www.futurenviro.es | Abril-Mayo April-May 2022 41 Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment • Aprovechar todos los desniveles naturales para reducir los costes de bombeo. • Uso de materiales eficientes que permitan, debido a sus características intrínsecas, el transporte del agua de riego con la menor pérdida de carga posible. • Etc. Es pues el marco actual, el más apropiado para el uso de las tuberías TOM® y los accesorios ecoFITTOM® de PVC-O en las redes hidráulicas de las nuevas modernizaciones. Un material, que debido a sus propiedades genera una menor pérdida de carga y consecuentemente de energía respecto otros materiales y permite un ahorro considerable de la potencia necesaria a instalar y posteriormente contratar y del propio consumo de energía en estas actuaciones. Con esta exposición se pretende mostrar las notables diferencias existentes ente el PVC-O y otros materiales. Planteamos un comparativo de materiales por rango de diámetros, usando para el cálculo, los coeficientes de rugosidad definidos en las Normas para Redes de Abastecimiento del Canal de Isabel II (Tabla 1). La reducción del espesor de pared que se produce en el proceso de orientación molecular proporciona a la tubería TOM® mayor diámetro interno y sección de paso. Además, la superficie interna es extremadamente lisa, lo que reduce al mínimo las pérdidas de carga y dificulta la formación de depósitos en las paredes del tubo. Esta circunstancia permite para un mismo diámetro nominal reducir la velocidad y por lo tanto la pérdida de carga, o incrementar el caudal transportado. De esta forma se logra entre un 15% y un 40% de mayor capacidad hidráulica que tuberías de otros materiales con diámetros externos similares (Figura 1). Para este comparativo, definiremos un caudal para el mismo diámetro nominal de los materiales tenidos en cuenta, calcularemos en primer lugar su velocidad para posteriormente calcular su pérdida de carga a través de la fórmula de Hazen William. 1. Comparativo de diámetros más pequeños: definimos como diámetros más pequeños, los comprendidos entre 90 mm y 400 mm. Planteamos este comparativo con aquellos materiales más utilizados en este rango de diámetros, que son el Polietileno (PEAD), el PVC convencional (PVC-U) para un diámetro de 400 mm y un caudal de 200 l/s. This article seeks to demonstrate the significant differences between PVC-O and other materials. We undertook a comparative analysis of materials by diameter range and, for the purposes of the calculations, we used the roughness coefficients defined in the Canal de Isabel II Standards for Supply Networks. (Table 1). The reduction in wall thickness produced in the molecular orientation process gives the TOM® pipe a larger inside diameter and cross-section. In addition, the internal surface is extremely smooth, which minimises head loss and inhibits the formation of deposits on pipe walls. This makes it possible to reduce velocity and consequently head loss for the same nominal diameter, or to increase the flow rate. As a result, greater hydraulic capacity of between 15% and 40% is achieved compared to pipes made of other materials with similar outside diameters. (Figure 1). For the purpose of this comparative analysis, we defined a flow rate for the same nominal diameter of the materials considered, then calculated the respective velocities and subsequently calculated head loss using the Hazen William formula. 1. Comparative analysis of smaller diameters: Defining smaller diameters as those between 90 mm and 400 mm, we undertook a comparative analysis of the materials most commonly used in this diameter range, which are polyethylene (HDPE) and conventional PVC (PVC-U), for a diameter of 400 mm and a flow rate of 200 l/s. V = 0,355 ∙ C ∙ Di 0,63 ∙ J0,54 V = Average velocity in m/s Di = Inside diameter in mm J = Head loss in m/m C = Hazen-Williams roughness coefficient (for PVC-O, C = 150) The velocity for a DN400 mm, PN16 bar PVC-O pipe at the above flow rate is 1.78, while pipes of the same characteristics made of HDPE and PVC-U have velocities of 2.38 and 1.95 respectively. In this case, PVC-O has a head loss value J (m/km) of 6.52, polyethylene has a value of 13.19 and PVC-U a value of 8.11, resulting in total head loss values (J) of 7.17, 14.51 and 8.92 respectively. These figures show that the use of PVC-O results in head loss of 102.4% lower than that of polyethylene (HDPE) and 24.42% lower than that of PVC (PVC-U). Rigurosidad absoluta k (mm) Manning n Hazen-Williams C Absolute roughness Nueva | New En servicio | In service Nueva | New En servicio | In service Nueva | New En servicio | In service Fundicion | Ductile iron 0,100 0,200 0,012 0,017 130 100 Hormigon | Concrete 0,300 3,000 0,013 0,017 140 110 Acero| Steel 0,030 0,100 0,008 0,011 120 90 PE | PE 0,005 0,030 0,007 0,009 150 140 PVC-O | PVC-O 0,003 0,060 0,007 0,009 150 140 PRFV | GRP 0,030 0,060 0,009 0,010 110 100 Tabla 1: Coeficientes de rugosidad empleados en el cálculo de las pérdidas de carga. Table 1: Roughness coefficients used in the calculation of head loss. Figura 1. Detalle de espesores de diferentes materiales. Figure 1. Thicknesses of different pipe materials.
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