Análisis y evaluación de riesgos en sistemas constructivos

Aumentar el conocimiento frente a las instalaciones de las tuberías de Polietileno de alta densidad.

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Universidad de los Andes 
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA 
Análisis y Evaluación de Riesgos en Sistemas Constructivos de Tuberías en 
Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

Ing. Johana León Castellanos 

Universidad de los Andes 

Facultad De Ingeniería 

Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 

 
 
 

 

 

TESIS DE ESPECIALIZACIÓN 

INGENIERÍA DE SISTEMAS HÍDRICOS URBANOS 

 
 

ANÁLISIS Y EVALUACION DE RIESGOS EN SISTEMAS 

CONSTRUCTIVOS DE TUBERIAS DE POLIETILENO EN REDES DE 

ACUEDUCTO   

 
 

Preparado por: 

Ing. Johana León Castellanos 

 
 
 

Asesor: 

Ing. Luis Eduardo Yamín Lacouture 

 
 

Informe Final Tesis 

 
 
 

Bogotá, Febrero de 2012 

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Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA 
Análisis y Evaluación de Riesgos en Sistemas Constructivos de Tuberías en 
Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

Ing. Johana León Castellanos 

TABLA DE CONTENIDO

 

INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................................5

 

1

 

ANTECEDENTES Y OBJETIVOS ...............................................................................................................6

 

1.1

 

ANTECEDENTES.......................................................................................................................................6

 

1.2

 

OBJETIVOS ................................................................................................................................................6

 

1.2.1

 

Objetivos Generales ............................................................................................................................6

 

1.2.2

 

Objetivos Específicos ..........................................................................................................................6

 

2

 

ESTUDIOS PREVIOS....................................................................................................................................7

 

2.1

 

G

ENERALIDADES DEL 

P

OLIETILENO

 ..............................................................................................................7

 

2.2

 

P

ROPIEDADES 

F

ÍSICAS Y 

M

ECÁNICAS DE LAS 

T

UBERÍAS DE 

P

OLIETILENO

 ......................................................8

 

2.2.1

 

Esfuerzos a la tracción de los tubos de PE ..........................................................................................8

 

2.2.2

 

Módulo de Elasticidad ........................................................................................................................9

 

2.2.3

 

Alargamiento a la rotura ....................................................................................................................9

 

2.2.4

 

Flexibilidad ...................................................................................................................................... 10

 

2.2.5

 

Resistencia a la abrasión .................................................................................................................. 10

 

2.2.6

 

Resistencia a la propagación de fisuras ............................................................................................ 11

 

2.2.7

 

Color ................................................................................................................................................ 11

 

2.2.8

 

Resistencia a la corrosión ................................................................................................................. 11

 

2.2.9

 

Resistencia química y bacteriana ...................................................................................................... 11

 

2.2.10

 

Estabilidad a la intemperie ........................................................................................................... 11

 

2.2.11

 

Características hidráulicas .......................................................................................................... 12

 

2.3

 

P

RODUCTOS 

C

OMERCIALES

 ......................................................................................................................... 12

 

2.3.1

 

Tuberías para acueductos ................................................................................................................. 12

 

2.3.2

 

Accesorios y complementos ............................................................................................................... 13

 

2.4

 

P

ROCESOS DE INSTALACIÓN

 ........................................................................................................................ 18

 

2.4.1

 

Instalación de tuberías a través de accesorios mecánicos. ................................................................ 18

 

2.4.2

 

Instalación de tuberías a través de electrofusión. .............................................................................. 20

 

2.4.3

 

Instalación de tuberías a través de termofusión. ................................................................................ 22

 

3

 

VENTAJAS Y DESVENTAJAS FRENTE A OTROS SISTEMAS DE INSTALACIÓN ......................... 26

 

4

 

METODOLOGIA PARA ANALISIS Y REDUCCION DE RIESGOS EN SISTEMAS 

CONSTRUCTIVOS DE TUBERIAS EN POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD EN REDES DE 
ACUEDUCTO........................................................................................................................................................ 27

 

5

 

DETERMINACION DE RIESGOS EN LA TUBERIA DE PE INSTALADA EN SAN PEDRO DE LOS 

MILAGROS - ANTIOQUIA ................................................................................................................................. 29

 

5.1

 

P

ROPIEDADES DEL CASO A EVALUAR

 ........................................................................................................... 29

 

5.2

 

R

EGISTRO FOTOGRÁFICO

 ............................................................................................................................. 30

 

5.3

 

E

VALUACIÓN DE 

R

IESGO DE LA 

T

UBERÍA

 .................................................................................................... 32

 

5.4

 

E

VALUACIÓN DE 

R

IESGO 

O

PERACIONAL

...................................................................................................... 34

 

5.5

 

E

VENTOS DE 

M

AYOR 

I

NFLUENCIA

 ............................................................................................................... 35

 

5.6

 

C

UANTIFICACIÓN DE LA 

P

ROBABILIDAD

 ...................................................................................................... 35

 

5.7

 

C

UANTIFICACIÓN DE LA 

V

ULNERABILIDAD

 ................................................................................................. 36

 

5.8

 

E

STIMACIÓN DE CONSECUENCIAS

 ................................................................................................................ 37

 

5.9

 

C

LASIFICACIÓN DE LOS 

R

IESGOS

 ................................................................................................................. 37

 

5.10

 

P

LANES DE ACCIÓN PARA EL CASO EN ESTUDIO

 ....................................................................................... 39

 

6

 

NORMAS TÉCNICAS ................................................................................................................................. 40

 

7

 

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................................... 41

 

8

 

BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................................... 42

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

Ing. Johana León Castellanos 

 

ÍNDICE DE FIGURAS

 

 

Figura 1. Distribución del petróleo según sus aplicaciones………..………………………………7 

Figura 2 Curva esfuerzo – deformación para una tubería de PE………………………………….8 

Figura 3. Accesorios de termofusión……………………………………………………………..14 

Figura 4. Accesorios de electrofusión……………………………………………………………15 

Figura 5.  Accesorios Mecánicos…………………………………………………………………16 

Figura 6.  Accesorios termoensambaldos………………………………………………………...17 

Figura 7.  Accesorios complementarios…………………………………………………………..17 

Figura 8. Instalación de tuberías a través de accesorios mecánicos de acometidas……………..18 

Figura 9. Instalación de tuberías a través de accesorios mecánicos (75mm a 110mm)……….19 

Figura 10.  Instalación mediante bridas………………………………………………………….20 

Figura 11. Instalación de Tuberías por el Electrofusión………………………………………..21 

Figura 12. Instalación de tuberías a través de Termofusión……………………………………23 

Figura 13. Proceso de Soldadura a Tope…………………………………………………………25 

Figura 14.  Localización caso de análisis: San Pedro de los Milagros………………………….29 

Figura 15. Registro fotográfico…………………………………………………………………..30 

Figura 16. Registro fotográfico de instalación…………………………………………………..31  

Figura 17. Registro fotográfico de instalación…………………………………………………..31 

 

 

 

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Análisis y Evaluación de Riesgos en Sistemas Constructivos de Tuberías en 
Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

Ing. Johana León Castellanos 

 

ÍNDICE DE TABLAS 

 

Tabla No. 1  Clasificación de las tuberías de polietileno de acuerdo a su densidad………………7 

Tabla No. 2  Comparación del valor del módulo de elasticidad del polietileno frente a materiales 
alternativos…………………………………………………………………………………………9 

Tabla No. 3  Valores de alargamiento a la rotura de materiales de tubería………………………..9 

Tabla No. 4  Radios máximos de curvatura, R, admisibles en tubos de Polietileno…………..10 

Tabla No. 5   Colores de los tubos de polietileno según aplicaciones………………………….11 

Tabla No. 6  Clasificación de tuberías de polietileno según al RDE………….………………..12 

Tabla No. 7  Clasificación de tuberías según el PN…………………………………………..…13 

Tabla No. 8  Comparativo con otros materiales………………………………………………...26 

Tabla No. 9   Probabilidad de ocurrencia de una situación de riesgo…………………….……28 

Tabla No. 10  Características del caso en análisis………………………………………………30 

Tabla No. 11 Comportamiento de las Tuberías de Polietileno frente a sustancias químicas……33 

Tabla No. 12  Eventos de Mayor Influencia………………………………………………….…35 

Tabla No. 13  Definición Cualitativa y Cuantitativa de las Probabilidades……………………..35 

Tabla No. 14  Probabilidad de Ocurrencia de los Eventos……………………………..………36 

Tabla No. 15 Cuantificación de la Vulnerabilidad de cada Evento……………………….……36 

Tabla No. 16  Estimación de consecuencias…………………………………………………….37 

Tabla No. 17  Determinación de riesgos…………………………………………………………38 

Tabla No. 18 Clasificación de riesgos de acuerdo a la probabilidad…………………………..38 

 

 

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

Ing. Johana León Castellanos 

INTRODUCCIÓN  

El crecimiento de una sociedad lleva consigo a conocer e implementar nuevas tecnologías ligadas 
al desarrollo sostenible del que se habla hoy día, donde, el principal objetivo es no comprometer 
los recursos naturales de generaciones futuras, concepción que  implica evolución en el origen de 
los  materiales  principalmente  en  procesos  industriales.    En  el  tema  de  tuberías  la  tecnología 
conlleva  al  uso  de  sistemas  plásticos  que  remplazan  todo  tipo  de  material  que  signifique  un 
desgaste, contamine e incluso perjudique el bienestar de los seres humanos. 

