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PRUEBAS DE PRESIN HIDROSTTICA DE TUBERAS DE AGUA POTABLE

Por MsC Ing. Sergio Tercero Talavera

Navidad de 2011

1 ANTECEDENTES

Tradicionalmente en ENACAL, en la experiencia acumulada por varios aos en la

preparacin de especificaciones tcnicas y la construccin de lneas y redes de agua

potable, hemos manejado el concepto de que las tuberas de agua potable deben ser

probadas a una presin hidrosttica equivalente a 1.5 veces la presin de trabajo

durante 1 2 horas, con el objetivo de verificar la calidad del trabajo ejecutado. Sin

embargo, una experiencia reciente en uno de los proyectos que estaba en la fase de

recepcin provisional gener un cuestionamiento sobre la validez de este concepto.

En dicho proyecto fue instalada una lnea de conduccin de agua potable PVC, PN101,

500 mm de dimetro y de 14 Km de longitud aproximadamente. En el perodo de pre-

operacin del nuevo sistema de abastecimiento de agua potable se produjeron de

manera anormal varias roturas de tubos, sin que se haya podido lograr una explicacin

satisfactoria de estos eventos, aunque hubo muchas hiptesis sobre lo que poda

haber provocado los mismos. Lo nico que se descubri con claridad es que las

tuberas no fueron probadas conforme a las especificaciones establecidas en el

documento de licitacin. Segn los registros de campo, las tuberas fueron probadas

durante una (1) hora con presiones sostenidas que fueron de 120 psi a 165 psi, en su

casi totalidad, con un tramo probado a 195 psi y otro a 210 psi (este ltimo

correspondiente al tramo de tubera PN12.5 que fue instalado en la lnea de

conduccin). Por otro lado, las especificaciones tcnicas de la licitacin en referencia,

en el captulo de Prueba hidrosttica, establecieron que:

La presin de prueba ser de 15 bar (218 psi), para una presin nominal de 10 bar

correspondiente a tuberas de PVC SDR26. Para tubera de PVC SDR17 la presin de

prueba ser de 21 bar (305 psi). La presin de prueba ser aplicada durante 12

horas, despus de las cuales debe tenerse una disminucin mxima de presin de

0.20 bar.

Esta especificacin fuera del patrn usual y el cuestionamiento producido motivaron al

autor a investigar un poco el tema de las pruebas de presin hidrosttica para tener un

soporte vlido en dicha especificacin.

1 PN10 significa Presin Nominal de 10 Bares = 145.0 psi = 1.0 MPa = 101.97 m.c.a. = 100 N/mm

2

2

2 OBJETIVO DE ESTE ARTCULO

El objetivo de este artculo es exponer los resultados de la revisin bibliogrfica que

realiz el autor para llegar a sus propias conclusiones sobre este tema, que pudieran

servir de orientacin para futuros proyectos.

El trabajo se limita a la revisin de las diferentes especificaciones de presin y duracin

de las pruebas de presin hidrosttica a que son sometidas las tuberas de agua

potable una vez que ha terminado su instalacin enterrada. Por lo tanto, no se aborda

el tema de las fugas permisibles, entre otros, que tiene una marcada importancia en la

recepcin de obras.

3 REVISIN DE ESPECIFICACIONES TCNICAS UTILIZADAS POR ENACAL EN LAS

LICITACIONES DE OBRAS DE AGUA POTABLE EN EL PERODO 2002 2010.

En la Tabla N1 anexa se aprecia que en los proyectos licitados por ENACAL en los

ltimos nueve aos, en las pruebas de presin hidrosttica ha prevalecido la normativa

de prueba de 1.5 veces la presin estimada de trabajo por una (1) hora, con una

presin mnima de 150 psi, lo que es apreciable en los perodos del 2002 al 2005 y del

2009 al 2010; sin embargo en los proyectos licitados en el perodo de 2005-2006 la

presin de prueba para tuberas PVC SDR26 Y SDR17 fue establecida en 218 y 305 psi,

respectivamente, con una duracin de prueba de 12 horas, sin tener una aparente

explicacin; tanto as que el autor lleg a considerar que se trataba de un error de

digitacin, sobre todo en lo a la duracin de la prueba se refiere.

