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1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA

TIPO DE TUBERÍAS, ACCESORIOS, VÁLVULAS Y BOMBAS.

REALIZADO POR: Kathy Basantes Cabezas

DOCENTE: Ing. Nelson Patiño

SEMESTRE: Quinto “A”

18/05/2017

ÍNDICE INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 3 1.

TEMA: .................................................................................................................. 4

2.

OBJETIVOS ......................................................................................................... 4 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................ 4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................... 4

3.

MARCO TEÓRICO .............................................................................................. 4 TUBERÍA ................................................................................................................. 4 Tubería de PVC ..................................................................................................... 4 Flexible de metal o plástico ................................................................................... 7 Tubería de hierro galvanizado ............................................................................... 8 Tubos de hierro fundido ........................................................................................ 9 Tubos de fibrocemento ........................................................................................ 11 Tubos de hormigón ............................................................................................. 12 Tubos de polietileno ............................................................................................ 13

ACCESORIOS........................................................................................................ 15 Codos .................................................................................................................. 15 Características ..................................................................................................... 15 Tes ...................................................................................................................... 15 Características: .................................................................................................... 16 Bridas.................................................................................................................. 16 Disco ciego. ........................................................................................................ 16 Tapones. .............................................................................................................. 16 Accesorios de cobre. ........................................................................................... 17 Accesorios de Acero Galvanizado ....................................................................... 19 Fibrocemento ...................................................................................................... 20 VÁLVULAS ........................................................................................................... 20 BOMBAS ............................................................................................................... 23 Tipos de bombas. ................................................................................................ 23 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 26

2

INTRODUCCIÓN 3

En el presente tema se menciona los tipos de tuberías comerciales con sus respectivos accesorios, también se tratará las principales válvulas y bombas que comúnmente suelen utilizarse para las instalaciones hidráulicas en los hogares como en otro tipo de construcción civil. El flujo de agua en tuberías, tiene una inmensa significación práctica en ingeniería civil. El agua es conducida normalmente desde su fuente en tuberías de presión hasta la planta de tratamiento, luego sale al sistema de distribución y finalmente llega al consumidor. Las aguas superficiales provenientes de lluvias y aguas servidas, son conducidas por ductos cerrados, generalmente a gravedad a las plantas de tratamiento de aguas residuales, desde las cuales son descargadas al río o al mar. Sorprendentemente una teoría comprensible del flujo de fluidos en tuberías, no fue desarrollada hasta fines de la década de los 30, y métodos específicos para diseñar y evaluar caudales, presiones y pérdidas de carga, no apareció hasta 1958. Hasta que esas herramientas de diseño estuvieron disponibles, diseños eficientes de sistemas de tuberías no fueron posibles.

1. TEMA:  Tipo de tuberías, accesorios, válvulas y bombas 2. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL



Realizar una investigación bibliográfica acerca de los topos de tuberías, accesorios, válvulas y bombas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS



Describir las ventajas de cada tipo de tuberías.



Realizar una tabla de las presiones y dimensiones de fricción de las tuberías.

3. MARCO TEÓRICO

TUBERÍA La tubería o cañería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros

fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Las tuberías pueden clasificarse según el material del cual están hechos: Tubería de PVC El PVC es un material termoplástico, es decir, que se reblandece por efecto del calor. El empleo de estas tuberías ha alcanzado una amplia difusión en cualquier tipo de red de distribución de agua debida principalmente a su bajo coste y su gran resistencia, a su

ligera y facilidad de acoplamiento, con lo que simplifica el montaje. (Universidad Tecnica Agricola de ciudad Real, 2013)

4

Ventajas:  Fácil Instalación: Son ligeras en peso. Las paredes interiores de estos tubos son lisas. Para cortarlas no se requieren herramientas especiales.  Resistencia a la corrosión: Son materiales inertes y se caracterizan por su alta resistencia a la corrosión, a los ataques químicos debido a soluciones salinas,

ácidos, alcoholes, y muchos otros químicos. Estas tuberías no trasmiten ningún sabor u olor ni reaccionan con los fluidos que conduce.  Resistencia mecánica: Son elásticas y durables. Tienen una aceptable resistencia

a la tracción y al impacto. Estas tuberías están capacitadas para soportar presiones altas por períodos largos. Su temperatura Máxima de servicio es 140 °f (60 °C).