En  la  actualidad los  sistemas  de  tuberías  plásticas  son  soluciones  que  además  de ser  amigables 
con el medio ambiente, más económicas y de calidad, ofrecen mayor seguridad de transporte en 
los diferentes usos y aplicaciones, lo cual crea la necesidad de estudiar los beneficios y riesgos a 
los que se expone un diseño que se materializa acompañado de distintas situaciones reales tales 
como el impacto ambiental, social, geológico y demás aspectos que conllevan a una construcción 
satisfactoria para las partes involucradas.    

En  el  presente  estudio    presenta  una  recopilación  de los  métodos  constructivos  de  la  tubería  de 
polietileno  para acueducto y un análisis de los factores de riesgo y vulnerabilidad de las distintas 
situaciones en las que se involucra dicho proceso para un caso particular.  

 

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

Ing. Johana León Castellanos 

1  ANTECEDENTES Y OBJETIVOS 

1.1  ANTECEDENTES  

El uso de tuberías plásticas se ha incrementado durante los últimos años debido al alto nivel de 
seguridad  que  exigen  los  fluidos  a  transportar  como:  gas,  agua  potable,  agua  de  saneamiento, 
entre  otros;  razón  que  promueve  el  estudio  en  la  evaluación  de  riesgos  de  los  sistemas 
constructivos  ya  conocidos  de  instalación  de  tuberías  en  respuesta  de  las  exigencias  de  la 
tecnología y evolución de las materias primas, específicamente de tuberías de polietileno de alta 
densidad.  

Hoy  día  en  el  mercado  son  contados  los  materiales  que  se  encuentran  a  la  hora  de  definir  el 
diseño,  por  tal  motivo  se  pretende  mostrar  a  los  diseñadores  los  riesgos  que  se  corren  en  la 
escogencia  de  los  materiales  y  suministrar  herramientas  que  permitan  el  argumentar  el  uso  de 
determinado material propuesto.  

Adicional a la diversidad de materiales también se encuentran distintas maneras de instalación de 
las tuberías,  dado el material Polietileno existen tres formas de instalación que son la tradicional 
mecánica,  termofusión  y  electrofusión,  siendo  estas  dos  últimas  las  más  utilizadas  para  nuevas 
tecnologías como instalación sin zanja y reparaciones. 

 

1.2  OBJETIVOS  

1.2.1  Objetivos Generales 

  Aumentar el conocimiento frente a las instalaciones de las tuberías de Polietileno de alta 

densidad.  

1.2.2  Objetivos Específicos 

  Conocer y prevenir los riesgos que se presentan en una red de polietileno de alta densidad.  

  Identificar  la  vulnerabilidad  de  los  sistemas  constructivos  para  instalaciones  con  tubería 

de polietileno de alta densidad.  

  Proponer prácticas para reducir o eliminar las consecuencias de los riesgos asociados a los 

procesos constructivos de acuerdo al material. 

  Incrementar los conocimientos del sector en el ejercicio profesional. 

  Lograr  una  comparación  de  ventajas  y  desventajas  con  otros  sistemas  de  instalación  y 

materiales.   

 

 

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

Ing. Johana León Castellanos 

2   ESTUDIOS PREVIOS 

2.1  Generalidades del Polietileno 

Los  materiales  plásticos  en  los  últimos  años  han  presentado  mayores  ventajas  frente  a  otros, 
razón por la cual se ha implementado su uso; estos derivados del petróleo representan solamente 
un  4%  del  total  del  recurso  extraído,  siendo  el  restante  utilizado  en  la  producción  de 
combustibles, tal como se muestra en la siguiente figura. 

 

Figura 2. Distribución del petróleo según sus aplicaciones.  (De la Cruz, 2008) 

El  desarrollo  del  material  Polietileno  PE  se  ha  estudiado  desde  principios  de  los  años  sesenta, 
definiéndose referencias como baja densidad, y, a partir de los años ochenta es fortalecido el tema 
de polietileno de media y alta densidad para el desarrollo de ductos con distintos usos. 

La clasificación de las resinas clasifica las tuberías de acuerdo a su densidad asi: 

Resina 

Densidad  

(g/cm3 ) 

Clasificación 

 PE 40 

 0,93 – 0,94 

 Baja Densidad 

 PE 80 

 0,94 – 0,95 

 Media o Alta Densidad 

 PE 100 

 0,95 – 0,96 

 Alta Densidad 

Tabla No. 1  Clasificación de las tuberías de polietileno de acuerdo a su densidad (De la Cruz, 

2008) 

A partir de esta generación de materiales plásticos se ha generado normatividad internacional con 
respecto  a  sus  propiedades  químicas,  físicas,  mecánicas  y  térmicas,  derivando  una  serie  de 
ensayos  para  evaluar  estas  características  a  los  fabricantes  de  la  materia  prima  y  los 
transformadores  de  ésta,  ofreciendo  confiabilidad  en  los  usuarios  finales;    Este  avance  en  el 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

Ing. Johana León Castellanos 

conocimiento,    ha  demandado  al  sector  la  regularización  de  procesos  de  fabricación  y  una  vez 
controlados  estos  aspectos  regular  la  instalación  mediante  procesos  estudiados  y  aprobados 
internacionalmente, emitiéndose normas y manuales técnicos transcritos a cada país de acuerdo a 
sus interés y mercado.  

Estos  procesos  de  instalación  definidos  y  normalizados  para  tuberías  de  polietileno, 
prácticamente se encuentran estandarizados por los países que adoptan su uso, de tal forma que la 
información  encontrada  es  complemento  una  de  la  otra,  facilitando  su  estudio  e  interpretación. 
Procesos de Instalación 

2.2  Propiedades Físicas y Mecánicas de las Tuberías de Polietileno 

En ésta sección se tratarán las propiedades más relevantes de los tubos de Polietileno, las cuales 
varían frente a comportamientos de temperatura y a lo largo del tiempo de uso. 

2.2.1  Esfuerzos a la tracción de los tubos de PE 

La composición de la tubería de Polietileno es en esencia materia prima plástica,  por lo cual su 
comportamiento  obedecerá  a  deformaciones  plásticas  y  elásticas  frente  a  esfuerzos  de  tracción.  
Cuando  se  aplica  una  carga  progresiva  a  una  tubería  de  Polietileno  bajo  condiciones  de 
temperatura  ésta  comenzará  a  deformarse  sin  fallar  hasta  cierto  valor  de carga  de acuerdo a las 
propiedades geométricas del tubo, luego de retirar el esfuerzo de tracción la tubería comenzará a 
recuperar su forma durante un tiempo determinado.   

La  deformación  recuperable  corresponde  al  rango  elástico  y  la  deformación  permanente 
corresponde  al  rango  plástico  obedeciendo  a  la  ley  de  Hook  en  la  mayoría  de  los  casos,  en  la 
siguiente  figura  se  muestra  la  curva  tensión  –  deformación  producida  a  través  del  ensayo  de 
tracción para una tubería de Polietileno: 

 

Figura 2 Curva esfuerzo – deformación para una tubería de PE (De la Cruz, 2008) 

Por lo anterior es fácil deducir que las deformaciones de las tuberías plásticas dependerán de la 
magnitud de la carga, la temperatura y el tiempo en que es sometida a la tracción.  Si una de las 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

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condiciones  inmediatamente  mencionadas  se  encuentra  fuera  de  los  parámetros  la  tubería 
presentará una deformación plástica irreversible.  

