Los tubos cilíndricos de hormigón pretensado (PCCP) se componen de un núcleo de hormigón, un cilindro fino de acero, alambres de pretensado de alta resistencia y un revestimiento de mortero. El núcleo de hormigón es el principal componente estructural que soporta la carga, mientras que el cilindro de acero actúa como barrera de agua entre las capas de hormigón, los alambres de pretensado producen una presión de compresión uniforme en el núcleo que compensa las tensiones de tracción en la tubería, y el revestimiento de mortero protege los alambres de pretensado de los daños físicos y la corrosión externa.
Los tubos cilíndricos de hormigón pretensado (PCCP) se fabricaron por primera vez en 1942 como tubos cilíndricos revestidos. El alambre de pretensado en el tubo cilíndrico revestido se envuelve directamente alrededor del cilindro de acero. En 1952 se desarrolló un segundo tipo de PCCP que tiene un revestimiento de hormigón del cilindro de acero en ambos lados. Conocido como tubo cilíndrico empotrado, se diferencia del tubo cilíndrico revestido por el encapsulamiento de su cilindro de acero en un núcleo de hormigón. Por lo tanto, el alambre de pretensado se enrolla alrededor del núcleo de hormigón en lugar del cilindro de acero, como en los tubos cilíndricos revestidos. Los diámetros típicos de las tuberías cilíndricas revestidas y empotradas oscilan entre 16 y 60 pulgadas y 30 y 256 pulgadas, respectivamente.
Las normas de diseño y fabricación de PCCC se han ido desarrollando gradualmente desde 1942, con la primera norma para PCCP aprobada por la American Water Works Association (AWWA) en 1949. La norma AWWA C301 para tuberías de presión de hormigón pretensado, tipo cilindro de acero, para agua y otros líquidos (AWWA C301) fue revisada en múltiples ocasiones, siendo la última revisión en 2007. En 1992, la AWWA creó una nueva norma para el diseño y la fabricación de PCCP definida como la norma AWWA C304 para el diseño de tuberías cilíndricas de hormigón pretensado (AWWA C304).
Los requisitos iniciales de diseño estructural para la fabricación de PCCP tendían a ser conservadores con altos factores de seguridad. Sin embargo, a medida que aumentó la experiencia en el uso de esta tubería compuesta y la comprensión del comportamiento del PCCP, junto con los avances en las ciencias de los materiales, se realizaron cambios en el diseño estructural del PCCP para reducir el coste de fabricación. El aumento de la resistencia a la tracción del alambre durante la fabricación a finales de los años 60 y principios de los 70 redujo la cantidad de alambre de acero de pretensado y permitió el uso de alambres de menor diámetro, lo que dio lugar a lo que parecía ser un diseño más eficiente y una fabricación más económica. Estas prácticas culminaron en la década de 1970, cuando se implementaron en el proceso de fabricación tuberías que utilizaban alambre de clase IV y otras medidas de ahorro.
Las tuberías de esta época comenzaron a experimentar un alto índice de fallos prematuros. Posteriormente, las normas de ingeniería para el PCCP comenzaron a mejorar, lo que dio lugar a una mejora de las normas para el PCCP. Las principales revisiones en las normas, el diseño y la fabricación del PCCP consisten en cambios en el diámetro máximo del PCCP, la calidad (resistencia) del hormigón, el grosor del cilindro de acero, las normas del alambre de pretensado (diámetro del alambre, tensión de envoltura, espaciado, etc.) y el grosor del revestimiento de mortero.
En los últimos años, una serie de mejoras significativas en el proceso de fabricación de PCCP y los procedimientos de control de calidad se han llevado a cabo por la Asociación Americana de Tubos de Presión de Hormigón (ACPPA) y la industria que está representada a través:
- Un fuerte enfoque en el control de calidad y el desarrollo de la tecnología;
- Un programa de auditoría de cumplimiento y certificación de referencia en la industria del agua;
- El desarrollo de normas rigurosas;
El resultado en las normas revisadas proporciona un material de tubería que diseñado y fabricado mucho mejor que el PCCP producido en cualquier momento durante sus 50 años de historia.
El PCCP tiene el menor índice de rotura de tuberías por cada 100 km que cualquier otro material de tuberías (Prosser, 1996).
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