3

TIEMPO

PSI BAR HORAS

1 LIC 044-2002CONSTRUCCIN DE SISTEMAS DE AP Y AS EN 10

BARRIOS DE MANAGUA2002 2.1.8

1.5 veces la presin de

trabajo estimada150 1

2 LXR 039-2003MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE

DE MUHAN2003 1.2.8 IDEM 150 1

3 LP 017-2004 LOS ALPES N2 2004 IDEM 150 1

4 LXR -014-2005SISTEMA DE AGUA POTABLE JOCOTE DULCE - LAS

VIUDAS2005 8 IDEM 150 1

2005Hydrostatic test

PVC SDR 26218 15 12

Hydrostatic test

PVC SDR 27305 21 12

6 LP 014-2005 OBRAS AP TAMARINDO, MIRAMAR, LA FLOR 2005 81.5 veces la presin de

trabajo estimada150 1

7PRRAC EuropaAid

/ 120330/ C/W/NIPROMAPER - CIUDAD SANDINO 2005 VOL3, VI.2.5.7.3

80% de la presin mxima

calculada

NO

ESPECIFICA

Tubera SDR26 218 15 12

Tubera SDR17 305 21 12

Tubera SDR26 218 15 12

Tubera SDR17 305 21 12

Tubera SDR26 218 15 12

Tubera SDR17 305 21 12

11 LP 009-2009INSTALACIN DE TUBERA RED DE DISTRIBUCIN

AP JUIGALPA2009

3.2.4.1 - Tubera

PVC Cdula 40, D-

1784

1.5 veces la presin de

trabajo estimada160 1

12 LPI 025-2009OBRAS DE AP TELICA, EL SAUCE, SOMOTILLO Y

VILLANUEVA2009 4.1.8 IDEM 150 1

13 LPI 009-2010CONSTRUCCIN DE OBRAS DE AP Y AS EN 27

BARRIOS DE MANAGUA - PRASMA2010 3.1.8 e) IDEM 150 1

NO SE INDICA

NO SE EXPLICITA

NO SE INDICA

2006

2006

2006

Presin de trabajo

calculada

PRESIN MNIMA

ESPECIFICACIN PRUEBA HIDROSTTICA

TABLA No.1 - ESPECIFICACIONES TCNICAS DE PRUEBAS DE PRESIN HIDROSTTICA UTILIZADAS EN LICITACIONES DE ENACAL DURANTE EL PERODO 2002 - 2010

N LICITACIN DESCRIPCIN FECHA PRESIN DE PRUEBA VS

PRESIN DE TRABAJO

NO SE INDICA5

8

9

10

REFERENCIA EN

EL DDL

EXPANSION PROJECT OF WATER SUPPLY SYSTEM IN

JUIGALPA CITIY

MEJORA Y AMPLIACIN SISTEMAS AP Y AS BOACO

MEJORA Y AMPLIACIN SISTEMAS AP Y AS SAN

JUAN DEL SUR

OPTIMIZACIN DE OPERACIONES DEL ACUEDUCTO

Y CONSTRUCCIN DE AS DIRI DIRIOMO

LP 012-2005

LP 006-2006

LP 007-2006

4

4 REVISIN DE LA NORMATIVA NICARAGENSE

En 1970, la Empresa Aguadora de Managua (EAM) public el Manual de Normas

Tcnicas. El literal N. Prueba de Tubera de dichas normas estableca que: Despus de

instalada y antes de rellenar la zanja, la tubera se someter a una prueba de presin

hidrosttica, equivalente a una vez y media la presin estimada de trabajo, no siendo

inferior en ningn caso a 130 psi2, y en tramos de 500 metros; y aunque en casos

especiales puedan probarse secciones mayores. Esta presin de prueba deber

mantenerse durante no menos de una hora.

Actualmente, en Nicaragua se cuenta con dos fuentes de informacin relacionadas a

las tuberas de agua potable: la NORMA NIC-2000 - ESPECIFICACIONES GENERALES

PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS, CALLES Y PUENTES, publicada por el

MINISTERIO DE CONSTRUCCIN E INFRAESTRUCTURA (MTI) y la NTON 09003-99

NORMAS TCNICAS PARA EL DISEO DE ABASTECIMIENTO Y POTABILIZACIN DEL

AGUA, publicada por el INSTITUTO NICARAGENSE DE ACUEDUCTOS Y

ALCANTARILLADOS (INAA).

La Norma NIC-2000 (ntese la semejanza con la Norma de la EAM publicada en 1970) establece en la Seccin 705 Sistema de Agua Potable y Obras Conexas, Artculo 705.06 Prueba y Desinfeccin de Tubera que: La tubera debe probarse a una presin hidrosttica de no menos de una y media veces la presin estimada de trabajo y no deber ser inferior, en ningn caso, a 0.9 MPa, y se mantendr esta presin durante no menos de una hora.

La Norma NTON 09003-99 no aborda el tema de las pruebas de presin hidrosttica,

por cuando trata nicamente del diseo de sistemas de agua potable, dejando a un

lado el tema de la construccin.

5 REVISIN DE LA NORMATIVA INTERNACIONAL

Se ha procurado acudir a las fuentes ms reconocidas en nuestro medio a travs de la

internet y de manuales de fabricantes y de organismos reguladores como la AWWA,

ASTM, ASME, ISO, UNE, AyA, ANDA, CEPIS, API, CEDEX, AMANCO, DURMAN ESQUIVEL,

entre otros, cuyos resultados se exponen a continuacin:

AWWA - La American Waterworks Association (AWWA) - Norma AWWA C605-943

(Seccin 7.3, Tabla 2) AWWA STANDARD FOR UNDERGROUND INSTALLATION OF

POLYVINYL CHLORYDE (PVC) PRESSURE PIPE AND FITTINGS FOR WATER (Instalacin

Enterrada de Tuberas y Accesorios de PVC para Agua Potable a Presin), establece que

si la prueba de presin y de fugas se efectan simultneamente, tal es el caso

acostumbrado en Nicaragua, la presin de prueba debe ser el 150% de la presin de 2 Igual a 0.9 MPa. 3 Los 2 ltimos nmeros corresponden al ao de creacin o de revisin de la Norma.

5

trabajo en el punto de la prueba; pero no menos que el 125% de la presin normal

de trabajo en el punto ms alto, con una duracin de la prueba de 2 horas. Asimismo,

establece que la presin de trabajo est definida como la presin mxima de

operacin sostenida esperada y en ningn caso se debe permitir que la presin de

prueba exceda la presin de diseo de la tubera.

