Tubería HDPE para conducción y distribución de agua - aguatuya

Tubería HDPE para conducción y distribución de agua
Serie: Tecnologías para servicios de agua en zonas de expansión urbana
Captación/
Bombeo
¿Qué es la tubería HDPE?
Conducción/
Potabilización Almacenamiento
distribución
Recolección de
aguas servidas
Es tubería plástica fabricada en Polietileno de Alta Densidad (HDPE por sus siglas en inglés). La tubería
HDPE está diseñada para trabajar con agua a presión y es muy utilizada a nivel mundial como una
alternativa al PVC (Policloruro de Vinilo). La tubería HPDE también se utiliza ampliamente en la
construcción de redes de distribución de gas, en minería y en la industria. La norma de fabricación más
utilizada en el mundo para la fabricación de tubería HDPE es la ISO 4427 1 . Actualmente, varias industrias
bolivianas fabrican tubería HDPE bajo la mencionada norma. Esta tecnología ha sido incorporada en el
Manual de Diseño técnico con tecnologías alternativas del Ministerio de Medio Ambiente y Agua 2
publicada en Diciembre de 2010.
¿Por qué utilizar tubería HDPE en proyectos de agua potable?
Tratamiento de
aguas servidas
Protección a la salud y al medio ambiente
Actualmente muchas ciudades y estados están aplicando restricciones en el uso de tuberías que en su
composición tienen asbestos, metales pesados u otros componentes de riesgo. De acuerdo a un
estudio 3 realizado el año 2002, pequeñas cantidades de plomo y cadmio pueden ser liberadas de
productos vinílicos desde los tubos de PVC hacia el agua potable. Las estrictas regulaciones ambientales
y de salud en Europa han hecho que el uso de materiales alternativos al PVC como el HDPE se masifique
en los últimos años. A diferencia del PVC, el HDPE es calificado por la FDA (Food and Drug
Adiminstration) como material apto para estar en contacto con los alimentos 4 .
El HDPE es un material mucho más fácil de reciclar y menos peligroso que el PVC para el medio
ambiente. El plástico clorado PVC (policloruro de vinilo) ocasiona graves riesgos al medio ambiente y a la
salud pública durante todo su ciclo de vida. Los principales riesgos están asociados con la generación y
emisión de dioxinas durante el proceso de fabricación del cloruro de vinilo y la incineración de
productos de PVC 5 .
1
International Standard ISO 4427-1, Plastic Piping Systems – Polyethylene (PE) pipes and fittings for water supply ,
2007
2
Guía técnica de diseño y ejecución de proyectos de agua y saneamiento con tecnologías alternativas, MMAyA
Estado Plurinacional de Bolivia, 2010
3
Environmental Impacts of Polyvinyl Chloride (PVC) Building Materials, Joe Thornton, Ph.D, 2002
4
Regulación 21 CFR 177.1520 de la Food and Drugs Administration (FDA) de EEUU
5
Sentencia dictada por el Tribunal Superior de Viena, Austria el 31 de Marzo de 1994

En un contexto de cambio climático la conservación del recurso hídrico (agua) cobra cada vez más
importancia. La tendencia mundial es a construir redes de distribución más seguras y más duraderas
para evitar pérdidas de agua en el tiempo.
Las pérdidas de agua representan costos tanto ambientales como económicos para los municipios y los
operadores de sistemas de agua; en las redes construidas con materiales tradicionales los problemas de
instalación y fugas en la red se presentan principalmente en las uniones entre tramos de tubo. Mientras
que el PVC y el FFD (Fierro Fundido Dúctil) admiten pérdidas de agua de entre el 10% y el 20% 6 , el HDPE
unido por termofusión admite 0% de pérdidas.
Material
Asbesto
cemento
PVC
FFD
HDPE
Número de fugas de agua al año por tipo de material
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Beneficios para el proyecto:
Número de fugas al año por cada 100 Km de tubería
En la figura de la derecha, podemos apreciar
el número de fallas al año que presentan
distintos materiales. Esta información
proviene de la Base de Datos Nacional de
Fallas en Matrices Principales del Reino Unido
durante los años 1995-2003 7 .
La gran seguridad que ofrece el HDPE en
cuanto a fugas es una de las razones por las
cuales la mayor parte de redes de gas natural
del mundo son construidas con este tipo de
tubería.
Actualmente el uso de este material para la construcción de redes de agua es la tendencia mundial por
sus propiedades físicas, larga vida útil y facilidad de instalación.
La tubería HDPE presenta las siguientes propiedades físicas:
• Flexible: se puede enrollar, doblar y aplastar.
• Liviano: de bajo peso y fácil de transportar.
• Tenaz: alta resistencia al impacto, golpes y
maltrato.
• Resistencia a bajas temperaturas: no pierde
sus propiedades a bajas temperaturas.
• Resistencia a la corrosión: resiste
indefinidamente en terrenos húmedos,
salinos o químicamente agresivos.
• Presiones máximas y mínimas: Diseñado para
presiones de trabajo de 4 a 16 bar
6 http://plasticpipe.org/municipal_pipe/potable_water.html
7 UK Water Industry Research National failure database Averages 1995-2003
Uso de distintos materiales en Europa para agua en
diámetros de 3” a 6”
15%
7%
2%
76%
HDPE
PVC
FFD
Acero