 Resistencia al fuego: Es un material auto extinguible y no son combustibles.  Resistencia a la Corrosión externa: La humedad, las aguas salinas, la intemperie, o las condiciones subterráneas no afectan para nada el PVC. Los arañazos o abrasiones externas de la superficie no son puntos vulnerables a los ataques corrosivos.  Inmunidad al Ataque Galvánico o Electrolítico: Son inmunes a la acción galvánica o electrolítica. Estas tuberías pueden ser utilizadas enterradas, bajo el agua, en presencia de metales y pueden ser conectadas a metales.  Conductividad Térmica baja: Tienen un menor factor de conductividad térmica que sus contrapartes metálicas, por lo tanto los fluidos conducidos mantienen una temperatura más constante.  Bajos Costos de Instalación: Al ser sumamente ligeras en peso, las hace que sea más manejable, flexible, y fácil de instalar. Éstas características inciden en los bajos

costos

de

instalación

convencionales. (Sinha, 2014)

comparadas

con

las

tuberías

metálicas

5

DIAMETROS COMERCIALES Tabla 1 Diámetros de tuberías PVC

DIÁMETROS NORMALIZADOS (NOMINAL E INTERIOR) PARA TUBERIAS DE PVC DN (mm)

6

DI (mm)

4 atm

6 atm

10 atm

16 atm

16

-

-

-

13,6

20

-

17,5

-

17

25

22,6

22,6

22

21,2

32

29,6

29,2

28,4

27,2

40

37,2

36,4

36

34

50

47,2

46,4

45,2

42,6

63

59,4

59,2

57

53,6

75

71,4

70,6

67,8

63,8

90

86,4

84,6

81,4

76,6

110

105,6

103,6

99,4

93,6

125

120

117,6

113

106,4

140

134,4

131,8

126,6

119,2

160

153,6

150,6

144,6

136,2

180

172,8

169,4

162,8

153,2

200

192

188,2

180,8

170,4

225

216

211,8

203,4

191,4

250

240,2

235,4

226,2

213

280

269

263,6

253,2

238,4

315

302,6

296,6

285

268,2

355

341

334,2

321,2

302,4

400

384,2

376,6

361,8

340,6

450

432,4

423,8

407

383,2

500

480,4

470,8

452,2

425,8

Fuente: Bermejo, J. (2011). Recuperado de: http://blog.agrologica.es/tabla-diametros

Flexible de metal o plástico

7

Ilustración 1 Tubería de plástico Fuente: Tecmaga S.A. (2015). Recuperado de: http://www.tecmaga.com.

Estas cañerías son utilizadas usualmente en los hogares, ya sea para suministrar o para drenar fluidos, sea esto desechos, agua o como tubería para ventilación. (Simple Organization , 2012)

Ilustración 2 Tubería de cobre Fuente: Virtula Store, (2015). Recuperado de: http://www.directindustry.es

Generalmente son usados para suministrar agua en hogares y edificios destinados a fines comerciales. También pueden ser usadas como cañerías subterráneas en veredas y calles bajas, en este caso los caños siempre estarán protegidos según lo que sea necesario. Algunas investigaciones recientes han permitido descubrir que este tipo de tuberías es apto para la supervivencia de ciertos gusanos o la formación de minerales, por lo cual

no son convenientes como tuberías de agua potable si no se toman los recaudos requeridos. (Simple Organization , 2012) Tabla 2 Dimensiones de tubo de cobre

8

Fuente: CEDIC. (2008).Recuperado de: http://elcobre.com

Tubería de hierro galvanizado

Ilustración 3 Tubo de acero galvanizado

Fuente: Virtula Store, (2015). Recuperado de: http://www.directindustry.es

Utilizada principalmente para agua por su resistencia a la corrosión, además de que su ancho grosor soporta grandes presiones, esta tubería es de las menos pedidas en el mercado por su poca practicidad para el uso residencial. Anteriormente esta tubería era muy utilizada en instalaciones hidráulicas; sin embargo, con la nueva tecnología del CPVC y PPR, es mucho más fácil instalar tuberías hidráulicas para calor y frío. (Tecmaga S.A , 2015)