ASTM - La American Society For Testing Materials (ASTM) tiene 2 normas

relacionadas al tema de esta investigacin. Ellas son:

ASTM D 2774-08 PRACTICE FOR UNDERGROUND INSTALLATION OF THERMOPLASTIC

PRESSURE PIPING

Arto. 11.2 - La Norma ASTM D2274-08 establece que en ausencia de regulaciones

locales, debe presurizarse la tubera a 150% de la presin de operacin de diseo del

sistema; pero no menos de 15 psig y sin exceder la presin de clase de la tubera y

debe ser medida en el punto ms bajo del tramo de prueba. No define la duracin de

la prueba.

ASTM F0645-04 GUIDE FOR SELECTION, DESIGN AND INSTALLATION OF

THERMOPLASTIC WATER-PRESSURE PIPING SYSTEMS

Esta Norma agrega las Cdulas 40 y 80 a la ya conocida serie SDR en el mbito

nacional.

Arto. 5.1 - Sobre la presin de clasificacin recomendada agrega que ella est basada

en consideraciones normales de operacin, razonables procedimientos de instalacin,

buen manejo, buena mano de obra, temperatura de operacin debajo de 27oC y picos

probables de encontrar a velocidades de 5 pps (1.5 m/seg).

Arto. 5.2 - La presin total en el sistema (operacin ms picos o golpe de ariete) en

ningn momento debe exceder el 150% de la presin de clasificacin del sistema.

Arto. 5.3 - La presin mxima de clasificacin permite cierto incremento de presin por

picos y golpe de ariete; pero si se considera probable que se vayan a producir picos y

golpes de ariete excesivos, deben proveerse mayores mrgenes de capacidad y de

proteccin de la tubera.

Arto. 15.2 Igual al Arto. 11.2 de la Norma ASTM D2774-08 descrito ms arriba.

ASME - La Norma B.31.4 de la American Society of Mechanical Engineers (ASME)

establece que: toda porcin de un sistema entubado que ser operado a una

presin superior al 20% del esfuerzo de fluencia mnimo especificado (SMYS) de la

tubera debe ser sometido a una presin de estanqueidad hidrosttica equivalente al

125% de la presin interna de diseo en cualquiera de sus puntos durante al menos 4

horas.

6

La norma B.31.3 Seccin 345, especifica que las tuberas a presin enterradas para

conduccin de gas y petrleo deben ser probadas al menos al 125% de la presin de

operacin mxima en cualquier punto de toda su longitud.

API - La American Petroleum Institute (API), Norma 1110, aplica la norma ASME B.31.4.

ISO La International Standarization Orgnization (ISO)

http://www.iso.org/iso/iso_catalogue.htm No se tuvo acceso a la informacin

detallada de la Norma ISO 11298-1:2010. Plastics piping systems for renovation of

underground water supply networks -- Part 1: General. Esta norma especifica los

requerimientos y mtodos de prueba para los sistemas de tuberas plsticas para ser

usadas en la renovacin de redes de agua potable enterradas, que transportan agua

para el consumo humano. Es aplicable a las tuberas y accesorios, tanto de

manufactura como en sistemas instalados.

CEPIS - El Centro Panamericano de Ingeniera Sanitaria y Ciencias del Ambiente

(CEPIS) en el documento ESPECIFICACIONES TCNICAS PARA LNEAS DE CONDUCCIN

E IMPULSIN DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA RURAL, LIMA 2004,

establece que la prueba de presin debe ser en dos etapas: a zanja abierta y a zanja

tapada. En la zanja abierta, la presin de prueba debe ser 1.5 veces la presin nominal

de la tubera por un perodo mnimo de 2 horas; mientras que la presin a zanja

tapada, con todos los tramos de prueba unidos entre s, la presin de prueba ser la

presin nominal de la tubera durante 1 hora. La presin nominal la define como la

presin interna de identificacin del tubo. http://www.cepis.ops-oms.org/

NORMA CHILENA NCh1360.Of844

La Norma Chilena NCh1360.Of84 especifica la Presin de Prueba (Pp) en funcin de la

Presin Nominal (Pn) para dos rangos::

Pn 1 MPa Pp = 1.5 Pn

Pn > 1 Mpa Pp = Pn + 0.5 MPa, donde:

Pn = Presin nominal de la tubera especificada por el fabricante como presin mxima

de trabajo.

Pp = Presin de prueba.

Duracin de la prueba, segn el dimetro (D), aplicable para tuberas de acero soldado

y hierro fundido:

D 200 mm T = 3 horas

4 Reimpresin del ao 2000.

7

250 mm D 400 mm T = 6 horas

D > 400 mm T = 12 horas

Para tuberas de asbesto cemento, T = 24 horas.

Esta versin de la Norma NCh1360.Of84 no especifica la Presin de Prueba para

tuberas plsticas.

NORMA CHILENA NCh1360.cR2009 Proyecto de Norma. La Consulta pblica

termin el 2009.03.13 y el Comit Tcnico termin su evaluacin.

En esta versin de la Norma NCh1360 sale de la normatividad la tubera de asbesto

cemento y entra la tubera plstica. Segn esta norma, la prueba se realiza en 2 etapas:

El ensayo de presin inicial se realiza por tramos.

En el ensayo de presin final se mantienen las presiones de la Tabla 3 y se regula la

prdida permisible, con una duracin de la prueba de 2 horas para la tubera metlica

y de 30 minutos para la tubera plstica.