2.2.2  Módulo de Elasticidad 

El  valor  mínimo  del  módulo  de  elasticidad  a  corto  plazo  se  encuentra  en  un  rango  entre  800  a 
1000 N/mm

2

 y a largo plazo de 130 a 160 N/mm

2

, de acuerdo al tipo de polietileno que se esté 

utilizando y a unas condiciones temperatura de 20°C.  Este valor del Módulo de Elasticidad para 
el  polietileno  es  el  más  bajo  de  las  tuberías  plásticas,  lo  que  le  permite  tener  ventaja  en  su 
comportamiento  frente  a eventuales  tensiones  como  lo es  el  caso  del  golpe  de ariete  para  redes 
operadas por bombeo.  

En la siguiente tabla se encuentra valores de Modulo de Elasticidad para los distintos materiales 
comerciales utilizados en fabricación de tuberías: 

 

Tabla No. 2  Comparación del valor del módulo de elasticidad del polietileno frente a materiales 

alternativos. (De la Cruz, 2008)  

2.2.3  Alargamiento a la rotura 

El  alargamiento  a  la  rotura  de  un  tubo  de  polietileno  dependerá  de  manera  importante  de  la 
temperatura a la cual se vea sometido a por tensión, alcanzando valores superiores a un 350% de 
su  longitud.    A  continuación  se  muestra  en  la  siguiente  tabla  los  valores  de  alargamiento  en  la 
rotura frente a otros materiales de tubería: 

 

Tabla No. 3  Valores de alargamiento a la rotura de materiales de tubería. (Asetub,2008) 

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10 

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2.2.4  Flexibilidad 

La flexibilidad es una de las propiedades más características de los tubos de Polietileno debido a 
que  facilita  la  instalación  con  curvas,  eliminando  accesorios    y  adaptándose  fácilmente  a  las 
características del terreno.   

De acuerdo a la literatura encontrada se podrá curvar la tubería un número indicado de veces de 
su diámetro nominal teniendo en cuenta las presiones nominales y la clasificación de la tubería 
(PE 40, PE 80 y PE100), tal como lo indica la siguiente tabla: 

 

Tabla No. 4  Radios máximos de curvatura, R, admisibles en tubos de Polietileno (De la Cruz, 

2008) 

 Esta  propiedad  de  curvatura  debido  a  la  flexibilidad  permite  a  los  fabricantes  ofrecer  la 
presentación de la tubería en rollos, esta situación es manejable para diámetros de hasta 110 mm, 
en longitudes de 50 a 200 metros y para el caso de diámetros más pequeños se logran rollos de 
hasta 1.000 metros de longitud.  

2.2.5  Resistencia a la abrasión  

La  tubería  de  polietileno  se  puede  ver  expuesta  a  dos  tipos  de  situaciones,  una  resistencia  a  la 
abrasión  interna  generada  por  las  partículas  en  suspensión  del  líquido  transportado  y  una 
resistencia a la abrasión externa causada por raspaduras y golpes generados durante el transporte 
y la instalación de las mismas.  

La  resistencia  a  la  abrasión  interna  se  mide  mediante ensayos  en  laboratorio  que determinan  el 
desgaste  de  la  superficie  después  de  movimientos  lentos  de  vaivén  mientras  que  la  abrasión 
externa estará en función de no sobrepasar el 10% del espesor del tubo ya que se verían afectadas 
las propiedades mecánicas de éste.    

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11 

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2.2.6  Resistencia a la propagación de fisuras 

La  resistencia  a  la  propagación  de  fisuras  está  relacionada    a  la  capacidad  que  tiene  la  materia 
prima de fabricación de las tuberías  de absorber los golpes de forma puntual y no permitir que un 
golpe que haya generado una fisura en la tubería se trasmita a lo largo de ésta.  

Esta  propiedad  se  hace  más  débil  en  las  tuberías  de  mayor  diámetro  o  cuando  son  sometidas  a 
presiones a las que no fueron diseñadas para soportar.  

2.2.7  Color  

Las tuberías de polietileno se fabrican de colores de acuerdo a las aplicaciones o usos, los colores 
permitidos de acuerdo a normas son los indicados en la siguiente tabla: 

 

Tabla No. 5   Colores de los tubos de polietileno según aplicaciones(De la Cruz, 2008) 

2.2.8  Resistencia a la corrosión 

Las tuberías de polietileno no se ven afectadas ante la exposición de terrenos corrosivos es decir 
terrenos con bajo nivel de PH o alto contenido en sulfatos; por tal motivo no requieren protección 
contra la corrosión ni recubrimientos contra la aparición de moho, algas, bacterias y hongos.  

2.2.9  Resistencia química y bacteriana 

Las  tuberías  de  Polietileno  tienen  una  gran  resistencia  química  debido  a  su  composición 
molecular, siendo débiles únicamente a agentes como los peróxidos y ácidos a alta concentración, 
además  no  se  ven  afectados  por  agua  de  mar  y  vertimientos  industriales.    Y  la  resistencia 
bacteriana  de  las  tuberías  de  polietileno  corresponde  a  la  no  formación  de  hongos  ni  laminas 
bacterianas.    

2.2.10   Estabilidad a la intemperie 

Esta característica de los tubos de PE está atacada por la exposición a los rayos ultravioleta de la 
luz solar y al oxigeno del aire, sin embargo cuando la composición del tubo posee un carbono de 

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12 

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negro de humo (para el caso de las tuberías de color negro) más un compuesto fotooxidante que 
contra restan la degradación frente a los estos efectos degradantes.  

Este contenido de negro de humo permite mantener las tuberías almacenadas a la intemperie sin 
alterar  las  propiedades;  para  las  tuberías  con  otras  aplicaciones  cuyos  colores  no  incluyen  el 
negro de humo se hace necesario tener precauciones de almacenamiento.  

2.2.11   Características hidráulicas  

La tubería en PE posee un coeficiente de rugosidad bajo en comparación con otros materiales, y 
ésta característica le permite transportar mayor caudal.  

De acuerdo a la fórmula utilizada de diseño se recomienda el uso de los siguientes valores: 

k = 0,003 mm (rugosidad hidráulica; fórmula de Colebrook) 
n = 0,008 (fórmula de Manning) 
C = 150 (fórmula de Hazen Williams)  

 

2.3  Productos Comerciales 

A continuación se presenta la clasificación de las tuberías y accesorios existentes en el mercado 
mundial,  que  dan  lugar  a  una  gama  de  referencias  con  el  propósito  de  suministrar  alternativas 
tanto  de instalación  como  de  elegir  las  características  que  más  se acoplen  a  las  necesidades  del 
diseño.  

2.3.1  Tuberías para acueductos 

La tubería de polietileno para transporte de agua potable se clasifica de acuerdo a su relación 
diámetro  espesor  RDE,  su  diámetro  nominal  DN  y  su  presión  nominal  PN,  estas 
características del tubo son especiales de acuerdo a la materia prima con que ha sido fabricada 
PE 40, PE 63, PE 80 Y PE 100.   

Las  siguientes  tablas  explican  la  clasificación  de  los  tubos  y  están  dadas  a  la  fácil 
interpretación  de  los  diseñadores  a  la  hora  de  escoger  la  tubería  que  más  se  ajuste  a  las 
condiciones del proyecto:  

 

RDE 

7,4 

11 

13,6 

17 

17,6 

21 

26 

33 

41 

PN 

PE 40 

  

10 

  

3,2 

2,5 

  

  

PE 63 

  

16 

12,5 

10 

  

3,2 

2,5 

PE 80 

25 

20 

16 

12,5 

10 

  

3,2 

PE 100 

  

25 

20 

16 

12,5 

10 

  

Tabla No. 6  Clasificación de tuberías de polietileno según al RDE (Asetub,2008) 

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13 

Ing. Johana León Castellanos 

La relación de las PN con el RDE se indican en la siguiente tabla, de igual forma muestra la 
relación con la materia prima y el coeficiente de seguridad C (factor con el que se fabrican las 
tuberías con el fin de soportar sobrepresiones a lo largo de la vida útil del tubo). 

