Tubos de fundición para alcantarillado exterior: tipos, características de uso e instalación

Los tubos de fundición utilizados en la instalación de redes de alcantarillado siguen siendo un material relevante. A pesar de la alta competencia del plástico, con los productos de fundición se construyen tuberías fiables diseñadas para un servicio a largo plazo. Tienen tanto puntos fuertes como débiles que vale la pena conocer. ¿Está de acuerdo?

Le contaremos qué tubos de fundición para alcantarillado exterior son ideales y cuáles se utilizan exclusivamente en la instalación del sistema interior. En el artículo que presentamos se detallan las características del etiquetado, se describen los tipos de conexiones en el montaje de las comunicaciones de fundición. También se enumeran las alternativas.

Tubo de fundición de alta resistencia

Las soluciones de diseño para reducir el hierro fundido en las redes de alcantarillado tradicionalmente se deben a consideraciones económicas. En cuanto a fiabilidad y durabilidad, no hay materiales que igualen al tubo de fundición.

Los productos fabricados con fundición de alta resistencia se utilizan ampliamente en ingeniería mecánica, abastecimiento de agua, saneamiento, así como en el sector de extracción de gas y petróleo.

Una parte significativa de estos productos son tuberías de hierro fundido de alta resistencia.

Sus propiedades operativas, en comparación con las tuberías convencionales, se complementan con las siguientes características mecánicas:

• alto grado de tenacidad al impacto;
• bajo límite elástico;
• baja resistencia a la tracción;
• bajo coeficiente de alargamiento relativo.

La obtención de estas características se ha logrado mediante la introducción de grafito de forma esferoidal (o laminar) en la estructura del hierro fundido.

En otras palabras, la estructura del metal se satura con una cantidad significativa de carbono, lo que en la práctica agrega a los productos finales propiedades como:

• resistencia al desgaste;
• resistencia a la compresión;
• resistencia a la fatiga;
• facilidad de mecanizado;
• buenas propiedades de fundición.

No se mencionan las tuberías de hierro fundido de alta resistencia por casualidad. La ejecución de proyectos de alcantarillado exterior suele implicar la construcción de líneas de drenaje desde las edificaciones con su tendido bajo el espesor del suelo. Este sistema de alcantarillado se clasifica con la abreviatura TML.

La operación de líneas de alcantarillado subterráneas suele caracterizarse por altas cargas físicas y térmicas, con las que las tuberías de hierro fundido de alta resistencia pueden manejarse fácilmente. Profundidad de instalación de tuberías de alcantarillado en el suelo está regulada por normas de construcción.

Clasificación de tubos según la construcción

Para las tuberías de hierro fundido para alcantarillado de clasificación TML, existe una división condicional según sus propiedades funcionales en dos tipos:

1. Sin campana (SML).
2. Con campana (SME).

Las primeras se diferencian en que están construidas como elementos completamente lisos desde el principio hasta el final en toda su longitud. Las segundas, por el contrario, tienen en uno de sus extremos una campana ligeramente ensanchada en diámetro.

Las tuberías de hierro fundido fabricadas para sistemas de drenaje de edificios se producen en diferentes diseños. Las más utilizadas en la práctica son las tuberías de hierro fundido sin campana y con campana.

Las tuberías de hierro fundido sin campana se consideran la mejor opción para la instalación de sistemas de alcantarillado exterior que pertenecen a los sistemas TML según la clasificación. Las tuberías del tipo SML brindan más comodidad en las condiciones de instalación y permiten un desmontaje fácil y rápido cuando sea necesario.

Ambos tipos de tuberías se fabrican con un tamaño nominal de diámetro interior de 100 mm, mientras que el diámetro exterior es de 110 mm. Por lo general, el diámetro nominal y cualquier otro tamaño se indican mediante marcado (por ejemplo, DN100).

Los tamaños de diámetro más comúnmente utilizados de las tuberías de hierro fundido (con y sin enchufe) se encuentran en el rango de 100 a 400 mm. En general, este rango abarca diámetros de hasta 1000 mm. La longitud estándar es de 3000 mm.

Tubería sin enchufe, fabricada a base de hierro fundido de grafito laminar y perteneciente al grupo de clasificación SML, así como las piezas especiales necesarias para la instalación completa de los sistemas de drenaje.

También existen productos que pertenecen a otros grupos de clasificación. Por ejemplo, los productos de la clasificación SMU están funcionalmente destinados a los sistemas de drenaje de edificios y a los sistemas de drenaje.

Existen tuberías para el transporte de medios químicos agresivos. Estas se clasifican como MLK. Y los productos de hierro fundido bajo el clasificador MLB son adecuados para sistemas de drenaje en carreteras y puentes.

Las características de la construcción y la composición utilizada en la fundición de las tuberías de hierro fundido se indican en el marcado:

¿Cómo se conectan los tubos SML y SME?