A y A - El Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AyA) establece en

el Vol.4, Especificaciones Tcnicas Generales, Arto.5.1.1 Ejecucin de la prueba

que: Las tuberas se sometern a una prueba de presin hidrosttica equivalente a

una y media vez la presin de trabajo de la tubera que se pruebe, no siendo inferior,

en ningn caso, a 10 kg/cm2 (100 metros carga de agua).

8

http://www.netsalud.sa.cr/

ARESEP La Autoridad Reguladora de los Servicios Pblicos (ARESEP) de Costa Rica http://www.aresep.go.cr/ .- No presenta una norma sobre las pruebas de presin en

su portal.

ERSAPS El Ente Regulador de los Servicios de Agua Potable y Saneamiento (ERSAPS) de Honduras no tiene informacin en su portal.

http://www.gob.hn/portal/poder_ejecutivo/desconcentrados/ersaps/

ANDA - La Administracin Nacional de Acueductos y Alcantarillados de El Salvador (ANDA) no tiene informacin en su portal oficial. http://www.anda.gob.sv/

IDAAN/ASEP: No se encontr informacin relativa a las pruebas de presin

hidrosttica. http://www.idaan.gob.pa/ ; http://www.asep.gob.pa/

SANAA - El Servicio Autnomo Nacional de Acueductos y Alcantarillados (SANAA) de

Honduras utiliz en una licitacin reciente de rehabilitacin de un sistema de agua

potable la especificacin tcnica que dice as: Despus de que la tubera haya sido

instalada y parcialmente llenada y con las juntas descubiertas, deber someterse a la

prueba de presin hidrosttica, (que) consiste en la aplicacin, por 30 minutos como

mnimo, de una presin del 50% de la presin de trabajo del material de la tubera

instalada (mediante una bomba conectada a la tubera). http://www.sanaa.hn/

CRA La Comisin de Regulacin de Agua Potable y Saneamiento Bsico de la

Repblica de Colombia (CRA), en su Reglamento Tcnico del Sector de Agua Potable

y Saneamiento Bsico. RAS 2000. B.7.8.2, dice: Una vez finalizada la instalacin de las

tuberas de la red de distribucin, debe llevarse a cabo una prueba de estanqueidad de

sta. La prueba consiste en aplicar por medio de una bomba de mbolo, provista de un

manmetro, la presin hidrosttica mxima de trabajo de la tubera y medir los

escapes en el sector considerado como por medio de un medidor instalado para tal

fin. http://www.cra.gov.co/

ECOPETROL - La norma NIO-0609 establece que La presin de prueba hidrosttica en

cualquier punto de la tubera no debe ser inferior al 125% de la presin de operacin

en cualquier punto, sin exceder el valor de presin de prueba hidrosttica mxima

indicado en el PIPING CLASS VIT. http://www.erosion.com.co/dmdocuments/323-

nio0609.pdf

AMANCO - El Manual Tcnico de AMANCO recomienda mantener una presin de 150

PSI durante 2 horas. No toma en cuenta la presin de diseo de la tubera.

9

DURMAN ESQUIVEL - El Manual Tcnico General de DURMAN ESQUIVEL establece

que: En una lnea debidamente diseada, las sobrepresiones pueden mantenerse a

niveles mnimos con el empleo de vlvulas de alivio, vlvulas de llenado/cerrado lento

y otros controles. Un exceso de 3.5 kg/cm2 (50 psi) sobre la presin de operacin de

diseo usualmente es suficiente para la prueba de presin, pero en ningn caso esta

presin debe exceder la presin de trabajo de la tubera y/o de los accesorios

conectados a ella, la que sea menor.

CEDEX ESPAA = UNE EN 805 (NORMA EUROPEA) http://www.cedex.es/

La presin mxima de diseo (MDP) es la presin mxima de funcionamiento de la red

o de la zona de presin, fijada por el proyectista, considerando futuras ampliaciones e

incluyendo golpe de ariete.

6 RESUMEN DE LA REVISIN DE LA NORMATIVA SOBRE LAS PRUEBAS DE

PRESIN HIDROSTTICA (VER TABLA NO2).

6.1 PRESIN DE LAS PRUEBAS HIDROSTTICAS

En relacin a las presiones de prueba de las tuberas, la revisin de la normativa

nacional e internacional, sin ser exhaustiva, muestra lo siguiente:

1. La norma del MTI establece que la presin de prueba debe ser igual a 1.5

veces la presin estimada de trabajo, lo cual es coincidente con la norma

del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarilados (AyA), aunque

ambas difieren en el lmite mnimo de presin que el MTI lo fija en 0.9 MPa

(91.77 m.c.a.) mientras que AyA lo fija en 100 m.c.a. (0.98 MPa).

2. La norma NIC-2000 del MTI es la misma norma que fue publicada 30 aos

atrs por la EAM en el ao 1970.

10

TIPO DE

TUBERAS

N NORMA AO PRESIN DE PRUEBA DURACIN

SIGLAS NOMBRE HORAS

1 MTIMINISTERIO DE TRANSPORTE E

INFRAESTRUCTURANIC 2000 2000 NO ESPECIFICA

No menos de una y media veces la presin

estimada de trabajo y no deber ser inferior, en

ningn caso, a 0.9 MPa (130.5 psi).

