Si no encuentra abajo la respuesta a su pregunta, no dude en
contactar con nuestro Director Técnico, Francisco Salas (Tel.: 34 + 91 658 40 47, e-mail:
f.salas@es.fullflow.com).
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¿Que ocurriría si se atascara un sumidero?
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He oído que las tuberías pueden comprimirse al usar un sistema sifónico.
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¿Cómo se acopla un sistema sifónico al drenaje subterráneo?
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Al instalar un sistema con tuberías de polietileno, ¿cómo se resuelve
la cuestión de la expansión?
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Quisiera más información sobre el índice de velocidades de autolimpieza.
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¿El sistema está disponible en algún material distinto del PEAD?
Se ha demostrado en diversos ensayos que si un reducido número de sumideros se
atascaran, los restantes asumirían el caudal asignado a aquellos. No obstante, la
altura de la lámina de agua necesaria en torno a los sumideros operativos aumentaría
para aceptar el caudal adicional.
La capacidad de un sistema sifónico viene determinada por las dimensiones de las
tuberías, y no necesariamente por los sumideros. Por este motivo, es posible alcanzar
caudales elevados en los sumideros, siempre que se prevean las cargas de agua adicionales.
Si un sumidero se atasca, la capacidad del sistema no se ve afectada, ya que las
dimensiones de las tuberías permanecen constantes. Es muy improbable que el sumidero
atascado permita la entrada de aire en el sistema, ya que queda rápidamente sumergido
a causa del aumento de la lámina de agua.
Durante el funcionamiento de un sistema sifónico se generan presiones operativas
subatmosféricas (negativas) dentro de las tuberías, por tanto es posible que las
tuberías sometidas a vacío interno o a presiones exteriores positivas se deformen o
fallen, produciendo daños importantes.
Así pues, la presión operativa de vacío admisible deberá constituir una de las
limitaciones de diseño. Sin embargo, existen otras condiciones presentes en los sistemas
sifónicos que afectan a la mínima presión admisible, en particular la cavitación y
la evaporación espontánea de agua en algún vapor o gas.
Se emplean límites generalmente aceptados de -8 m.c.a. con las restricciones de magnitud
apropiadas. El material preferido en la construcción de sistemas sifónicos es el
polietileno de alta densidad (PEAD) para tuberías con diámetros iguales o inferiores a
160 mm, y el PEAP de altas prestaciones para diámetros superiores a 160 mm. Estos materiales
presentan la ventaja de existir en un amplio abanico de diámetros y de poseer la capacidad
de deformarse sin romperse ni verter el contenido de la tubería. No obstante, algunas
propiedades del material son dependientes del tiempo, lo cual afecta a su capacidad de
caudal.
Las normas y los datos de diseño de sistemas suelen estar orientados a la capacidad del
PEAD para soportar presiones positivas internas durante periodos de más de 50 años sin
sufrir desperfectos. Cuando se observan presiones para periodos de funcionamiento de
50 años, es evidente que estas condiciones no se dan en sistemas sifónicos de drenaje
de aguas pluviales.
Pipe work design codes and information are more commonly directed towards the
ability of HDPE to withstand internal positive pressures for periods of more than
50 years without suffering failure. When vacuum pressures are addressed on 50 year
loading period, it becomes clear that these loading conditions are not present
within a syphonic rainwater drainage system.
La presión operativa aceptable varía en función del material del que estén hechas
las tuberías. La capacidad de cualquier tubería para soportar presión interna o vacío
depende de sus dimensiones y de las propiedades del material.
Por propia naturaleza, los sistemas sifónicos de aguas pluviales a menudo funcionan
a presiones subatmosféricas, aunque no siempre sucede así. Los primeros sistemas diseñados
a menudo descuidaban la necesidad de instalar tuberías capaces de operar a presiones
subatmosféricas, y utilizaban las canalizaciones de drenaje tradicionales de UPVC.
Este material, que resulta ligero y fácil de trabajar, es también sensible a rozaduras
y cortes, de modo que cualquier desperfecto en la superficie produce una debilidad
inherente en el interior de la tubería. Esta debilidad, unida a la naturaleza quebradiza
del material, en ocasiones produjo fallos en las tuberías al verse sometidas a presiones
subatmosféricas, lo cual, desafortunadamente, ocurría cuando las tormentas alcanzaban su
mayor intensidad. Cuando los diseñadores se fueron haciendo conscientes de la resistencia
del material necesaria, los sistemas de tuberías empezaron a construirse con un componente
más sólido, conocido como polietileno de alta densidad (PEAD). La elección de dicho material
también ha de estudiarse detenidamente, pues la resistencia general de las tuberías depende
del espesor de las paredes. Otro avance en el empleo de los materiales se ha producido en
el desarrollo del polietileno de altas prestaciones (PEAP), que Fullflow utiliza en las
tuberías de mayor diámetro (200 – 315), debido a su resistencia. Ensayos independientes
han demostrado que el material posee la resistencia adecuada para operar en las condiciones
de funcionamiento de los sistemas sifónicos. Es necesario tomar precauciones si se emplean
polietilenos de resistencias distintas u otros materiales plásticos.