 

C en función del tipo de PE 

PN en función del parámetro RDE 

PE 40 

PE 63 

PE 80 

PE 100 

RDE 21  RDE 33 

RDE 26 

RDE 21 

RDE 17 

RDE 13,6 

RDE 11 

RDE 9  RDE 7,4 

3,2    

  

  

0,6    

  

  

  

  

2,5 

3,2 

4,0 

2,5    

  

  

0,8    

  

  

  

2,5 

3,2 

4,0 

5,0 

2,0 

3,2    

  

1,0    

  

  

2,5 

3,2 

4,0 

5,0 

6,3 

1,6 

2,5 

3,2    

1,3    

  

2,5 

3,2 

4,0 

5,0 

6,3 

8,0 

1,3 

2,0 

2,5 

3,2 

1,6    

2,5 

3,2 

4,0 

5,0 

6,3 

8,0 

10,0 

  

1,6 

2,0 

2,5 

2,0 

2,5 

3,2 

4,0 

5,0 

6,3 

8,0 

10,0 

12,5 

  

1,3 

1,6 

2,0 

2,5 

3,2 

4,0 

5,0 

6,3 

8,0 

10,0 

12,5 

16,0 

  

  

1,3 

1,6 

3,2 

4,0 

5,0 

6,3 

8,0 

10,0 

12,5 

16,0 

20,0 

  

  

  

1,3 

4,0 

5,0 

6,3 

8,0 

10,0 

12,5 

16,0 

20,0 

25,0 

Tabla No. 7  Clasificación de tuberías según el PN (De la Cruz, 2008) 

 

2.3.2  Accesorios y complementos 

Los accesorios en una instalación de tuberías son fundamentales ya que éstos permiten el cambio 
de  dirección,  reducción  de  diámetro,  transiciones  entre  diferentes  RDE  (Relación  Diámetro 
Espesor), distintos materiales y conexiones a válvulas.   

Se clasifican en tres grandes grupos de acuerdo al sistema de instalación:  

-   Accesorios fabricados por inyección para termofusión  
-  Accesorios fabricados pon inyección para electrofusión 
-  Accesorios Mecánicos 

 

a.   Accesorios fabricados por inyección para termofusión  

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

14 

Ing. Johana León Castellanos 

Tipo de Accesorio 

Figura 3. Accesorios de termofusión  

Codos 

           

Codo 30°            Codo 45°               Codo 90° 

Tees 

 

 

 

 

 

              

Tee salidas iguales        Tee reducida                        Tee 45° 

Reducciones 

portaflanches  

          

 

      Reducción             Portaflanche o Portabrida  

Tapones 

Válvulas  

  

                                                              

Tapón                          Válvula 

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15 

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b.   Accesorios fabricados pon inyección para electrofusión (De la Cruz, 2008) 

Tipo de Accesorio 

Figura 4. Accesorios de electrofusión  

Codos y Tee 

         

           

Codo 30°              Codo  45°                   Tee 

Reducciones 

                           

Reducción              Reducción con pernos 

Uniones y tapones  

   

                           

Reducción                      Tapón  

Collarín y Transición   

   

     

    

Collarines                                                  Transiciones  

 

 

 

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16 

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c.   Accesorios Mecánicos (De la Cruz, 2008) 

Tipo de Accesorio 

Figura 5.  Accesorios Mecánicos  

Codos 

 

 

 

 

                     

Codo a 90°                         Codo Rosca Hebra        Codo Rosca 
Macho 

Tees 

                                                         

                                                                                                    

 

   Tee salida rosca hembra                 Tee Salidas Iguales 

Reducción,  Tapón  y 
Válvula  

           

       

                  

Reducción Rosca–Hembra       Tapón                        Válvula 

Uniones 

   

   

Unión Rosca              Unión Rosca – Brida       Unión Rosca – Macho  

 

 

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17 

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d.   Complementos 

Existen  otros  tipos  de  accesorios  que  son  utilizados  en  las  instalación  de  redes  de  polietileno 
como es el caso de accesorios fabricados en situ o ensamblados de la misma tubería y de acuerdo 
a la necesidad del proyecto; éstos accesorios son termofundidos dando forma a tees, uniones,  y 
codos de diferentes ángulos tal como se observa en la siguiente figura: 

 

Figura 6.  Accesorios termoensambaldos 

Otros accesorios que hacen parte de la red son válvulas, bridas  metálicas, uniones de transición 
de materiales, entre otros,  mostradas en la siguiente figura: 

Abrazadera 

en 

acero 

inoxidable

 

Unión garra de tigre con 
extremo para PE

 

Bridas Metálicas 

 

Figura 7.  Accesorios complementarios  

   

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18 

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2.4  Procesos de instalación 

La construcción de sistemas de tuberías de polietileno de alta densidad cuenta con una estructura 
de  métodos:  termofusión  tope  –  tope,  termofusión  socket,  electrofusión  y  sistemas  mecánicos; 
ésta tecnología ha avanzado en equipos más livianos, variedad de  accesorios, técnicas sencillas, 
equipos de última gama y mayor acceso a información.  

La documentación actual que se encuentra está muy ligada a normas técnicas de procedimientos 
de ensayos  y de pruebas de evaluación a métodos de instalaciones;  ésta normatividad generara 
confiabilidad en los constructores y proporciona soporte a los productores de estas tecnologías. 

2.4.1     Instalación de tuberías a través de accesorios mecánicos.  

Este  procedimiento  consiste  en  el  uso  de  accesorios  mecánicos  que  pueden  ser  roscados, 
atornillados con el uso de bridas metálicas y accesorios de garra de tigre. 

Los accesorios roscados son de uso habitual de pequeños diámetros (hasta 110mm), pueden ser 
de  tipo  plástico  o  metálico,  cuya  restricción  para  este  dependerá  del  tipo  de  suelo  en  que  será 
instalado, y su proceso consiste básicamente en la unión de un tubo.  

El siguiente procedimiento se emplea para accesorios pequeños de acometidas domiciliarias: 

Figura 8. Instalación de tuberías a través de 

accesorios mecánicos de acometidas

.  

 

 

a)  Se  debe  cortar  el  tubo  de  forma 

perpendicular  y  realizar  un  chaflán 
conservando  1/3 del espesor. 

 
 
 

b)  Soltar 

la 

tuerca 

del 

accesorio 

controlando  una  posición  adecuada  sin 
desajustar por completo el accesorio. 

 
 
 

c)  Insertar  el  extremo  del  tubo  sin  roscar 

la  tuerca  y  empujar  el  accesorio  hasta 
que el tubo llegue al tope.  

 
 
 
 

d)  Roscar manualmente la tuerca y apretar 

con la llave adecuada.  

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19 

Ing. Johana León Castellanos 

 

 

El siguiente procedimiento se emplea para accesorios de diámetro superior a 75mm: 

Figura 9. Instalación de tuberías a través de 

accesorios mecánicos (75mm a 110mm) 

 

 

 

 
 

a)  Insertar  el  accesorios  en  la  tubería,  y 

soltar  talmente  las  partes  del  accesorio 
(la  tuerca  de  apriete,    la  mordaza  de 
tracción y el calibrador de profundidad, 
tal como se indica en la imagen).  

 
 
 
 

b)  Ajustar  el  tubo  dentro  del  accesorio 

hasta que alcance el tope.  

 
 
 
 

c)  Trasladar  el  calibrador  de  profundidad 

y  la  mordaza  de  tracción  empujando 
hasta llegar al cuerpo del accesorio.  

 
 
 
 

d) 

Apretar  la  tuerca  primero  con  la  mano 

después 

con 

una 

herramienta 

adecuada 

 

 
 

 

La  instalación  mediante  bridas  se  realiza  para  todo  diámetro  desde  50mm  hasta  1600mm,  y  es 
una unión práctica para accesorios especiales como válvulas, bombas e incluso entre tuberías de 
difícil acceso.  

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20 

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El procedimiento requiere de una termofusión del accesorio a la tubería simultáneamente con la 
instalación de la brida metálica tal como se indica en la siguiente figura: 

 

Figura 10.  Instalación mediante bridas. 

Esta  unión  mecánica  consta  de  una  termofusión  previamente  realizada  entre  la  tubería  y  un 
portaflanche  con  su  respectiva  brida  metálica.    Ésta  terminación  permite  la  conexión  con  otros 
extremos bridados de válvulas, transiciones con otras tuberías de distintos materiales.  