1 HORA

2 INAAINSTITUTO NICARAGENSE DE

ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS

NTON 09003-

99 1999 NO ESPECIFICA NO ESPECIFICA NO ESPECIFICA

3 AWWAAMERICAN WATERWORKS

ASSOCIATIONC 600 1993

TUBERA DE

HIERRO FUNDIDO

DCTIL

La presin de prueba no debe ser menor que 1.25 veces

la presin de trabajo en el punto ms alto de la seccin

de prueba, ni debe exceder la presin de diseo de los

tubos.

2 HORAS

La presin de prueba para las tuberas de redes de

distribucin debe ser el doble de la presin de operacin

en el punto ms bajo del sistema o debe ser la presion

indicada por la Clase de la tubera ms 50 psi, el que sea

menor.

2 HORAS

Para las tuberas de transmisin, la presin de prueba

debe ser igual a la presin de operacin ms 50 psi, sin

exceder la presin de diseo (presin de operacin ms

golpe de ariete).

2 HORAS

5 AWWAAMERICAN WATERWORKS

ASSOCIATIONC 605 1994 TUBERA DE PVC

150% de la presin de trabajo sostenida mxima

anticipada en el punto de la prueba; pero no menos que

el 125% de la presin de trabajo normal en el punto ms

alto de la seccin de prueba. En ningn caso se debe

exceder la presin de diseo de los tubos.

2 HORAS

6 ASTMAMERICAN STANDARDS FOR TESTING

MATERIALSD2774-08 1994

TUBERAS

TERMOPLSTICAS

A PRESIN

En ausencia de regulaciones locales, debe

presurizarse la tubera a 150% de la presin de

operacin de diseo del sistema; pero no menos de

15 psig ni en exceso de la presin de clase de la

tubera y debe ser medida en el punto ms bajo del

tramo de prueba.

NO DEFINE LA DURACION

DE LA PRUEBA

7 ASTMAMERICAN STANDARDS FOR TESTING

MATERIALSF0645-04 2004

TUBERAS

TERMOPLSTICAS

A PRESIN

En ausencia de regulaciones locales, debe

presurizarse la tubera a 150% de la presin de

operacin de diseo del sistema; pero no menos de

15 psig ni en exceso de la presin de clase de la

tubera y debe ser medida en el punto ms bajo del

tramo de prueba.

NO DEFINE LA DURACION

DE LA PRUEBA

8 ASMEAMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL

ENGINEERSB.31.4 TUBERA ACERO

125% de la presin interna de diseo en cualquiera de

los puntos del sistema de tuberas 4 HORAS

9 API AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE AP 1110 1197 TUBERA ACERO De acuerdo a la norma ASME B.31.4DE ACUERDO A LA NORMA

ASME B31.4

La prueba de presin debe ser realizada en 2 etapas: 1)

En la zanja abierta, la presin de prueba debe ser 1.5

veces la presin nominal de la tubera

2 HORAS

2) La presin a zanja tapada, con todos los tramos de

prueba unidos entre s, la presin de prueba ser la

presin nominal de la tubera.

La presin nominal la define como la presin interna de

identificacin del tubo.

1 HORA

Segn la Presin nominal de la tubera:

Pn 1 MPa Pp = 1.5 Pn

Pn > 1 MPa Pp = Pn + 0.5 MPa

ASBESTO

CEMENTOIDEM 24 HORAS

La prueba de presin debe ser realizada en 2 etapas: 1)

El ensayo de presin inicial se realiza por tramos, con la

presin de prueba de acuerdo a lo establecido en la

NCh1360.Of84

D 400 mm: T = 3

HORAS; 400 mm D

700 mm: T = 12 HORAS;

D > 700 mm: T = 24

HORAS

2) El ensayo de presin final se realiza con todos los

tramos unidos, manteniendo la misma presin de

prueba.

2 HORAS PARA LA TUBERA

METLICA Y 30 MIN. PARA

LA TUBERA PLSTICA

13 CEDEX NORMA ESPAOLA - EUROPEA UNE - EN 805 2000

La presin de prueba (STP) se calcula en funcin de la

Presin Mxima de Diseo (MDP) y del golpe de ariete

calculado o estimado:

Golpe de ariete calculado en detalle:

STP = MDP + 0,1 (N/mm2)

Golpe de ariete estimado, el menor valor de:

STP = MDP + 0,5 (N/mm2)

STP = 1,5 X MDP.

La Presin Mxima de Diseo (MDP) es la presin

mxima de funcionamiento de la red o de la zona de

presin, fijada por el proyectista, considerando futuras

ampliaciones y el golpe de ariete.

