Un enfoque novedoso para determinar la tensión en las tuberías enterradas

09/07/2018
    Todas las tuberías enterradas se ven afectadas por la carga provocada por el peso de la tierra sedimentada. Cuando las tuberías atraviesan vías férreas, carreteras, aparcamientos o terrenos en obras, deben soportar además la carga móvil de vehículos terrestres. La carga superficial provoca que las paredes de las tuberías se comben, lo que genera tensión circunferencial y longitudinal.
    La regulación actual establece unos límites máximos de tensión circunferencial, longitudinal y biaxial para las tuberías enterradas. En los trabajos de Spangler realizados en los años 40 se estiman las tensiones y deformaciones de las tuberías sometidas a cargas superficiales, si bien, desde entonces, se han desarrollado numerosos modelos.
     
    La norma API RP 1102 ofrece orientación para el diseño de las tuberías que atraviesan vías férreas y carreteras. Esta práctica recomendada menciona el modelo de Cornell, que se basaba únicamente en experimentos realizados con tuberías perforadas que atravesaban vías férreas y carreteras en ángulo casi recto. La distribución de la carga móvil se limita a la presión propia de las ruedas de los vagones de ferrocarril y los vehículos de carretera. Otros modelos se centran exclusivamente en la tensión circunferencial soportada por la tubería.
     
    La finalidad del presente artículo es analizar un nuevo método para determinar la tensión en las tuberías enterradas bajo cargas superficiales, independientemente del tipo de vehículo o maquinaria, o de su posición respecto de la tubería.
     
    Este artículo establece una comparación entre diferentes enfoques de evaluación y plantea que el enfoque de Kiefner proporciona estimaciones conservadoras en la mayor parte de los casos y en más casos que la norma API RP 1102. El enfoque desarrollado por Kiefner sirve de herramienta universal para evaluar una gama más amplia de parámetros, en comparación con la norma API RP 1102, que fue desarrollada sobre la base de criterios más específicos y de una gama de parámetros de entrada más limitada.
     
    En resumen, en este artículo se presenta el enfoque de Kiefner para estimar la tensión de las tuberías enterradas bajo cargas superficiales, teniendo en cuenta tanto la tensión circunferencial como la longitudinal resultantes de las cargas superficiales. Este enfoque también representa el efecto de rigidez de la presión interna y el apoyo proporcionado por el terreno alrededor de la tubería. El nuevo enfoque es una herramienta universal que puede manejar una amplia gama de situaciones de carga y que demuestra un rendimiento superior cuando se compara con la norma API RP 1102.
     
    Puede consultarse el artículo íntegro aquí