2.- Consideraciones del material - THYSSEN Plastic Solutions

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3.4 CÁLCULO PARA PREVENIR DEFORMACIONES EN TUBERÍA ENTERRADA En el ensayo de aplastamiento, los tubos no se rompen sino que van deformándose a medida que aumenta la presión, hasta el extremo que la parte superior de los mismos llega a tocar, sin agrietarse, el fondo abombado hacia arriba. Por ello, en las consideraciones que se hagan respecto a la resistencia, debe tenerse en cuenta este comportamiento. Una parte de la deformación que se produce bajo los efectos de una carga es elástica (reversible), en tanto que la otra es plástica (irreversible). De todos modos el ensayo de aplastamiento sólo permite apreciar hasta que punto se deforma el material, sin corresponder a las cargas a que está sometido el tubo en la zanja colmada. En la práctica, la deformación es mucho menor que la producida en el ensayo de aplastamiento bajo carga toda vez que las paredes de la excavación sostienen el tubo. En principio hay que señalar que incluso cuando se trata de canalizaciones fabricadas con materiales convencionales, hay que apisonar el terreno circundante según DIN 4033, apartado 82. Si la naturaleza de éste no lo admitiese deberá traerse de otro sitio material apisonable (DIN 4033, apartado 8.1). Para determinar la capacidad de carga de una tubería flexible desde hace ocho años vienen midiéndose la presión ejercida por la tierra y la deformación experimentada, observándose que con el tiempo deja de producirse la disminución del peso de la tierra debida a esfuerzos de fricción en las paredes de la zanja. En el cálculo del peso muerto de la tierra se toma como base el valor máximo posible g H. Las cargas originadas por las ruedas de los vehículos pueden convertirse por los métodos usuales (p. ej. el Boussinesq) en una carga superficial por circulación o peso vivo Pv 12 HDPE Para el factor de impacto se recomiendan los siguientes valores: Camiones de gran tonelaje 60: 1,2 camiones de gran tonelaje 30: 1,4 camiones normales 12: 1,5. Con ello la carga total sobre la tubería alcanza: q v = H + p v significando = Peso específico del material de relleno (Tabla 2) H = Altura de cobertura (m) = Factor de impacto P v = Carga superficial por circulación (Ton/m 2 ) La altura mínima de cobertura, con vistas a las cargas producidas por la circulación variable debe alcanzar 0,8., siendo igual al diámetro d en las tuberías de d > 0,8m. Para la circulación ferroviaria y aérea se considerarán alturas mínimas > 1,5 !1,2 m. En los casos en que no se disponga de datos más exactos, puede recurrirse a los módulos de deformación del terreno de la tabla 2, válidos para esfuerzos de compresión de hasta aprox. 0,1 N/mm 2 . Si estos son mayores, aumentan los módulos de deformación del terreno por lo que puede contarse con valores más altos en capas de cobertura gruesas, con tal que se confirmen por medición. La deformación (aplastamiento de la parte superior y) de las tubería HDPE bajo el peso de la tierra se determina a través del valor Rs, que figura en la abscisa del diagrama de Watkins, Fig. 8, el cual es el cociente de la consistencia del terreno y de la rigidez de la tubería.
R S = E B E I/D 3 (2) Donde: E B = Consistencia del terreno (módulo de deformación) E = Módulo de elasticidad del material de la tubería HDPE l = Módulo de inercia superficial de las paredes de la tubería = S3/12 (mm3) D = Diámetro medio de la tubería (mm) s = Espesor de la pared de la tubería (mm) En la ordenada del diagrama de Watkins figura la deformación de las tuberías referida al respectivo valor Rs que multiplicada por la compresión del terreno B Caso 1: refuerzo vertical de la zanja con tablestacas o tablones de madera (no apisonado). Caso 2: consolidación vertical de la zanja con tablas acanaladas, perfiles ligeros tablestecados o relleno no apisonado o tratamiento del relleno con agua a presión. B = qv /EB indica la deformación de la tubería y/D: (3) y/D = ! v = (! v / B ) · B (4) Debido a la tendencia de los plásticos a plastodeformarse, la deformación aumenta con el tiempo, distinguiéndose entre deformación breve y prolongada. Ambas se obtienen a partir del diagrama de Watkins, calculando el valor Rs con los módulos correspondientes a tiempos breves y prolongado (50 años). Las tuberías deben dimensionarse de modo que su deformación al cabo de 50 años no exceda de un 6%. Los valores de resistencia correspondientes a una deformación breve y prolongada, que se requieren para el valor Rs , se indican en la Tabla 4 para tuberías HDPE habiéndose calculado con los módulos de elasticidad Ek = 900 N/mm2 y EL = 200 Nmm2 Caso 3: zanja rellanada a capas apisonadas contra el terreno natural o terraplenada (sin indicar grado ade apisonado). Caso 4: zanja rellenada a capas apisonadas o terraplenada, indicando grado de apisonado Las tuberías HDPR PM 3,2, que se utilizan habitualmente para canalizaciones, pueden emplearse sin comprobación estática especial en zanjas correctamente colmadas y apiusonadas cuyo relleno no tenga más de 6 m de altura. En cuanto a la aplicación de los módulos para calcular la deformación producida en los tendidos realizados en aguas subterráneas o cauces fluviales, hay que distinguir entre los siguientes casos: 13
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