2.4.2   Instalación de tuberías a través de electrofusión.  

El proceso de instalación mediante electrofusión se realiza para tubos de polietileno de PE 80 o 
PE  100,  y  es  llamado  soldadura  por  electrofusión  por  fundir  completamente  los  materiales  a 
través  de  una  corriente  eléctrica  de  baja tensión  por  medio  de  espiras  metálicas  que  poseen  los 
accesorios  que  realizan  la  unión,  en  las  cuales  se  genera  un  calentamiento  que  funde  dichos 
materiales.   Este procedimiento es uno de los más seguros  

Como  primer  paso  es  necesario  contar  con  los  siguientes  elementos  antes  de  iniciar  el 
procedimiento:  

-   Máquina de soldadura por electrofusión 
-  Alineador 
-  Redondeador 
-  Rascador 

 

El procedimiento se describe a continuación: 

 

 

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

21 

Ing. Johana León Castellanos 

Figura  11.  Instalación  de  Tuberías  por  el 
Electrofusión. (De la Cruz, 2008)

 

 

 

 

 

 

a)  Como primer  paso se debe cortar la 

tubería perpendicularmente (este corte se 
puede garantizar utilizando la 
refrentadora).  
 

b)  Realizar una limpieza de los tubos de 

acuerdo a la longitud de los accesorios, 
utilizando el raspador y dejándolo libre 
de cualquier contaminación. 
 
 

c)  Se debe asegurar de que el raspado sea 

homogéneo alrededor de todo el diámetro 
y con la longitud adecuada de acuerdo a 
la distancia media del accesorio tal como 
se indica en la imagen.  
 

d)  Marcar con exactitud la distancia a la que 

quedara ubicado el manguito, con el fin 
de controlar la longitud de penetración 
del tubo.  

 

e)  Utilizar el refrentador para asegurar el 

ajuste de los tubos dentro del accesorio.  
 

f)  Asegurarse de que la salida de voltaje a la 

que se va a conectar la máquina de 
electrofusión posea el voltaje y 
frecuencia adecuada.  
 

g)  Retirar los tapes que protegen los 

terminales del manguito. 

 

h)  Conectar los cables a los terminales del 

manguito. 

 

i)  Corroborar el tiempo de fusión al que 

estará conectado el accesorio y proceder a 
programar el equipo o lectura del código 
de barras del accesorio con el fin de 
almacenar  los datos de procedimiento.  
 
 
 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

22 

Ing. Johana León Castellanos 

 

 

 

 

 
 

j)  Oprimir el botón de inicio de la máquina 

y esperar que se cumplan los tiempos de 
electrofusión de acuerdo las tablas de los 
diámetros y presión nominal de la 
tubería.   
 
 

k)  Una vez finalizado el trabajo de la 

máquina de electrofusión retirar los 
terminales  y dejar enfriar sin mover el 
accesorio.  Posteriormente retirar del 
carro alineador.  

 
 

l)  Inspeccionar visualmente la unión y 

comprobar que han salido los testigos  de 
fusión. 

 

 

2.4.3  Instalación de tuberías a través de termofusión.  

Este procedimiento de instalación se utiliza para unir tuberías de polietileno de PE 80 Y PE 100, 
para espesores de pared superiores a 3mm y tuberías de diámetro superior a 75mm.  

Es necesario contar con los siguientes elementos para proceder a la instalación: 

-   Mordazas adecuadas al diámetro a soldar. 
-   Refrentador. 
-   Placa calefactora eléctrica. 
-   Fuente de energía (red o grupo electrógeno 

 

 

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

23 

Ing. Johana León Castellanos 

Figura  12.  Instalación  de  tuberías  a  través  de 
Termofusión. (De la Cruz, 2008)

 

 

 

 

 

 

 

 

a)  Listar  todos  los  elementos  necesarios 

protegidos de la humedad.  

 
 
 
 
 
 
 
 

b)  Colocar los tubos en el carro alineador 

y  proceder  con  el  refrentador  a 
emparejar los extremos de los tubos. 

 
 
 
 
 
 

c)  Inspeccionar  la  homogeneidad  de  los 

extremos  sin  superar  un  10%  de 
desalineación,  esto  se  logra  con  el 
equipo refrentador y la corro alineador.  

 
 
 
 

d)  Verificar  la  presión  de  arrastre  del 

equipo  hidráulico  y  calcular  la  presión 
que  se  debe  aplicar  para  formar  el 
reborde,  P1  (presión  de  soldadura 
tabulada más presión de arrastre). 

 
 
 
 
 

e)  Comprobar  que  la  placa  calentadora  se 

encuentre  en  perfecto  estado  de 
teflonado  y  comprobar  la  temperatura 
de 210 ºC ± 10º C.  

 
 
 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

24 

Ing. Johana León Castellanos 

 

 

 

 

f)  Poner la placa calentadora en medio de 

los  tubos  y  proceder  a  colocar  la 
presión  P1  calculada.      Calcular  P2= 
10%  P1.  Una  vez  formado  el  primer 
reborde  reducir  la  presión  a  P2  y 
pasado  el  tiempo  de  calentamiento 
establecido  por  tabla  T2  se  procede  a 
retirar la placa.  
 

 
 
 
 
 
 

g)  Enfrentar los  extremos  de  los  tubos  un 

tiempo  máximo  de  T3  y  aumentar 
progresivamente  la  presión  desde  0 
hasta alcanzar P1 durante un tiempo T4 
y mantenerla durante un tiempo T5 

 
 
 
 
 
 
 

h)   Dejar  enfriar  la  soldadura  en  esta 

posición.    Pasado  el  tiempo  de 
enfriamiento, aflojar las  abrazaderas y 
retirar la máquina.  

 
 
 
 

El  anterior  procedimiento  se  debe  controlar  de  acuerdo  a  los  diámetros  y  presiones  nominales 
establecidas  en  tablas  que  son  suministradas  por  los  fabricantes  de  los  equipos,  estas  fases 
corresponden al siguiente diagrama: 

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

25 

Ing. Johana León Castellanos 

 

Figura 13. Proceso de Soldadura a Tope. (De la Cruz, 2008) 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

26 

Ing. Johana León Castellanos 

3  VENTAJAS Y DESVENTAJAS FRENTE A OTROS SISTEMAS 

DE INSTALACIÓN   

De  acuerdo  a  las  características  propias  del  material  expuestas  anteriormente  se  desarrolla  una 
serie de ventajas y desventajas de las tuberías de Polietileno frente a otros materiales tal como se 
ilustra en la siguiente tabla: 

 

Propiedad 

PE (Negra) 

PVC 

PP 

HORMIGON 

HIERRO 

DUCTIL  

ACERO 

Fabricación  

extrusión 

extrusión 

extrusión 

Vaciado en 

seco/ 

empaquetado / 

premezclado 

fundición 

fundición 

Almacenamiento 

Intemperie 

Cubierta 

Intemperie 

Intemperie 

Cubierta 

Cubierta 

Máx. Temperatura 

45° 

50° 

70° 

 95° 

90°  

  

Módulo de Elasticidad 
(N/mm2)            Corto 
Plazo 

800 a 1100 

3000 

1200 a 1800 

2 x 10 4 a 4 x 

10 4 

1,7 x 10 5 

2,1 x 10 

Módulo de Elasticidad 
(N/mm2)              Largo 
plazo 

130 a 160 

1750 

450 a 460 

2 x 10 4 a 4 x 

10 4 

1,7 x 10 5 

2,1 x 10 

Alargamiento a la 
rotura 

> 350 

≥ 80 

-  

-  

5 a 10 

10 a 24 

Densidad (g/cm 3) 

0,93 a 0,96 

1,35 a 

1,46 

 - 

2,3 

7,15 

7,85 

Coeficiente de 
Rugosidad 

150 

150 

 - 

128 

130 

130 

Fácil transporte 

Si 

Si 

Si 

No 

No 

No 

Fácil montaje 

Si 

Si 

Si 

No 

No 

No 

Resistencia a suelos y 
agentes agresivos 

Alto 

Alto 

Alto 

Medio 

Bajo 

Bajo 

Sedimentos 

Nulo 

Nulo 

Nulo 

 - 

-  

-  

Incrustaciones 

No 

 - 

 - 

 - 

 - 

 - 

Costos de 
Mantenimiento 

Bajo  

Bajo  

Bajo  

Alto  

Alto  

Alto  

Sistemas de unión  

Termofusión 

Electrofusión 

Mecánico  

Espigo-

Campana  

Termofusión 

Electrofusión  

-  

-  

-  

Tabla No. 8  Comparativo con otros materiales 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

27 

Ing. Johana León Castellanos 

4  METODOLOGIA  PARA  ANALISIS  Y  REDUCCION  DE 

RIESGOS  EN  SISTEMAS  CONSTRUCTIVOS  DE  TUBERIAS 
EN  POLIETILENO  DE  ALTA  DENSIDAD  EN  REDES  DE 
ACUEDUCTO.  