Para calcular correctamente las dimensiones de las tuberías subterráneas asociadas
a un sistema sifónico, en primer lugar hay que entender cómo se inicia la acción sifónica
en el mismo. Para llevar a cabo el cebado del sifón es necesario asegurarse de que la
velocidad del agua es suficiente para que el aire contenido en las tuberías sea arrastrado
con el agua, es decir, que se forma un flujo de burbujas. Los experimentos realizados
por May y otros (1991) confirmaron que las velocidades de arrastre del aire oscilan
entre 2 y 3 m/s.
Debido a la forma hidrodinámica del sumidero autocebante de aguas pluviales Primaflow™,
la velocidad del agua aumenta rápidamente en distancias muy cortas, lo cual garantiza
que las tuberías terminales de cada uno de los sumideros se ceban con independencia del
sistema principal y, a consecuencia de ello, que la acción sifónica comienza en los
estadios iniciales de la tormenta. Si ésta alcanza la intensidad suficiente para provocar
un incremento adicional de las velocidades de arrastre de aire en el colector principal,
se producirá un acción sifónica prácticamente total.
Una vez se comprende el proceso de cebado y la necesidad de velocidades de arrastre
de aire, se hace evidente que, para interrumpir la acción sifónica, ha de reducirse la
velocidad del agua. Dicha velocidad se calcula dividiendo el caudal entre la superficie
de la tubería, por lo tanto, al aumentar el diámetro de la misma, la velocidad del
agua disminuirá. Normalmente, se suelen instalar la red de drenaje subterránea en
pendiente, lo cual, junto con un incremento del diámetro y en conjunción con el caudal
de entrada, permitirá un flujo en las tuberías similar al de un canal abierto con
contacto aire-agua, es decir, permitirá la evacuación aunque no estén completamente
llenas. El plano de la instalación proporciona un caudal y una velocidad para cada
bajante, cifras válidas hasta un 10% del caudal máximo alcanzable. Así pues, las
dimensiones de la red subterránea deberá calcularse de modo que, con el caudal dado,
se produzca circulación en ellas aun sin estar completamente llenas. El método reconocido
para calcular los caudales en el interior de tuberías con diámetros e inclinaciones
variables consiste en emplear tablas o ábacos que se pueden encontrar en cualquier libro
de ingeniería. Se recomienda que la tubería subterránea desemboque en un pozo de registro
antes de conectar con el alcantarillado general.
Aunque, teóricamente, no es necesario cumplir requisitos adicionales respecto al diseño
de la red subterránea, la mayor parte de los sistemas están diseñados para sobrecargarse
(trabajar a sección llena) de forma ocasional. Para admitir la sobrecarga de la red
enterrada es preciso que la tubería subterránea esté conectada a un pozo de registro
provisto de una rejilla de ventilación. Este conducto (cuya superficie abierta deberá ser
mayor o igual a la de la tubería de descarga del sistema sifónico) permitirá que el sistema
evacue (si bien a un ritmo reducido) incluso en caso de que la red subterránea situada a
continuación del pozo de registro se sobrecargara.
Una vez se ha diseñado el sistema, los análisis harán patentes los parámetros de
funcionamiento. Es esencial que las tuberías utilizadas en el diseño posean unas paredes
de grosor adecuado y que estén ancladas correctamente, pues los anclajes aumentan la
resistencia de las mismas y restringen la dilatación lineal. Fullfow Limited emplea un
sistema de abrazaderas y carriles para tuberías de tolerancia rigurosamente controlada
para conseguir un sistema que resulte tanto estéticamente agradable como práctico en su
instalación y funcionamiento, lo cual genera confianza en el cliente.
Tal y como se comenta en la sección sobre cálculo de las dimensiones del sistema
subterráneo e interrupción de la acción sifónica, es necesario que el agua alcance
velocidades elevadas en el interior de las tuberías para que se produzca el cebado
del sifón. Casualmente, las velocidades de cebado son muy superiores a las recomendadas
para la autolimpieza. La normativa española sobre drenaje (UNE-EN 12056) recomienda que
se mantengan velocidades de autolimpieza en condiciones de funcionamiento normales. En
la mayor parte de las tormentas se alcanzan velocidades de autolimpieza durante periodos
de tiempo variables, ya que el tipo de corriente fluctúa entre los modelos 1, 2 y 3 que
se muestran a continuación. Haga clic en el icono para ver la animación.
Como consecuencia de las elevadas velocidades que se alcanzan en un sistema sifónico
no es necesario instalar puntos de registro. Es más, la inclusión de estos accesorios
podría hacer aparecer zonas de posible entrada de aire en el sistema, lo cual redundaría
en una disminución del rendimiento del mismo.
Asimismo, como sucede en cualquier tipo de sistema de aguas pluviales, un correcto
mantenimiento desempeñan un papel fundamental en la continuidad del funcionamiento del
sistema sifónico. Fullflow Sistemas proporciona un manual de Mantenimiento para el Cliente
siempre que instala un sistema y, si se cumplen las recomendaciones de este documento, el
riesgo de que se acumulen residuos en los canalones o de que se atasquen los sumideros se
reduce al mínimo.
Sí, Fullflow ofrece el sistema en diversos materiales. Hemos instalado sistemas de
fundición, acero dulce galvanizado, cobre y acero inoxidable. Es factible fabricar un
sistema de un material distinto de los mencionados, siempre y cuando éste posea las
cualidades necesarias (determinadas por Fullflow) para funcionar con efectividad. Para
más detalles, póngase en contacto con Fullflow. Correo electrónico:
info@es.fullflow.com
, Tel.: 34 + 91 658 40 47.