1 HORA

14 AyAINSTITUTO COSTARRICENSE DE

ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS

Art.5.1 -

Pruebas de

presin - Vol.4

Especificacion

es Tcnicas

Generales

SIN FECHATODAS LAS

TUBERAS

Una y media vez la presin de trabajo de la tubera que

se pruebe, y no menor a 100 m.c.a. (142.23 psi)1 HORA

15 ANDAADMINISTRACIN NACIONAL DE

ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOSNO TIENE NORMATIVA PBLICA EN SU PORTAL SIN INFORMACIN

16 AMANCOFABRICANTE DE TUBERAS Y

ACCESORIOS

Cap.7 Manual

Tcnico

Tubosistemas

SIN

FECHA

TUBERAS

PLSTICAS

Aumento de la presin hasta 1,5 veces la presin de

diseo de la tubera, pero no menor a 15 psi ni superior

a la presin de trabajo de la clase de la tubera

2 HORAS

17 ECOPETROLEMPRESA COLOMBIANA DE

PETRLEOSNIO-0609

SIN

INFORM

ACIN

SIN

INFORMACIN

La presin de prueba hidrosttica en cualquier

punto de la tubera no debe ser inferior al 125% de

la presin de operacin en cualquier punto, sin

exceder el valor de presin de prueba hidrosttica

mxima indicado en el PIPING CLASS VIT

SIN INFORMACIN

D 200 mm: T = 3

HORAS; 250 mm D

400 mm: T = 6 HORAS; D

> 400 mm: T = 12 HORAS

12 NORMA CHILENANCh1360.cR20

092009

TUBERA

METLICA Y

PLSTICA

TUBERAS ACERO

SOLDADO Y

HIERRO FUNDIDO11 NORMA CHILENA NCh1360.Of84 1984

10 CEPIS

CENTRO PANAMERICANO DE

INGENIERA SANITARIA Y CIENCIAS

DEL AMBIENTE

2004TODAS LAS

TUBERAS

TABLA No.2 - RESUMEN DE ESPECIFICACIONES DE PRESIN Y DURACIN DE LAS PRUEBAS HIDROSTTICAS DE PRESIN

4 AWWAAMERICAN WATERWORKS

ASSOCIATION

ORGANISMO

PRUEBA DE PRESIN HIDROSTTICA

C 603 1996

TUBERA DE

ASBESTO

CEMENTO

11

3. Las presiones de prueba siempre estn relacionadas a la presin de trabajo

estimada mxima (con golpe de ariete). Se exceptan las recomendaciones

del CEPIS y la Norma Chilena NCh1360, que fijan la presin de prueba a un

valor superior que la presin nominal de diseo de la tubera seleccionada.

4. El factor de relacin de presiones de prueba y de diseo utilizado en la

generalidad de las normativas es de 1,5, exceptundose la Norma ASME

B.34.1 para las tuberas metlicas, que es de 1.25.

5. El lmite mximo de la presin de prueba es la presin de diseo

correspondiente a la Clase5 de los tubos (presin nominal) instalados.

6.2 DURACIN DE LAS PRUEBAS DE PRESIN HIDROSTTICA

1. En la gran mayora de las normativas revisadas, la duracin de las pruebas

se ha fijado entre 1 y 2 horas.

2. Slo la NCh1360 fija la duracin de la prueba en funcin del dimetro de la

tubera, variando desde 3 horas para D 400 mm, 12 horas para 400 mm

D 700 mm hasta llegar a 24 horas para D 700 mm.

7 COMPARACIN DE LA NORMATIVA APLICADA Y LA NORMATIVA DISPONIBLE

7.1 NORMAS APLICADAS POR ENACAL

Luego de una confrontacin de las especificaciones utilizadas por ENACAL en la ltima

dcada vs la normativa vigente, nacional e internacional, a las que se tuvo acceso, se

extraen las siguientes observaciones:

1. En ENACAL se han aplicado dos normas para las pruebas de presin

hidrosttica de tuberas de agua potable:

La primera es una norma muy parecida a la norma del MTI, que concuerda

bastante con la especificacin de AyA para sus proyectos de agua potable,

con la diferencia en la presin mnima, que ENACAL la ha fijado en 150 psi,

el MTI en 0.9 MPa (130.5 psi) y el AyA la fija en 100 m.c.a. (142.23 psi).

La segunda norma, aunque est expresada en otros trminos,

implcitamente corresponde a la Norma NCh1360 que tiene dos

expresiones, segn si la presin nominal es Pn 1 MPa o es Pn > 1 MPa.

5 Segn la Norma ASTM 2241 Standard Specification for Poly (Vinyl Chloride) (PVC) Pressure-Rated Pipe

(SDR Series), las presiones de diseo (presin de trabajo) de las tuberas SDR 26, 21 y 17 son 160 psi, 200

psi y 250 psi, respectivamente (Ver Tabla X.1.1 - Standard Thermoplastic Pipes Dimension Rates (SDR)

and Water Pressure Ratings (PR) at 73oF (23

oC) For NonThreaded PVC Plastic Pipe) reproducidas en la

Tabla 3.1 del Manual Tcnico Tubosistemas de AMANCO).

12

En este ltimo caso, para deducir la conformidad de la norma aplicada con la

Norma Chilena (que es la que pareca ms apropiada de verificar), se ha

seguido el camino siguiente:

A) TUBERA PN10 = SDR26:

Pn = 10 Bar = 1 MPa Utilizar Pp = 1.5*Pn

Comprobacin:

Pp = 1.5*10 = 15 Bar = Valor utilizado en proyectos de ENACAL

Por lo tanto, se ha comprobado que la norma utilizada es la NCh1360.

B) TUBERA PN16 = SDR17:

Pn = 16 Bar = 1.6 MPa > 1 MPa: Utilizar Pp = Pn + 05MPa

Comprobacin:

Pp = 1.6MPa + 0.5MPa = 2.1 MPa = 21 Bar = Valor utilizado en proyectos de

ENACAL.

Por lo tanto, se ha comprobado que la norma utilizada es la NCh1360.