La  metodología  empleada  se  basa  en  la  técnica  Hazop  –  Hazan  (Trevor,  2009),  utilizada  para 
cuantificar  los  riesgos  de  acuerdo  a  los  eventos  que  intervinieron  durante  la  instalación  del 
proyecto.   

Pasos:  

a.  Selección  de  todos  los  posibles  eventos  que  tengan  mayor  influencia  o  el  mayor 

porcentaje de riesgo: 
 
Los  eventos  se  determinarán  de  acuerdo  a  los  riesgos  hallados  tanto  para  las  tuberías 
como los riesgos operacionales y tomando los de mayor impacto para todo el sistema de 
instalación. 
 

b.  Cuantificación de la probabilidad que se produzca de cada evento.  

La probabilidad de ocurrencia está dada por: 
                                             
                                                   P = H x V 
Donde: 
 
P = Probabilidad de Ocurrencia de la Situación de Riesgo 
 
H  =  Probabilidad  de  Ocurrencia  del  Evento  Independiente  (  es  la  probabilidad  de 
ocurrencia de  un evento sin considerar la sucesión de eventos que pueda generar). Para su 
hallazgo  se  hace  necesario  conocer  información  sobre  los  fenomenos  que  afecten  el 
proyecto.  
 
V = Factor de Vulnerabildiad ( es la capacidad de respuesta de las estructura involucrada; 
este factor no mide la magnitud ni sus consecuencias). 
 

 

Para efectos de cálculo se estima una escala  de 1 a 5 para el factor de vulnerabilidad; ésta 
escala está dada por la máxima o mínima vulnerabilidad del sistema respectivamente.  
  
De  igual  forma  se  define  una  escala  para  el  valor  de  probabilidad  de  ocurrencia  en  la 
escala de 1  a 100. 
 

c.  Estimación de las consecuencias de cada evento riesgoso después de producirse. 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

28 

Ing. Johana León Castellanos 

 

Las consecuencias de los eventos simbolizan la gravedad provocada,  en éste análisis se 

 

enfoca en  4 clases de consecuencias que son: el impacto al medio ambiente, a la 

 

intranquilidad de la gente, las consecuencias legales y el impacto a la salud. 

d.  Clasificación  de  los  riesgos  en  alto,  moderado  y  bajo  de  acuerdo  a  la    combinación  de 

consecuencia y probabilidad.  

 

Los riegos se podrán clasificar de acuerdo al resultado de la probabilidad de ocurrencia: 

 

altos, moderados y bajos.  

 

Tabla No. 9   Probabilidad de ocurrencia de una situación de riesgo. 

 

Donde: 

-   Alto (H) Eventos con una alta probabilidad de ocurrencia y alta consecuencia, y para 

los cuales se adoptarán medidas mitigantes para el diseño y construcción del sistema. 
 

-   Moderado  (M)  Eventos  en  el  rango  medio  de  probabilidad  de  ocurrencia  y 

consecuencia,  y  para  los  cuales  se  adoptarán  medidas  mitigantes  para  disminuir  el 
perfil del riesgo. 

 

-   Bajo  (L)  Eventos  con  una  baja  hasta  moderada  probabilidad  de  ocurrencia  y 

consecuencia, para los cuales no son necesarias acciones en este momento. 

 

e.  Definición de planes de acción para disminuir la posibilidad de ocurrencia.  

Posteriormente  a  realizar  una evaluación de  los  riesgos  se  procede  a  realizar  un  plan  de  acción 
con  el  fin  de  mejorar  los  controles  de  riesgos  y  sobre  todo  presentar  buenas  prácticas  de  lo 
anteriormente citado con el fin de que se apliquen durante los procedimientos.  

Las medidas de acción deben tener en cuenta que originan los riegos, mejorar las condiciones del 
trabajador frente a las situaciones de riesgo, preparación correcta de los trabajadores que operan y 
manipulan equipos de instalación y atenuar las prácticas repetitivas con el fin de reducir efectos 
en la salud.  

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29 

Ing. Johana León Castellanos 

5  DETERMINACION  DE  RIESGOS  EN  LA  TUBERIA  DE  PE 

INSTALADA  EN  SAN  PEDRO  DE  LOS  MILAGROS  - 
ANTIOQUIA  

 

5.1  Propiedades del caso a evaluar  

El siguiente análisis se desarrollará para el caso puntual de una red de acueducto instalada en San 
Pedro de Los Milagros en el Departamento de Antioquia – Colombia.   

 

Figura 14.  Localización caso de análisis: San Pedro de los Milagros  

 

La  red  de  acueducto  en  análisis  trata  de  la  línea  de  aducción  de  agua  cruda  desde  la  obra  de 
captación    de  un  efluente  del  Río  Cauca    hasta  la  planta  de  tratamiento  de  la  Empresa  de 
Servicios  Públicos  del  Municipio,  compuesta  por  tubería,  accesorios  y  demás  elementos  de  la 
Red.      La  tipología  del  terreno  es  ondulada  y  escarpada  por  lo  que  durante  la  instalación  se 
atravesó  por  cambios  bruscos  de  pendiente  y  accesos  difíciles,  a  continuación  se  describen  las 
características principales del sistema:  

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

30 

Ing. Johana León Castellanos 

Ítem 

Descripción 

 Tipo de Tubería 

 Polietileno de alta densidad (PEAD) PE 100 RDE 17 
PN 10 bares 

 Longitud 

 2.5 km 

 Diámetro 

 315mm (14”) 

 Proceso de Instalación   Termofusión  
 Accesorios 

 Portaflanches y bridas para los empalmes a válvulas 

 Terreno  

Escarpado  

Duración 

3 Meses 

 Personal  
 

Ingeniero Residente (1) - Cuadrilla (2x4) 
Asesor Técnico de Termofusión (1)  

Tabla No. 10  Características del caso en análisis 

Los siguientes apartes enfocarán principalmente a la evaluación de riesgos en los que las tuberías 
y el personal de operación pueden estar expuestos ante posibles escenarios en los que se instaló la 
red  de  acueducto.      Lo  anterior  con  el  fin  de  identificar  daños  y  reducir  los  riesgos  que 
representan  pérdidas  económicas  y  humanas  de  las  partes  involucradas,  iniciando  con  la 
evaluación de los riegos del proceso de instalación que permitirán identificar los riesgos del área 
operacional. 

 

5.2  Registro fotográfico  

 

 

Figura 15. Registro fotográfico de instalación  

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

31 

Ing. Johana León Castellanos 

 

 

Figura 16. Registro fotográfico de instalación  

 

 

 

 

Figura 17. Registro fotográfico de instalación  

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

32 

Ing. Johana León Castellanos 

 

5.3  Evaluación de Riesgo de la Tubería 

En  referencia  a  la  instalación  de  los  sistemas  de  tuberías  se  ha  identificado  riegos  que  han 
complementado los procesos constructivos a través de manuales que estandarizan los pasos con el 
único objetivo de que éstos no ocurran. 

A  continuación  se enuncian  los  riesgos  de  tubería  identificados  durante la instalación  a  los  que 
estuvieron expuestos en la aducción de San Pedro de los Milagros: 

a.   Daños Mecánico:   

 
Éste  daño  se  presenta  cuando  las  tuberías  han  sido  sometidas  mecánicamente  a  un 
esfuerzo que sobrepasa las características de la materia prima.  El polietileno a pesar de 
estar compuesto de un material viscoeslástico que le permite deformarse frente a distintas 
cargas  a  las  que  podría  exponerse  y  recuperarse.    Si  la  carga  a  la  que  ha  sido  sometida 
sobrepasa sus características mecánicas saldrá de su rango elástico y convertirá el daño en 
permanente o irreversible. Por ejemplo un golpe producido por maquinaria pesada durante 
excavación  o  una  sobrepresión  por  mala  escogencia  del  RDE  (Relación  Diámetro 
Espesor) de la tubería.  
 
 

b.  Daño Químico: 

 
Cuando  las  tuberías  han  sido  expuestas  a  condiciones  de  terreno  contaminadas  con 
derivados de petróleo, se corre gran riesgo de corrosión. Por lo demás como suelos ácidos 
con  bajo  nivel  de  PH  o  altos  contenidos  de  sulfatos  no  presenta  daños  en  su  estructura 
externa.  
 
En  la  siguiente  tabla  se  muestra  el  comportamiento  de  las  tuberías  PEAD    frente  a 
distintas sustancias químicas: 
 
 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

33 

Ing. Johana León Castellanos 

 

Tabla No. 11 Comportamiento de las Tuberías de Polietileno frente a sustancias químicas.  