Las tuberías de alcantarillado de hierro fundido sin enchufe se conectan entre sí mediante dispositivos de apriete y fijación especiales. Estos elementos de conexión consisten en una abrazadera de acero de apriete y un acoplamiento elástico que se coloca sobre el área de la junta.

En la práctica, se utilizan dos modificaciones del apriete de la abrazadera de acero: con un tornillo (CE) o con dos tornillos (CV). El material del acoplamiento elástico garantiza una alta calidad de sellado, y las propiedades del acero del anillo de apriete excluyen la aparición de corrosión.

Las abrazaderas y acoplamientos metálicos, complementados con inserciones elásticas, se utilizan normalmente para conectar tuberías de hierro fundido sin enchufe. Existen varias modificaciones de estos elementos de sujeción.

Las abrazaderas de conexión no solo se utilizan para unir tubos individuales al construir una tubería. Estos mismos componentes también se emplean para conexiones con piezas especiales.

Las abrazaderas se fabrican para varios diámetros de montaje y están diseñadas para todo el rango de presiones de trabajo. Existen modificaciones de abrazaderas con efecto de absorción acústica, utilizadas en la instalación de alcantarillado silencioso. Su montaje no requiere el uso de aislamiento acústico adicional en los lugares donde las tuberías atraviesan los forjados.

Los elementos de campana se conectan según el principio de insertar el extremo recto de un tubo en la parte de campana del otro. La flexibilidad y estanqueidad de la unión suele proporcionarse mediante un anillo de goma que está prensado en la ranura presente en la superficie interior de la campana del tubo de hierro fundido.

También existe un esquema donde la estanqueidad de la unión en la campana (y la flexibilidad) se logra rellenando el espacio entre los tubos con material de sellado.

La práctica de construcción de sistemas de alcantarillado basados en tuberías de campana de hierro fundido contempla el uso de una de cinco variantes de conexiones (A, B, V, G, D). Cuatro de ellas con juntas en forma de anillos de goma (5, 6) y una en forma de cuerda embreada (3).

Para los elementos de campana son característicos los siguientes tipos de sellado y fijación de las uniones:

1. Recalcado con relleno de asbesto-cemento.
2. Instalación de manguito de estanqueidad.
3. Instalación de anillo autosellante.
4. Uso de brida roscada con fijación por pernos.
5. Aplicación de espiga de tope.

También se practica el método de fijación de la unión de tuberías mediante soldadura en caliente y en frío, pero se usa muy raramente. Esto se explica por la complejidad de la tecnología de soldadura del hierro fundido. Además, para realizar trabajos de soldadura en hierro fundido se requieren especialistas, herramientas de soldadura profesionales y electrodos costosos a base de níquel.

Las particularidades de la elección de tuberías para la construcción del sistema de alcantarillado interno las expone un artículo, en el que se detallan todos los argumentos y se examinan las características de los diferentes tipos.

Características estructurales y aplicación

La principal característica de las tuberías de hierro fundido del grupo clasificador TML es su propósito de instalación subterránea a profundidades de 0,8 a 6 metros. Creadas especialmente como elementos de sistemas exteriores TML, las tuberías se distinguen por un mayor grado de resistencia y protección anticorrosiva.

Los parámetros de resistencia a la compresión permiten tender líneas de alcantarillado sin temor a daños, por ejemplo, bajo la calzada con grandes cargas de peso. Pero durante la instalación se deben cumplir las normas DIN EN 877, 1610, GOST, que exigen la creación de una cimentación de apoyo y losas de recubrimiento adecuadas.

La estructura de la tubería moderna de hierro fundido sin embocadura consiste en un revestimiento interior de dos capas de resina epoxi (1), un revestimiento exterior de laca epoxi (2), una capa de trabajo de hierro fundido con grafito laminar o esferoidal (3), y un revestimiento protector de zinc (4).

Entre las características de la tubería de hierro fundido de alta resistencia también cabe destacar la presencia de un revestimiento eficaz (exterior e interior), incluso en las piezas de conexión. El revestimiento se realiza con la incorporación de zinc y resinas epoxi, lo que garantiza una alta fiabilidad de protección contra la corrosión incluso en condiciones de ambiente claramente agresivo.

Estas tuberías se pueden utilizar con éxito para la instalación en suelos con un alto nivel de pH (0-10). El revestimiento interior de laca epoxi de las tuberías de alcantarillado de hierro fundido tiene una estructura lisa (deslizante), lo que minimiza el coeficiente de resistencia durante el flujo de aguas residuales.

Estructura de la tubería moderna de hierro fundido TML:

1. Revestimiento de resina epoxi modificada en dos capas (espesor de capa 120 μm).
2. Revestimiento protector de laca epoxi (espesor de capa 60 μm).
3. Capa base de hierro fundido con alto contenido de carbono.
4. Revestimiento protector de polvo de zinc (densidad de pulverización 130 g/m²).

