Calculo De Fluidos

de servicio (las tensiones en la pared superarían las admisibles) si se

alcanzasen deformaciones circunferenciales muy elevadas, superiores al 20% del diámetro ó mas. Por

ello, se dimensionan para que la citada deformación causada por la acción de las cargas externas no

supere un valor del orden del 3% ó el 6% del diámetro, no alcanzándose para entonces el agotamiento

de su capacidad resistente.

En el extremo opuesto estarían los tubos rígidos, en los que la deformación por la acción de las cargas

ovalizantes es tan pequeña que no se benefician del posible empuje pasivo del terreno, sino que

absorbe todas las solicitaciones el propio tubo. En este caso, el tubo queda fuera de servicio cuando el

estado tensional en la pared excede el valor admisible.

Los estudios al respecto de los últimos años concluyen que, efectivamente, la división entre tubos

flexibles y rígidos sería excesivamente simple, ya que habría un estadio intermedio, que serían los

tubos semirígidos o semiflexibles, los cuales admiten cierta deformación ante las cargas externas, la

cual es suficiente para poder hacer variar el empuje de las tierras (comportamiento flexible).

En ellos puede ocurrir tanto que la deformación alcanzada para el estado tensional último sea muy

pequeña (menor, por ejemplo del 2 ó del 3%: comportamiento rígido) como que sea muy grande (más

de, por ejemplo, el 10%, de modo que se dimensionen limitando la deformación radial admisible a un

valor del orden del 3 ó el 5% del diámetro: comportamiento flexible). Por tanto, en el

Cálculo mecánico

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dimensionamiento de estos tubos hay que comprobar que en cada instalación ni las deformaciones ni

las tensiones superan los valores admisibles (en los tubos flexibles puros bastaba con comprobar

únicamente lo primero, y en los absolutamente rígidos lo segundo).

Los criterios anteriores son, sensiblemente, los recogidos en la norma UNE-EN 805:2000, la cual

clasifica a los tubos de la siguiente manera:

- Tubos rígidos: “aquellos cuya capacidad de carga está limitada por la rotura, sin que

previamente aparezcan deformaciones significativas en su sección transversal”.

- Tubos flexibles: “los que su capacidad de carga está limitada por la deformación admisible”.

- Tubos semirígidos: “aquellos cuya capacidad de carga puede estar limitada bien por la rotura o

bien por la deformación transversal”.

Otra forma de entender la rigidez o flexibilidad de un tubo sería tal como lo aborda el proyecto de

norma europea prEN 1295-3:2001. Dicho documento introduce un criterio de clasificación a partir del

parámetro que denomina “rigidez relativa, Sc”:

8* *(1 2 )

s

s

c S

E

S

−υ

=

donde Es es el módulo de elasticidad del suelo, υs es el módulo de Poisson del suelo, para el que

generalmente se utiliza el valor 0,3, y S es la rigidez anular de la tubería.

Se considera que la tubería se comporta como rígida cuando Sc≤9 y como flexible cuando Sc>9. Sin

embargo, aquellos casos en los que la rigidez relativa está comprendida entre 9 y 24 se suelen

denominar tuberías semirrígidas o tuberías semiflexibles caracterizadas porque su deformada mantiene

una forma elíptica.

A la luz de todo lo anterior, debe decirse, en primer lugar, que no ha lugar a establecer clasificaciones

absolutas de los tubos por rígidos, flexibles o semirrígidos, ya que dicha condición no depende solo

del propio tubo como tal sino además de las condiciones de la instalación (en rigor, habría que

distinguir entre un tubo rígido o flexible y un comportamiento rígido o flexible).

En cualquier caso, sí puede decirse que, en general, los tubos de acero y los de materiales plásticos

(PVC-U, PE, PRFV) se comportan siempre o casi siempre de manera flexible, que los de hormigón lo

hacen de forma rígida y que la fundición tendría un comportamiento semirígido, ya que éste variará

de rígido a flexible según diámetros.

Cálculo mecánico

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2 Acciones de cálculo

Las principales acciones que, en general, deben considerarse en el cálculo mecánico de la tubería son

las siguientes (clasificación según norma NBE AE 88, del Ministerio de Fomento):

a) Acciones gravitatorias. Son tanto las producidas por los elementos constructivos de la tubería

como las que puedan actuar por razón de su uso.

a.1) Peso propio. Es la carga debida al peso de la tubería

a.2) Cargas permanentes o cargas muertas. Son las debidas a los pesos de los posibles

elementos constructivos o instalaciones fijas que tenga que soportar la tubería

a.3) Sobrecargas de uso. Son aquellas cargas derivadas del uso de la tubería y cuya

magnitud y/o posición puede ser variable a lo largo del tiempo. Son, básicamente, las

siguientes:

a.3.1) Carga debida al peso del agua en el interior de la tubería

a.3.2) Presión interna actuante, incluyendo el golpe de ariete

b) Acciones del terreno. Son las producidas tanto por el empuje activo como por el empuje

pasivo del terreno. En su determinación deben tenerse en cuenta las condiciones de instalación

de la tubería, así como que ésta sea rígida o flexible, el tipo de apoyo, el tipo de relleno, la

naturaleza del terreno, etc.

c) Acciones del tráfico. Son las producidas por la acción de los vehículos que puedan transitar

sobre la tubería.

Estas acciones derivadas del tráfico son, por su propia naturaleza, unas sobrecargas puntuales

que, además, tendrían la consideración de “acciones dinámicas”, las cuales actúan con un

cierto impacto. Por ello, al determinar su valor hay que multiplicar a la propia sobrecarga por

un “coeficiente de impacto” que tenga en cuenta esta circunstancia.

Otras acciones del tráfico serían, por ejemplo, las acciones causadas por máquinas

compactadoras que produzcan vibraciones, en cuyo cálculo habría que tener en cuenta también

la influencia de dichas vibraciones.

Las acciones más determinantes en el dimensionamiento de tuberías enterradas suelen ser la

presión interna (a.3.2), así como las acciones del terreno (b) y las del tráfico (c).

Por ello, para referirse a ellas pueden emplearse los términos “acciones internas” (para la

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presión interior), y “acciones

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