 

c.  Daño por condiciones ambientales: 

 
Cuando  la  tubería  ha  sido  expuesta  a  la  intemperie  y  se  ve  enfrentada  a  los  cambios  de 
temperatura y es expuesta directamente a los rayos ultra violeta y al oxigeno del aire.  
 

d.   Perdida de estabilidad en el terreno: 

 
Cuando  el  terreno  en  el  que  ha  sido  instalada  la  tubería  se  ve  sometida  a  movimiento 
telúricos,  inundaciones  y  deslizamientos.    En  este  caso  las  tuberías  instaladas  con 
accesorios mecánicos son las más expuestas a estos daños  a comparación de los sistemas  
por termofusión o electrofusión explicados en el capítulo 2.2. 
 

e.   Daño por materia prima y proceso de extrusión de las tuberías: 

 
Cuando las tuberías son extruidas bajo procesos sin control de calidad de materia prima y 
de producto terminado.  
 

f.   Daño intencional: 

 
Este daño ocurre cuando terceras personas ajenas a las obras de instalación u operación de 
las tuberías las afectan directamente mediante golpes, perforaciones, derivaciones y otros.    

 

 

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Polietileno en Redes de Acueducto.

 

 

 

34 

Ing. Johana León Castellanos 

5.4  Evaluación de Riesgo Operacional 

 

La  siguiente  determinación  de  riesgos  está  basada  en  el  análisis  de  los  procesos 
constructivos    y  los  posibles  eventos  que  se  pudieron  dar  afectando  la  vida  de  los  seres 
humanos y el medio ambiente. 

a.   Inadecuada elaboración de diseños: ocurre cuando  los proyectos son contemplados desde 

su  inicio  erróneamente,  sin  cálculos  ni  planos  correctos  y  posteriores  errores  durante  la 
construcción por la falta de detalles.  
 

b.    Falta  de  preparación  del  operador  durante  la  instalación:  esto  ocurre  cuando  no  ha 

recibido una adecuada capacitación de manipulación de los equipos de termofusión  y de 
electrofusión.  
 

c.   Destreza  del  operador:  cuando  las  redes  han  sido  instaladas  y  durante  su  operación 

requiere  de  un  mantenimiento  el  cual  no  es  aún  aprendido  o  instruido  por  una  persona 
conocedora.  
 

d.  Falta de conocimiento de los materiales: este caso ocurre cuando el operario no posee la 

suficiente  comprensión  de  lo  materia  prima  con  que  fueron  fabricados  los  accesorios  y 
tuberías.  
 

e.  Fenómenos naturales: movimientos de tierra por deslizamientos que colocan en peligro la 

vida de los seres humanos y éstos pueden ocurrir durante la instalación y operación de los 
sistemas.   
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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35 

Ing. Johana León Castellanos 

5.5  Eventos de Mayor Influencia 

Los  siguientes  eventos  se  obtuvieron  de  la  observación  del  terreno  y  las  características  propias 
del caso en análisis:  

EVENTOS 

Daño mecánico en tubería sobrepasar los radios de curvatura máxima. 

Defectos en fabricación de las tuberías por bajo control de calidad.  

Falla geológica del Terreno. 

Intervención de terceros por golpes, derivaciones y ralladuras.  

Lluvias  que  afectan  las  condiciones  de  humedad  de  las  tuberías  para  las 
termofusiones.  

Fallas  de  diseño  en  niveles  de  profundidad  que  no  corresponden  a la topografía 
real del terreno.  

Fallas operacionales por falta de adiestramiento en manipulación de equipos. 

Tabla No. 12  Eventos de Mayor Influencia 

 

5.6  Cuantificación de la Probabilidad 

Esta  calificación  permite  evaluar  los  riesgos  a  los  que  el  proyectos  se  sometió  durante  su 
instalación: 

Categoría de 

Probabilidad 

Definición Cualitativa 

Definición Cuantitativa 

Existe una alta probabilidad de ocurrencia del  
evento durante la vida útil del proyecto. 

> 10%, importante 

El evento podría producirse esporádicamente. 
Podría haber eventos aislados. 

5%-10%, significativo 

Existe una razonable probabilidad de que se 
produzca el evento en algún punto. 

1%-5%, moderado 

Es poco probable que se produzca el evento en 
algún punto. 

0,1-1,0%, bajo 

Es casi imposible que se produzca el evento 

< 0,1%, insignificante 

Tabla No. 13  Definición Cualitativa y Cuantitativa de las Probabilidades 

 

 

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36 

Ing. Johana León Castellanos 

 

EVENTOS 

PROBABILIDAD 

Daño  mecánico  en  tubería  sobrepasar  los  radios  de 
curvatura máxima. 

Defectos en fabricación de las tuberías por bajo control de 
calidad.  

Falla geológica del Terreno. 

Intervención  de  terceros  por  golpes,  derivaciones  y 
ralladuras.  

Lluvias  que  afectan  las  condiciones  de  humedad  de  las 
tuberías para las termofusiones.  

Fallas  de  diseño  en  niveles  de  profundidad  que  no 
corresponden a la topografía real del terreno.  

Fallas  operacionales  por  falta  de  adiestramiento  en 
manipulación de equipos. 

Tabla No. 14  Probabilidad de Ocurrencia de los Eventos 

5.7  Cuantificación de la Vulnerabilidad 

Los valores asignados a cada evento son el resultado de una evaluación donde la escala de 1 a 5 
corresponde  a  máxima  y  mínimo  factor  de  vulnerabilidad,  para  efecto  del  caso  en  análisis  se 
estimaron valores dados por la experiencia del equipo técnico del proyecto: 

EVENTOS 

FACTOR 

DE 

VULNERABILIDAD 

Daño  mecánico  en  tubería  sobrepasar  los  radios  de 
curvatura máxima. 

Defectos en fabricación de las tuberías por bajo control de 
calidad.  

Falla geológica del Terreno. 

Intervención  de  terceros  por  golpes,  derivaciones  y 
ralladuras.  

Lluvias  que  afectan  las  condiciones  de  humedad  de  las 
tuberías para las termofusiones.  

Fallas  de  diseño  en  niveles  de  profundidad  que  no 
corresponden a la topografía real del terreno.  

Fallas  operacionales  por  falta  de  adiestramiento  en 
manipulación de equipos. 

Tabla No.15 Cuantificación de la Vulnerabilidad de cada Evento 

 

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37 

Ing. Johana León Castellanos 

 

 

5.8  Estimación de consecuencias 

  

Consecuencia 

 
 

Evento 

Impacto al 

medio 

ambiente 

Tranquilidad 

de la gente 

Consecuencias 

Legales 

Impacto a la 

salud 

Daño 

Mecánico 

en 

Tubería 

Si 

Si 

Si 

No 

Defectos en fabricación 
de las tuberías 

No 

Si 

Si 

Si 

Falla 

geológica 

del 

Terreno 

Si 

Si 

Si 

No 

Intervención 

de 

Terceros  

No 

Si 

Si 

Si 

Lluvias 

No 

Si 

No 

No 

Fallas de Diseño 

Si 

Si 

Si 

No 

Fallas 

operacionales 

por 

falta 

de 

adiestramiento 

en 

manipulación 

de 

equipos 

No 

No 

No 

Si 

Tabla No. 16  Estimación de consecuencias 

5.9  Clasificación de los Riesgos  

De  cada  evento  evaluado  se  procede  a  determinar  el  riesgo  y  clasificarlo  de  acuerdo  a  la 
probabilidad de ocurrencia así: 

 

 

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38 

Ing. Johana León Castellanos 

Evento 

Riesgo 

Daño  mecánico  en  tubería  sobrepasar  los 
radios de curvatura máxima. 

Daño  permanente  e  irreversible  en  la  tubería, 
posible punto de falla y rotura.  

Defectos  en  fabricación  de  las  tuberías  por 
bajo control de calidad.  

Rotura por presión mayor a la de diseño  de la 
tubería.  

Falla geológica del Terreno. 

Elongación de la tubería.  

Intervención 

de 

terceros 

por 

golpes, 

derivaciones y ralladuras.  

Fugas en el Sistema 

Lluvias  que  afectan  las  condiciones  de 
humedad 

de 

las 

tuberías 

para 

las 

termofusiones.  

Defectuosa termofusión.  

Fallas de diseño en niveles de profundidad que 
no  corresponden  a  la  topografía  real  del 
terreno.  

Rotura por capacidad de presión. 

Fallas 

operacionales 

por 

falta 

de 

adiestramiento en manipulación de equipos. 