La longitud estándar de la tubería (3000 mm) se puede acortar fácilmente al tamaño deseado si es necesario, por ejemplo, con un cortatubos eléctrico. Al realizar el corte de la tubería de hierro fundido, se debe asegurar un corte preciso y recto. Este enfoque garantiza la fiabilidad del sellado durante el montaje de las líneas de drenaje.

Además, los bordes cortados generalmente se pintan con pintura especial y se recubren con cinta aislante tipo Pro-Cut. Para ambientes agresivos se utilizan juntas especiales. Estas medidas aumentan adicionalmente y eliminan los riesgos de fugas.

De esta manera se crea una unión en el borde de la tubería de hierro fundido cortada, cuando se utiliza cinta aislante Pro-Cut como elemento protector y sellador.

La lista de características de las tuberías de alcantarillado de hierro fundido es impresionante. En comparación con los productos poliméricos, que ganan popularidad rápidamente debido a su bajo costo, los productos de hierro fundido tienen muchas ventajas.

Al hierro fundido no le temen al fuego ni a las altas temperaturas, mientras que los tubos de plástico se ablandan ya a T=100º, y a temperaturas más altas comienzan a deformarse y pueden derretirse.

Las tuberías de hierro fundido se caracterizan por un bajo nivel de ruido durante el funcionamiento del sistema y no requieren la instalación de compensadores de expansión. Se pueden colocar en el espesor del hormigón sin temor a roturas por compresión/expansión de los materiales.

Por lo tanto, los costos de adquisición se compensan muy pronto gracias a la operación económica de las tuberías de hierro fundido. Su uso no requiere la instalación de aislamiento contra el fuego y el ruido, y el período entre reparaciones es varias veces mayor que el mismo período para las comunicaciones plásticas. La vida útil no está limitada ni siquiera a 100 años.

Productos preaislados

Los productos de hierro fundido del grupo clasificador TML complementan los productos que consisten en tuberías de hierro fundido preaisladas. Dichas modificaciones se aplican con éxito en condiciones ambientales con bajos valores de temperatura.

En esencia, son los mismos tubos de alta resistencia sin embocadura o con embocadura (1), adicionalmente recubiertos con capas tecnológicas (2, 3, 4) de aislamiento térmico.

Variante de tubo de hierro fundido sin embocadura, complementado con un elemento de aislamiento térmico. Los productos con esta configuración se denominan «tubos preaislados». Están diseñados para su uso en condiciones de baja temperatura ambiente.

Como aislante térmico eficaz se utiliza espuma termoendurecible (3) o un material similar, con una estructura densa y propiedades ignífugas de clase «A2». El aislante térmico se cubre con una carcasa de chapa de acero galvanizado (4). El espesor de la chapa de la carcasa no es inferior a 1 mm. La carcasa se fija con abrazaderas (2), también fabricadas en acero galvanizado.

Las tuberías de hierro fundido preaisladas están diseñadas para funcionar en condiciones de humedad de hasta el 75%. El aislamiento evita la formación de condensación en condiciones de temperaturas bajas y críticamente bajas. Existen modificaciones con la incorporación de un cable calefactor directamente en la estructura del aislante térmico.

Razones para sustituir la fundición por polímeros

¿A qué se debe la creciente popularidad de los productos poliméricos, con los que se busca reemplazar el hierro fundido?

Como resulta, las principales razones son:

• riesgos de corrosión del hierro fundido por daños de corrientes vagabundas de campos electromagnéticos;
• falta de protección adicional de las paredes internas de las tuberías contra medios agresivos;
• rigidez de los productos, que afecta positivamente a un tubo individual, pero provoca el desplazamiento de las cargas totales del suelo hacia los puntos de unión en la tubería, ensamblada a partir de una docena o más de tubos;
• dificultades técnicas que aparecen inevitablemente durante el proceso de reparación o en caso de crear nuevas conexiones de comunicación.

Las tuberías poliméricas se utilizan con mucha más frecuencia que las de hierro fundido en la creación de sistemas de alcantarillado autónomo en viviendas particulares.

Sobre qué tuberías es mejor usar en la construcción de la parte exterior del sistema de alcantarillado en una parcela suburbana, lo aprenderá en el siguiente artículo, dedicado a este complejo tema.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Algunos consejos útiles sobre la elección de tuberías serán útiles para crear sistemas de alcantarillado por sus propias manos:

Mientras tanto, los productos poliméricos en términos de rendimiento técnico y operativo son inferiores a los productos fabricados en hierro fundido. Tienen muchos más defectos en comparación con las tuberías de alcantarillado de hierro fundido.

Es conveniente y racional usar polímeros en sistemas de alcantarillado interno, pero para comunicaciones exteriores serias, es razonable desde cualquier punto de vista aplicar exactamente el hierro fundido.

¿Dispone de información útil sobre el tema de la instalación de alcantarillado exterior con tuberías de hierro fundido? ¿Quiere contar cómo construyó el sistema en su parcela? Por favor, escriba comentarios en el bloque de abajo, publique fotos sobre el tema del artículo, haga preguntas.