La flexibilidad del tubo permite su fácil instalación en terrenos sinuosos con curvas y/o altibajos, es apta
para atravesar los puentes colgantes y/o tramos engrampados a laderas de piedra, la tenacidad del
material lo hace menos sensible a terrenos pedregosos.
El hecho de que estas tuberías se fabriquen en rollos, permite que el tendido sea ágil, lo cual se traduce
en un ahorro significativo en tiempos de ejecución de proyectos, con el consiguiente ahorro en costos
de mano de obra y supervisión.
¿Cuáles son los costos de esta tecnología y cómo impactan en el proyecto de
agua?
La vida útil de una red de agua construida en HDPE es de aproximadamente 50 años, en lugar de los 20
años de una red de agua construida en PVC. Esto impacta directamente en su desempeño económico
(amortización de la inversión a lo largo del horizonte del proyecto), como se puede apreciar en el
siguiente ejemplo:
Comparación costos durante el ciclo de vida del proyecto 8
Al horizonte del proyecto (30 años)
Supuestos
Diámetro nominal de la tubería [pulgadas] 2
Costo de producción del agua [Bs/m3] 1.00
Costo de reparación por cada fuga [Bs] 500.00
Caudal que lleva la tubería [m3/año] 122640
Horizonte del proyecto [años] 30
Material
Red en
PVC Red en HDPE
Costo de adquisición de la tubería [Bs/m] 15.00 18.00
Costo de zanja e instalación [Bs/m] 20.00 12.00
Costo red construida [Bs/m] 35.00 30.00
Vida útil [años] 20.00 50.00
Costo del tubo por año [Bs/m/año] 1.75 0.60
Fugas [# de fugas/m/año] 0.00009 0.00004
Costo de reparaciones [Bs/m/año] 0.0450 0.0200
Costo del agua perdida [Bs/m/año] 1.1038 0.4906
Costo total tubo incluyendo mant. y pérdidas [Bs/m/año] 2.8988 1.1106
Costo total del sistema de tuberías [Bs/m/30 años] 86.96 33.32
¿Existen experiencias locales en el uso de este material?
El HDPE se utiliza en Bolivia desde los años 80, siendo su principal uso en minería gas y ductos de fibra
óptica. En el caso de los sistemas de agua potable su uso se ha incrementado mucho durante los últimos
8 La tubería HDPE en el mundo – Materiales modernos para nuevos desafíos, Heredia 2010

10 años. AGUATUYA ha construido más 200 sistemas de agua potable que actualmente benefician a más
de 200,000 habitantes. A continuación, a manera de ejemplo resumimos el caso del proyecto AGUA
PARA TODOS en la ciudad de Cochabamba.
Proyecto “Agua Para Todos”, Cochabamba – Bolivia
Ubicación
Ciudad de Cochabamba (Cercado), Distritos 3, 4, 5, 8, 9 y 14 (énfasis en los distritos 8,9 y 14 de la zona
sur de la ciudad).
Antecedentes
En Abril del año 2005 se firma el convenio denominado “Agua Para Todos” entre la Honorable Alcaldía
Municipal de Cochabamba, SEMAPA (Servicio Municipal de Agua y Alcantarillado), PNUD y AGUATUYA.
El objetivo central de este proyecto es facilitar el acceso a servicios básicos a las OTBs de las zonas de
expansión urbana de la ciudad.
Gracias a la participación ciudadana y el trabajo conjunto, esta alianza ha permitido ejecutar proyectos
en tiempo record dotando de servicio de agua a más de 20,000 habitantes.
Forma de trabajo
Identificación de la demanda
Alcaldía de Cochabamba/OTBs
Elaboración de diseños
AGUATUYA
Financiamiento del proyecto
Contrapartes
Ejecución
PLASTIFORTE
Capacitación/DESCOM
AGUATUYA
• Identificación proyectos potenciales
• Reuniones con dirigentes de OTBs potenciales
• Reuniones con representantes de la HAM CBBA
• Inspección y medición en terreno
• Elaboración de diseños de ingeniería utilizando tubería HDPE
• Elaboración propuesta técnica y económica
• Fondos Municipales y de Participación Popular (Alcaldía de Cochabamba)
• Recursos propios de la OTB, HAM CBBA, microcrédito, otros donantes
• Otros donantes (Embajada de Suecia, Rotary Internacional, Transredes)
• Optimización de tiempos de ejecución gracias al uso de tubería HDPE (rollos
de 100 metros)
• Uso de Mano de Obra Local
• Supervisión técnica
• Módulos de capacitación administrativa
• Asistencia y capacitación técnica
• Desarrollo comunitario