Lesiones  en  el  operador  (quemaduras)/  errada 
instalación. 

Tabla No. 17  Determinación de riesgos 

Riesgo 

Categoría de Probabilidad 

Daño permanente e irreversible en la tubería, posible punto 
de falla y rotura.  

Rotura por presión mayor a la de diseño de la tubería.  

Elongación de la tubería.  

Fugas en el Sistema 

Defectuosa termofusión.  

Rotura por capacidad de presión. 

Lesiones en el operador (quemaduras)/ errada instalación. 

Tabla No. 18 Clasificación de riesgos de acuerdo a la probabilidad 

 

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39 

Ing. Johana León Castellanos 

-  Alto (H) Eventos con una alta probabilidad de ocurrencia y alta consecuencia, y para 

los cuales se adoptarán medidas mitigantes para el diseño y construcción del sistema. 

-  Moderado  (M)  Eventos  en  el  rango  medio  de  probabilidad  de  ocurrencia  y 

consecuencia,  y  para  los  cuales  se  adoptarán  medidas  mitigantes  para  disminuir  el 
perfil del riesgo. 

-  Bajo  (L)  Eventos  con  una  baja  hasta  moderada  probabilidad  de  ocurrencia  y 

consecuencia, para los cuales no son necesarias acciones en este momento. 

 

5.10 Planes de acción para el caso en estudio 

Para este caso específico de San Pedro de los milagros se presentaron varios factores que fueron 
de  gran  impacto  y  que  a  pesar  de  existir  eventos  que  podrían  generar  riesgos,    estos  se 
controlaron de forma adecuada.  

Para evitar los daños mecánicos fue de gran utilidad la capacitación que otorgó el proveedor de la 
tubería, facilitando información del material: su instalación, los anchos de zanja recomendados, 
profundidades y demás aspectos técnicos que fueron aplicados y generaron practicidad durante la 
instalación.  

Otro  aspecto  relevante  es  que  durante  la  instalación  y  las  pruebas  hidrostáticas  no  se  sufrió  de 
ninguna  sobrepresión  que  pudiera  sobrepasar  las  presiones  nominales  de  las  tuberías  escogidas 
por el diseñador.   

La  elongación  de  la  tubería  se  presentó  en  varios  tramos  a  lo  largo  de  todo  el  proyecto  sin 
embargo  éste  no  sobrepaso  los  límites,  permitiendo  una  instalación  que  se  adaptara  al  terreno, 
esto  fue  acorde  con  tipo  de  material  pues  ningún  otro  tiene  esta  capacidad  de  instalarse  en  la 
intemperie y acomodarse a la topografía tal como si lo consiguió el polietileno.  

La  inducción  adecuada  acerca  de  la  operación  de  los  equipos  fue  primordial  al  momento  de 
realizar  las  termofusiones,  además  de  evitar  cualquier  evento  de  lluvia  bajo  protección  de  las 
tuberías,  el  equipo  y  el  operador.  Por  lo  anterior  se  recomienda  el  uso  constante  de 
capacitaciones. 

Para  las  zonas  de  deslizamientos  se  identificarán  y  se  prestará  mayor  atención  en  una  futura 
inspección  y  en  lo  necesario  se  reforzará  el  terreno  suministrando  mayor  soporte  estructural  al 
terreno.  

 
 
 
 
 
 

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40 

Ing. Johana León Castellanos 

6  NORMAS TÉCNICAS 

Existen  normas internacionales  que  se  han  ajustado  a  cada  país  de  acuerdo a  sus necesidades  y 
aplicables  a  tuberías,  accesorios,  procedimientos  de  fabricación,  procedimientos  de  instalación 
entre otros.  

-   ISO  4427:  1996    /  NTC  4585,  Tubos  de  Polietileno  para  distribución  de  agua.  

Especificaciones Técnicas: 

Esta norma específica las propiedades exigidas a los tubos fabricados en polietileno (PE) usadas 
para  redes  de  distribución,  suministro  de  agua  y  acometidas  exteriores  e  interiores  de  las 
edificaciones, además especifica algunas propiedades generales del material de fabricación de los 
tubos e incluye una clasificación.  

-  NTC 3742, Práctica normalizada para instalación subterránea de tubos termoplásticos 

de presión: 

Esta  norma  comprende  procedimientos  y  especificaciones  para  instalaciones  subterráneas  de 
tuberías  termoplásticas,  dependiendo  al  detalle  procedimientos  según  el  material,  el  tamaño, 
espesor de las paredes, tipo de suelo y uso.  

 

-  Resolución Número 1166 del 20 de Junio de 2006 

Esta  resolución  señala  los  requisitos  técnicos  que  deben  cumplir  los  tubos  de  acueducto, 
alcantarillado,  los  de  uso  sanitario  y  los  de  aguas  lluvias  y  sus  accesorios  que  adquieran  las 
personas prestadoras de los servicios de acueducto y alcantarillado.  

-   ASTM  F2164:2002/  NTC  5560,  Método  de  ensayo  para  la  detención  de  fugas  en 

campo de sistemas de tuberías a presión de polietileno usando presión hidrostática: 

Esta norma presenta un procedimiento del ensayo para obtención de fugas, información sobre los 
aparatos  o  instrumentos  a  utilizar,  la  seguridad,  la  preparación  y  puesta  en  marcha.    El  fin  del 
ensayo es descubrir y corregir las fugas que se presenten antes de que el sistema opere.  

 

 

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41 

Ing. Johana León Castellanos 

7  CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 

a.   Es necesario la escogencia adecuada del RDE y PN de las tuberías durante el diseño de la 

red, ya que ésta debe soportar sobrepresiones superiores a las de flujo normal, es decir que 
hayan  sido  fabricadas  con  factores  de  seguridad  que  admitan  un  rango  de  seguridad 
durante su operación que no afecte la vida útil de la misma.   
 

b.  Es importante conocer el terreno en el que se va a instalar el proyecto, definir una correcta 

ruta  o  trazado  adecuado  que  no  involucre  terrenos  de  posible  eventos  naturales  o 
siniestros. 
 

c.  Capacitación de los operadores con respecto a materiales a utilizar durante las obras hace 

parte fundamental de la instalación de la tubería de polietileno.  
 

d.  Es  necesario  contar  con  programas  de  seguridad  que  contribuyan  a  los  correctos 

procedimientos de las instalaciones de las tuberías.  
 

e.  Acertar  en  el  tipo  de  material  que  se  emplee  en  el  diseño  es  pieza  clave  durante  la 

construcción facilitando la instalación y demás programación de la obra.  
 

f.  Se conoció y se profundizó en los procesos constructivos de las tuberías de polietileno.  

 

g.  Se identificaron riesgos en la instalación de la tubería de polietileno en el proyecto de la 

línea de aducción de San Pedro de Los Milagros en Antioquia.  
 

h.  Se  identificaron  los  eventos  más  vulnerables  a  los  que  está  expuesta  la  tubería  de 

polietileno en el caso específico de análisis.  
 

i.  Se conocieron las propiedades de las tuberías de polietileno frente a otros materiales.  

 

j.  Para el caso en análisis de la instalación de la aducción de San Pedro de los Milagros  se 

identificaron que los riesgos que generan mayor impacto son la elongación de la tubería y 
la maniobra de los operadores.  
 

k.  Los  eventos  de  menor  riesgo  identificados  fueron  los  daños  mecánicos  y  fallas  por 

fabricación de la tubería.  
 

l.  Se afianzó el conocimiento de  las prácticas de la instalación de las tuberías, fortaleciendo 

las  bases  del  ejercicio  profesional  en  asesoría  técnica  de  instalación  de  tuberías  en 
polietileno.  
 
 
 
 

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42 

Ing. Johana León Castellanos 

8  BIBLIOGRAFÍA 

-   ASOCIACION  ESPAÑOLA  DE  FABRICANTES  DE  TUBOS  Y  ACCESORIOS 

PLASTICOS,  Las  Tuberías  Plásticas  y  el  Desarrollo  Sostenible.  Informe  Técnico. 
Madrid: Asetub, 2009. 12p. 

-  ASOCIACION  ESPAÑOLA  DE  FABRICANTES  DE  TUBOS  Y  ACCESORIOS 

PLASTICOS,  PVC  y  el  Agua,  Sistema  de  Tuberías  de  PVC.  Manual  Técnico.  Madrid: 
Asetub, 2009. 6p. 

-  ASOCIACION  ESPAÑOLA  DE  FABRICANTES  DE  TUBOS  Y  ACCESORIOS 

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