7.2 EQUIVALENCIAS ENTRE LAS TUBERAS PN10 y PN16 CON LAS TUBERAS SDR26

Y SDR17

Se debe aclarar que las equivalencias entre las tuberas de la serie mtrica (PN10 y

PN16) y la serie inglesa (SDR26 y SDR17) no son exactas. As tenemos que la tubera

PN10 es diseada para 10 Bar = 1 MPa = 145 psi, y la Norma Espaola (UNE EN -805)

la hace equivalente a la Clase SDR26, que segn ASTM D2241-05, es diseada para

160 psi y no para 145 psi, es decir, que la tubera SDR26 tiene una capacidad adicional

de 15 psi sobre la tubera PN10. Por otra parte, la tubera PN16, diseada para 16 Bar

de presin (232 psi), segn la Norma Espaola (UNE EN -805) es equivalente a la

Clase SDR 17 (200 psi) para dimetros de 110 mm hasta 1000 mm, que por la Norma

ASTM mencionada es diseada para 200 psi y no 232 psi. En este ltimo caso, la

tubera SDR17 tiene 32 psi menos de resistencia a la presin hidrosttica que la tubera

PN16.

7.3 DIFERENCIAS ENTRE LAS PRESIONES DE TRABAJO ESPECIFICADAS POR LAS

NORMAS DE FABRICACIN AWWA C900-97 Y ASTM D2241-05.

La investigacin desarrollada ha dado lugar a identificar algunas diferencias

importantes en las normas de fabricacin AWWA C900-97 y ASTM D2241-05,

relacionadas al tema de las presiones de trabajo recomendadas por estos dos

organismos normadores.

13

En la Tabla No.3 que sigue se observa, en primer lugar, que la relacin de dimetro

externo y espesor (RD, SDR) son diferentes en una y otra norma, aunque guardan

alguna semejanza.

En segundo lugar, y quiz sea lo ms importante, es que an haciendo iguales el DR14

con SDR13.5, DR18 con SDR17 y DR25 con SDR26, la presin de trabajo recomendada

por la ASTM para los tubos SDR17 es muy semejante a la recomendada por la AWWA

para los tubos DR18; pero las presiones recomendadas para los tubos SDR13.5 y SDR26

son una vez y media ms altas que las recomendadas por la AWWA para los tubos

RD14 Y RD25, respectivamente.

En la prctica, esto significa que se debe tener cuidado en la especificacin de las

tuberas PVC para que el producto adquirido sea el requerido por el proyecto. Si se

revisa la Tabla anexa se podr comprobar que sera un error, por ejemplo, especificar

que las tuberas PVC cumplan con la Norma AWWA C900-97 SDR26 o especificar slo

la presin de trabajo de 100 psi, sin mencionar la Norma.

14

TABLA No.3 - COMPARACIN DE NORMAS DE FABRICACIN DE TUBERAS DE PVC, SEGN AWWA Y ASTM

NORMA DE FABRICACIN

DEFINICIN PRESIN DE TRABAJO Presin sostenida de 1000 horas, segn la especificacin de ASTM

2241

Presin de estallido, en 60-70 segundos, segn el

procedimiento de ASTM D1599

AWWA C900-97

Presin de Clase6 (CP): Capacidad de diseo

designada para la tubera, en libras por pulgada

cuadrada (psi) que corresponde con su presin de

operacin sostenida segura recomendada. Las

designaciones de presin de clase incluyen un

margen para picos de presin sobre la presin

sostenida mxima causados por un cambio

instantneo de velocidad de 2 pps (0.61 m/s).

DR CP PRESIN DE PRUEBA

PSI PSI

14 200 650

18 250 500

25 100 350

DR CP PRESIN DE ESTALLIDO

PSI PSI

14 200 985

18 250 755

25 100 535

ASTM D2241-05

Presin de Clasificacin7 (PR): La presin de agua

mxima estimada que la tubera es capaz de

soportar continuamente con un alto grado de

certeza de que no ocurrir la falla de la misma.

SDR PR PRESIN DE PRUEBA8

PSI PSI

13.5 315 670

17 250 530

21 200 420

26 160 340

32.5 125 270

41 100 210

64 63 130

SDR PR PRESIN DE ESTALLIDO

PSI PSI

13.5 315 1000

17 250 800

21 200 630

26 160 500

32.5 125 400

41 100 315

64 63 200

6 CLASS PRESSURE (CP) 7 PRESSURE RATING (PR) 8 LA PRESIN SOSTENIDA DE PRUEBA ES PARA EL COMPUESTO DE PVC 12545-B EQUIVALENTE AL PVC 1120 (VER MANUALES DE DURMAN ESQUIVEL Y AMANCO)

ESPECIFICADO POR AWWA Y ASTM.

15

8 LA NORMA A APLICAR PARA LAS PRUEBAS DE PRESIN HIDROSTTICA

Despus de haber despejado la base tcnica de las 2 normas aplicadas por ENACAL en

las pruebas de presin hidrosttica, queda latente la pregunta:

8.1 CUL ES LA NORMA QUE DEBE SER UTILIZADA?

Es una pregunta difcil de responder por cuanto no se posee la informacin suficiente

que soporte la corriente del Sur (Chile) o la corriente del Norte (EUA). Es irnico; pero

aqu se est repitiendo lo que siempre se ha comentado: que somos el producto de las

culturas del Norte y del Sur, pues se ha hecho una amalgama de normas, sin que una

haya eliminado a la otra.