Lista de barrios beneficiados con el proyecto
# Nombre OTB Distrito Beneficiarios
1 La Campana 3 500
2 La Vertiente 3 1140
3 Juan XXIII 4 1350
4 El Jardin 5 360
5 Universitario Bajo 5 910
6 Eduardo López (1) 5 970
7 San Joaquín (2) 5 730
8 Lacma Cerro Blanco (3) 5 560
9 Ticti Sud 8 860
10 k'ara K'ara 9 1740
11 Caico Alto 9 250
12 Maica Sud 9 210
13 Lazo Rancho 9 460
14 Higuerani 9 680
15 San Nicolás-Villa de
Oropeza
9 550
16 Maica Central 9 1960
17 Maica Quenamari 9 260
18 COBOL 9 930
19 Baños Ecológicos Higuerani 9 110
20 Incacollo 11 140
21 Solterito Alto 11 590
22 Hornoni Pampa 13 220
23 Alto Pagador 14 2420
24 Central Itocta 14 1360
25 Bella Vista 14 560
26 Villa Urkupiña 14 1620
27 Integración 14 400
28 Lomas de Pagador 14 510
29 Nuevo Milenio 14 590
30 Gualberto Villarroel 14 780
31 Bello Horizonte (1ra. Fase) 14 500
32 Alto Porvenir 14 390
33 Bello Horizonte (2da. Fase) 14 340
Total 24,950

Ventajas del uso de la tubería HDPE durante la implementación del proyecto
Durante los primeros 5 años del proyecto se han tendido 95,299 metros de tubería matriz entre 50mm
(1 ½”) y 110 mm (4”). El uso de la tubería HDPE durante la construcción de los 32 sistemas de
distribución ha permitido al proyecto un avance rápido, logrando los siguientes rendimientos promedio:
Tubería Velocidad de
instalación
aprox.*
[m/jornada]
Costo promedio
provisión e
instalación
[Bs/m]
Tubería HDPE de 20mm (eq. ½”) 2000 6
Tubería HDPE de 25mm (eq. ¾ ”) 1800 9
Tubería HDPE de 32mm (eq. 1”) 1500 10
Tubería HDPE de 40mm (eq. 1 ¼ ”) 1300 16
Tubería HDPE de 50mm (eq. 1 ½”) 1100 19
Tubería HDPE de 63mm (eq.2”) 1000 28
Tubería HDPE de 75mm (eq. 2 ½”) 800 40
Tubería HDPE de 90mm (eq.3”) 500 58
Tubería HDPE de 110mm (eq.4”) 400 86
*Velocidad de tendido una vez que la zanja está lista
La tubería HDPE fabricada en rollos de 100 metros hasta 2” y en rollos de 50 metros hasta 4” requiere
menos uniones que el PVC que requiere una unión cada 6 metros. Por lo tanto el efecto positivo en la
construcción del proyecto es triple: i) rápida instalación, ii) facilidad para la prueba hidráulica por menor
riesgo de fallas de instalación y iii) menor riesgo de fugas a largo plazo.
Resumen de resultados
A continuación presentamos un resumen de indicadores económicos del proyecto luego de cinco años
de trabajo (2005-2010):
Inversión Total [USD] 1,219,134
Inversión Total por la Comunidad (aporte OTBs y donaciones) [USD] (59%) 630,601.49
Inversión Total por el Municipio [USD] (41%) 588,532.51
Número total de Proyectos entregados (OTBs) 34
Promedio de inversión total por Proyecto (OTB) [USD] 35,857
Número total de hogares beneficiados 4,376
Promedio inversión total por hogar [USD] 279
Total personas beneficiadas (prom. 5.7 hab./casa) 24,950
Prom. inversión total per cápita [USD] 48.9
Longitud total de tuberías instaladas [m] 95,299

Imágenes de proyectos
Más información:
Fundación AGUATUYA
Casilla 6264 Cochabamba – Bolivia
Telf: (591) 4 424 2164
http://www.aguatuya.org
info@aguatuya.org