marca y clase del tubo de FC.
3.3.1.1.5.- Acero con FC.
a) Unión con cople de acero tipo Dresser (acero-FC) o similar.
b) Unión bridada. Brida soldada al tubo de acero y junta universal GPB.
3.3.1.1.6.- PE con PVC.
a) Unión bridada. Al tubo de PE se une una brida por termofusión a la que se
une una extremidad campana o espiga de PVC.
b) Conexión que tiene entrada roscada, macho o hembra, para unir con PVC y
una espiga estriada a la cual se inserta el PE, sujetándose con abrazadera
de acero inoxidable.
3.3.1.2.- Unión de tuberías de diferente diámetro y material.
En casos esporádicos de emergencia en la instalación de un tramo determinado
se puede presentar el caso de unir tuberías de diámetros diferentes, del mismo
material o distinto.
1) Unión de tuberías de fibrocemento.
Se utilizan reducciones, terminales y juntas Gibault de hierro fundido. También se
logra la unión con reducción y juntas mecánicas ABT.
2) Unión de tuberías de PVC.
Se utilizan reducciones campana-espiga, especificando el sistema por unir
(inglés o métrico).
3) Unión de tuberías de polietileno.
Se utilizan reducciones para termofusión.
4) Unión de tuberías de acero (con o sin costura).
Se utilizan reducciones del mismo material, haciendo la unión con soldadura.
5) Unión de tuberías de fibrocemento con tuberías de PVC.
Se pueden utilizar reducciones de hierro fundido con bridas y juntas universales
GPB, especificando las características de los tubos por unir.
6) Unión de tubería de fibrocemento con tubería de acero.
Se utilizan reducciones de hierro fundido con brida, junta universal GFB para unir
fibrocemento y brida soldada al tubo de acero.
3.3.2.- COLOCACIÓN DE CRUCEROS
De acuerdo con el uso del suelo, se deben de distribuir convencionalmente los
cruceros de seccionamiento que permitan orientar el flujo hacia determinados
sitios o bien cortarlo para efectuar reparaciones. Su número deberá ser el menor
posible, dejando como previsión carretes situados convencionalmente para que en
un futuro, en caso de requerirse dentro de la operación del sistema, se coloquen
nuevas válvulas o se cambien de sitio las ya existentes.
3.3.3.- PROYECTO DE CRUCEROS.
La elaboración del plano de cruceros, para una Línea de conducción, constituye
una de las etapas del proyecto, que requieren más trabajo. Para la formación de
este plano de cruceros se recomienda seguir los siguientes pasos:
1. Se numeraran en el plano de la línea de conducción todos los cruceros de
proyecto, es decir, todos aquellos puntos de la línea de conducción, en
donde se requiere proyectar la instalación de nuevas piezas especiales y/o
válvulas.
2. En una cuadricula (generalmente de 6 x 6 cm.) se dibujará detalladamente
cada crucero, con las piezas especiales requeridas (existentes o de
proyecto), representadas por sus signos convencionales.
3. Al finalizar el proyecto de los cruceros, se recomienda revisarlos, marcando
con algún color, tanto en el plano de la red, como en el plano del crucero,
los números de los cruceros bien proyectados. objetivos que se persiguen
al elaborar el plano de cruceros, son:
Proporcionar al Ingeniero Constructor, una guía para la formación de
los cruceros de la red.
Cuantificar las piezas especiales y válvulas, para las compras de las
mismas.
Poder elaborar el presupuesto de la red, para estimar el costo que
tendrá la misma.
3.3.4.-DISEÑO DE CRUZAMIENTOS
1. Arroyos.
En caso de posibles cruzamientos con ríos o arroyos, se deberá proyectar
detalladamente, y con base en un procedimiento constructivo conciliado con las
dependencias correspondientes, la forma en que se salva el obstáculo en cuestión
y la manera en que se sujeta y protege la tubería, indicando las conexiones y
piezas especiales necesarias.
2. Caminos y carreteras.
Con apoyo en los
resultados de los
estudios de mecánica
de suelos, se
procederá al análisis y
diseño de la estructura
de cruce de la línea
del acuaférico;
preferentemente se
empleará el sistema de cajón de concreto reforzado, sin excluir la solución con
tubería de acero a manera de encamisado, colocada con excavación a cielo
abierto o mediante el sistema de hincado.
