Las condiciones que deben reunir las redes de saneamiento en España se recogen en el “Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Tuberías de Saneamiento de Poblaciones”, una Orden de 1986 que determina las características que deben cumplir todos los elementos de las redes, incluidas las tuberías. Entre otros, describe los elementos que forman parte de la red, los materiales recomendados según sus características o los ensayos que deben realizarse para garantizar que todo el sistema de la red de saneamiento es funcional y estanco.

La Ley marca una serie de condiciones generales de las redes de saneamiento como el uso de diferentes materiales en función de aspectos como la posibilidad de que se generen sedimentos o la ubicación del sistema, la obligatoriedad de estanqueidad y resistencia el sistema, la lisura interior en las tuberías para evitar fricciones o pérdidas de carga, y la minimización de la septicidad mediante ventilación.

Teniendo estas condiciones en cuenta, y que las tuberías de las redes de saneamiento suelen funcionar en régimen de lámina libre y a sección parcialmente llena, es necesario determinar los caudales de aguas residuales y pluviales que se esperan. En función de estas previsiones, se fijarán criterios sobre las características específicas de la red en particular para poder calcular adecuadamente el dimensionado de esa red de saneamiento.

Factores hidráulicos esenciales en el dimensionado de redes de saneamiento

Para determinar las dimensiones de las redes de saneamiento, deben valorarse diversos factores relacionados con las propiedades de los fluidos, en este caso, el agua:

• Estimación del caudal mínimo, medio, punta, máximo y de pluviales.
• Velocidades de circulación del agua, máximas y mínimas.
• Variación de los caudales (estacional, diaria, temporal, etc.).
• Coeficiente de dilución (relación entre el caudal de agua residual y agua limpia) para el funcionamiento de aliviaderos.
• Funcionamiento hidráulico de la red de saneamiento en su conjunto; si se producen pérdidas de carga lineales y localizadas, se valorará la posibilidad de instalar sistemas de bombeo.
• Factores que influyen en el transporte a presión por el interior de las tuberías como sustancias en suspensión, temperatura y grado de cavitación (cavidades de vapor dentro del agua), o gas disuelto transportado.

Además, también deben tenerse en cuenta otros factores que no son estrictamente hidráulicos como las pendientes máximas y mínimas de las canalizaciones, según la ubicación de la red de saneamiento, o como el coeficiente de rozamiento de los materiales utilizados.

Rugosidad, pérdidas de carga y comportamiento de materiales en tuberías de saneamiento

A la hora de calcular las secciones y el dimensionado de una red de saneamiento, tan importantes son los factores hidráulicos como las propiedades de las tuberías, que deben contener y transportar las aguas residuales sin que se produzcan pérdidas de fluido.

A diferencia de las tuberías de abastecimiento, que transportan agua potable y deben contribuir a garantizar presiones máximas y mínimas de funcionamiento y consumo respectivamente, el principal objetivo de las tuberías de saneamiento es transportar el caudal necesario para evitar desbordamientos utilizando el mínimo de energía posible. Para minimizar este gasto energético, es fundamental que la rugosidad o coeficiente de rozamiento sea lo más bajo posible.

En la selección de las tuberías de redes de saneamiento adecuas, es importante considerar el comportamiento de cada material y elegir el que mejor funcione en cada sección del sistema, según el tipo de red, las opciones de mantenimiento o las características de cada tramo.

Así, para el dimensionado de la red de saneamiento, se deben considerar las diferentes secciones de las que conste el sistema, junto a otro factor importante como es la distancia mínima que se necesite dejar entre la tubería y la superficie del pavimento. 

Además, al dimensionar redes de saneamiento y elegir las tuberías más adecuadas, también influyen otros factores como las condiciones de la construcción, el presupuesto, el tipo de proyecto u obra civil que se desarrolle, o la disponibilidad en el mercado de los materiales y mano de obra.

Cómo influyen el PVC, PRFV y hormigón en el diseño de la red de saneamiento

Por lo general, los materiales admitidos más utilizados en redes de saneamiento son el policloruro de vinilo no plastificado (UPVC), polietileno de alta densidad (PEAD) y, sobre todo, el hormigón en masa y armado y el PVC. A las tuberías de PVC y hormigón, que son las más habituales, hay que sumar el PRFV, un material similar en prestaciones al PVC, aunque con características mecánicas superiores, pero también un coste mucho más elevado.

Como hemos señalado, la selección de los materiales de las tuberías en redes de saneamiento dependerá de cada sección, por lo que se recomienda una comparativa técnica entre el PVC, PRFV y hormigón para seleccionar el más adecuado en cada situación.

Aun así, por su coste y características, lo más común es que los tubos de PRFV se reserven a contextos más específicos. Para las redes de saneamiento, las tuberías de PVC reúnen el balance idóneo entre resistencia, durabilidad, lisura interior y versatilidad. Además, para las ocasiones en las que se necesita un extra de resistencia mecánica, estática y dinámica, PipeLoc dispone de las tuberías Ribloc Hormigón, tubos de PVC reforzados con hormigón.

Errores comunes en el dimensionado de redes de saneamiento

Los errores más habituales que se producen al dimensionar redes de saneamiento están relacionados con cálculos equivocados, debidos a errores o a utilizar procedimientos de cálculo inadecuados. También con un exceso de confianza, ya que, a veces, la experiencia puede jugar malas pasadas y llevarnos a caer en generalizaciones que hagan que el dimensionado no se ajuste a las características reales de la red de saneamiento en cuestión.

Estos errores de cálculo suelen referirse a:

• Dimensionamiento hidráulico: no circula la suficiente agua por la red o se producen desbordamientos con frecuencia.
• Roturas por exceso de presión.
• Dimensionamiento por transitorios: errores relacionados con roturas en los materiales.
• Dimensionamiento mecánico: errores en el cálculo de las cargas externas que soporta la tubería; puede causar deformación o rotura del sistema.
• Golpes de ariete: se producen cuando el caudal se detiene o aumenta rápidamente, provocando un incremento brusco y peligroso en la presión de las tuberías. Indica que no se han previsto medidas de prevención necesarias como sistemas de bombeo.

Para evitar estos errores, lo más importante es contar con el asesoramiento de expertos en obra civil capaces de reconocer cuáles son las mejores soluciones para cada tipo de red de saneamiento.

Checklist práctico para elegir la tubería adecuada en redes de saneamiento

1. Considerar factores hidráulicos (caudal, velocidades, variaciones previstas, etc.) y dimensionado de la red
2. Considerar características de la infraestructura: función de la red de saneamiento, ubicación, condiciones del suelo, secciones de la red, cierres, pendiente de los tubos, etc.
3. Selección de materiales más adecuados (rozamiento, resistencia mecánica y química, estanqueidad, costes, etc.)
4. Elegir el tamaño y diámetro de los tubos
5. Adecuación a la instalación de la red, mantenimiento y estándares de calidad (sostenibilidad, cumplimiento normativo)

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