Pero en un esfuerzo para tener una respuesta lgica, el autor de esta investigacin

recomienda continuar utilizando la Norma aplicada mayoritariamente por ENACAL

para las pruebas de presin hidrosttica de los sistemas de agua potable construidos a

lo largo de su historia, con algunas variaciones que han sido introducidas en el camino,

a la que habra que agregar el concepto del lmite mximo de la presin de prueba. La

especificacin podra quedar de esta manera:

La presin de prueba de presin hidrosttica debe ser igual al 150% de la presin de

trabajo mxima de operacin sostenida esperada en el punto ms bajo del tramo de

prueba, la cual se debe mantener durante un tiempo mnimo de 2 horas y no debe

ser menor a 150 psi, ni sobrepasar la presin de diseo recomendada por la Norma

de fabricacin de la tubera que se prueba.

8.2 NORMA CHILENA NCh1360

No se recomienda el uso de la Norma Chilena NCh1360, la cual debe descontinuarse,

por las siguientes razones:

A) La Norma Ch1360 establece presiones de prueba superiores a la presin nominal

de la tubera, contrario a lo que dictan las normas AWWA y ASTM, que fijan como

lmite mximo la presin de trabajo de fabricacin.

B) La Norma Ch1360 es demasiado exigente, tanto en las presiones como en los

tiempos de prueba, lo cual significa ms costos de construccin.

C) La aplicacin de esta norma viola las normas de instalacin de tuberas enterradas

de PVC AWWA C605 y ASTM D2774, que son recomendadas por los fabricantes de

tuberas y accesorios de PVC de la regin Centroamericana, de tal forma que desde

el punto de vista legal, los fabricantes quedaran exentos de responsabilidad al

momento de un reclamo.

16

BIBLIOGRAFA CONSULTADA

1. ARCHIVO PERSONAL DE DOCUMENTOS DE LICITACIN.

2. MANUAL DE NORMAS TCNICAS DE LA EMPRESA AGUADORA DE MANAGUA.

1970.

3. NORMA NIC-2000 - ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE

CAMINOS, CALLES Y PUENTES, MTI. 2000.

4. NORMA NTON 09003-99 NORMAS TCNICAS PARA EL DISEO DE

ABASTECIMIENTO Y POTABILIZACIN DEL AGUA, PUBLICADA POR EL INSTITUTO

NICARAGENSE DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (INAA). 1999.

5. ANSI/AWWA C900-97 AWWA STANDARD FOR POLYVINYL CHLORIDE (PVC)

PRESSURE PIPE AND FABRICATED FITTINGS 4 IN. THROUGH 12 IN (100 MM

THROUGH 300 MM), FOR WATER DISTRITUTION.

6. AWWA C605-94 AWWA STANDARD FOR UNDERGROUND INSTALLATION OF

POLYVINYL CHLORYDE (PVC) PRESSURE PIPE AND FITTINGS FOR WATER.

7. ASTM D2241-05. STANDARD SPECIFICATION FOR POLY(VINYL CHLORIDE) (PVC)

PRESSURE-RATED PIPE (SDR SERIES).

8. ASTM D 2774-08 PRACTICE FOR UNDERGROUND INSTALLATION OF

THERMOPLASTIC PRESSURE PIPING.

9. ASTM F0645-04 GUIDE FOR SELECTION, DESIGN AND INSTALLATION OF

THERMOPLASTIC WATER-PRESSURE PIPING SYSTEMS.

10. ASME - B.31.4-2002. PIPELINE TRANSPORTATION SYSTEMS FOR LIQUID

HYDROCARBONS AND OTHER LIQUIDS.

11. API RECOMMENDED PRACTCE 1110-97. PRESSURE TESTING OF LIQUID

PETROLEUM PIPELINES.

12. CEPIS - EL CENTRO PANAMERICANO DE INGENIERA SANITARIA Y CIENCIAS DEL

AMBIENTE (CEPIS) EN EL DOCUMENTO ESPECIFICACIONES TCNICAS PARA

LNEAS DE CONDUCCIN E IMPULSIN DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE

AGUA RURAL, LIMA 2004.

13. NORMA CHILENA NCH1360.OF84. TUBERAS DE ACERO, FIERRO FUNDIDO Y

ASBESTO CEMENTO PARA CONDUCCIN DE AGUA POTABLE. PRUEBAS EN

OBRA.

14. AYA.- INSTITUTO COSTARRICENSE DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS.

VOL.4, ESPECIFICACIONES TCNICAS GENERALES.

15. SANAA PROSAGUA-001-2011. REHABILITACIN DEL SISTEMA DE AGUA

POTABLE DEL MUNICIPIO DE VICTORIA, DEPARTAMENTO DE YORO.

16. REGLAMENTO TCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO

BSICO. RAS 2000. COMISIN DE REGULACIN DE AGUA POTABLE Y

SANEAMIENTO BSICO DE LA REPBLICA DE COLOMBIA (CRA).

17. ECOPETROL. NORMA NIO-0609 NORMAS DE INGENIERA DE OLEDUCTOS,

PRUEBA HIDROSTTICA. 1997.

18. AMANCO.- MANUAL TCNICO TUBOSISTEMAS.

17

19. DURMAN ESQUIVEL. MANUAL TCNICO GENERAL.

20. NORMA UNE-EN-805.- DICIEMBRE 2000.- ABASTECIMIENTO DE AGUA

ESPECIFICACIONES PARA REDES EXTERIORES A LOS EDIFICIOS Y SUS

COMPONENTES.