En la franja del derecho de vía, la tubería de la línea de conducción será de acero.
El espesor del terraplén entre la rasante del camino y la elevación de la parte
superior de losa o al lomo de la tubería de encamisado, no será menor de 1.50 m.
La carga viva de diseño corresponderá a un camión H-20; el derecho de vía será
de 20 m mínimo a cada lado, normales al eje del camino.
El análisis y diseño estructural deberá efectuarse para las diferentes etapas
constructivas, considerando una sección "U" con las acciones de las cargas para
la instalación de la tubería y una sección cerrada en la segunda etapa con las
cargas permanentes y rodantes definitivas. Se integrará la memoria de cálculo
correspondiente.
En el plano de cada cruce se indicarán los kilometrajes del punto de intersección
del eje de la tubería con la carretera así como su ángulo de intersección, y con
línea interrumpida, el ancho del derecho de vía de la carretera en la que se alojará
la línea de conducción.
El tramo de tubería de la línea de conducción que se ubique dentro de la franja del
derecho de vía, se dibujará en color rojo, incluyendo la estructura protectora.
En la parte central inferior, se ubicará la sección transversal, levantada según el
eje de la tubería, el eje de la carretera, el ancho del derecho de vía, de la corona y
de la carpeta asfáltica, elevación de la rasante y desniveles del terreno natural al
lomo de la tubería.
Cuando el cruzamiento se haga es viajado, las dimensiones características de la
carretera deberán acotarse tomando sus dimensionamientos proyectados al eje de
la tubería.
En el ángulo superior izquierdo se dibujará el croquis de localización, indicándose:
El norte visible y hacia arriba.
La jurisdicción y el número de l
a carretera de que se trate.
Nombre y dirección de las poblaciones que une ese tramo de carretera.
De color rojo se dibujará el trazo de la línea de conducción, encerrando en
un círculo la zona precisamente del cruzamiento.
En el ángulo superior derecho se indicarán las notas SCT-SIT según el tipo
de proyecto. Así también se indicará la protección anticorrosiva interior y
exterior de la tubería de conducción y reseña del procedimiento
constructivo.
En el título del plano, se mencionará el nombre de la conducción, indicando
los kilometrajes de la línea de conducción y la carretera en el sitio de cruce
precisamente. Además, el tramo de la carretera en que se ubicará el cruce.
El plano del proyecto, será elaborado en papel bond, y de acuerdo con las
especificaciones vigentes de la SCT.
Si se requiere, se elaborará un plano exclusivamente para el camino de
desvío, con su trazo geométrico y señalización de acuerdo con las
especificaciones de la SCT.
Para trámites de aprobación del proyecto de cruce, ante la Secretaría de
Comunicaciones y Transportes, se deberá entregar la documentación siguiente:
dos copias reproducibles y una copia en papel bond con los colores de tinta
mencionados, del o los planos que forman el proyecto así como un juego de
copias de la memoria de cálculo, memoria descriptiva y memoria justificativa.
3. Vías Férreas.
El cruce de la línea de
conducción con vías férreas,
se deberá proteger mediante
una estructura, que podría
ser un cajón de concreto
reforzado o una camisa de
acero de 15 m de longitud
mínima, medidos
perpendicularmente a cada lado del centro de la vía, el espesor mínimo de
terraplén comprendido entre el patín del riel y el lecho superior de la losa - tapa o
el lomo de la tubería de encamisado será de 0.90 m y la carga viva será la Cooper
E-80, el tipo de protección dependerá de los resultados del estudio de mecánica
de suelos que se efectúen en el sitio de cruce. Si la protección se lleva a cabo
mediante una caja de concreto reforzado, su análisis y diseño estructural se
efectuarán para diferentes etapas constructivas, considerando una sección "U"
con las acciones de las cargas, para la instalación de la tubería, y una sección
cerrada en la segunda etapa con las cargas permanentes y rodantes definitivas.
4. Cruce con oleoductos y gasoductos.
Para el caso de cruzamientos con oleoductos, gasoductos, etc., el proyecto
deberá elaborarse de acuerdo a las especificaciones de PEMEX.