Tabla 3 Dimensiones del tubo de acero galvanizado

Fuente: León, C. (2014). Recuperado de: http://www.imacifp.com

Tubos de hierro fundido

Ilustración 4 Tubos de hierro fundido

Fuente: Virtula Store, (2015). Recuperado de: http://www.directindustry.es

9

Los tubos de hierro fundido son largamente utilizados para aguas residuales, no solo en instalaciones domiciliarias sino también en tuberías de estaciones de bombeo y colectores de alcantarillado. La ventaja de este sistema es que las tuberías tienen gran durabilidad y resistencia al 10

uso, sus accesorios poseen la mejor protección anticorrosiva debido a su tratamiento de cataforesis, tanto interior como exterior. Por contra son más frágiles ante los golpes. (Tricks Collection, 2009) Tabla 4 Dimensiones del tubo fundido y presiones de trabajo

Fuente: Virtula Store, (2015). Recuperado de: http://www.directindustry.es

Tubos de fibrocemento

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Ilustración 5 Tuberías de fibrocemento. Fuente: MEXALIT. Recuperado de: http://www.mexalit.com.mx/3d/FOLLETOS/folleto_claseA.pdf

Las tuberías de fibrocemento comenzaron a utilizarse en las primeras décadas del 1900, y hasta la década de 1960-1970 se utilizó ampliamente tanto en sistemas de abastecimiento de agua potable como en sistemas de riego por presión. Entre las ventajas están la alta resistencia a la compresión, a la tracción, estanquidad, no presentan corrosión, normalmente dieléctricos y no propician el albergue de colonias bacterianas. La longitud nominal de cada tubería es de 5m. Tabla 5 Dimensiones de los tubos de fibrocemento

Fuente: Recuperado de: http://www.euita.upv.es/dira/Imagenes/files/Hidra/FC.pdf

Tubos de hormigón

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Ilustración 6 Tubos de hormigón Fuente: MEXALIT. Recuperado de: http://www.mexalit.com.mx/3d/FOLLETOS/folleto_claseA.pdf

La tubería de cemento, hormigón u hormigón armado es eficaz, económica y ecológica para redes hidráulicas que trabajan en régimen libre o en baja presión.

Ventajas -

Los tubos de hormigón pueden ser construidos en lugares próximos al lugar donde serán empleados, con parte de los materiales encontrados en el lugar.

-

Los procedimientos constructivos son relativamente simples.

-

Pueden construirse en una faja de dimensiones muy amplia.

-

Son relativamente fáciles de instalar.

-

Una de las ventajas diferenciales del tubo de hormigón armado es que permite adecuar el tubo a las cargas del terreno y sobrecargas externas a que en cada posición del trazado esté sometida la tubería, y la resistencia de la tubería puede

adaptarse a las circunstancias reales a que vaya a estar sometida. Desventajas -

Exige un número considerable de juntas, lo que propicia las infiltraciones, ya sea

desde adentro de la tubería, con lo cual puede contaminarse el suelo, o desde el externo del tubo, lo que produce un incremento del caudal transportado.

-

Son susceptibles a la corrosión interna y externa, en presencia de sulfuros. Tabla 6 Dimensiones de tubos en campana de hormigón

13

Fuente: Prefaga. Recuperado de: http://www.prefraga.es/portal/sites/default/files/catalogos

Tabla 7 Dimensiones de tubos cilíndricos de hormigón

Fuente: Prefaga. Recuperado de: http://www.prefraga.es/portal/sites/default/files/catalogos

Tubos de polietileno

Ilustración 7 Tubos de polietileno

Fuente: Fuente: Tecmaga S.A. (2015). Recuperado de: http://www.tecmaga.com

Las tuberías de Polietileno presentan singulares ventajas frente a las fabricadas con otros materiales tradicionales. (Tecmaga S.A , 2015), entre las ventajas tenemos: -

Duraderas: Vida útil superior a 50 años, con un coeficiente residual de seguridad al alcanzar este tiempo. 14

Mantenimiento prácticamente inexistente. -

Flexibles: Permiten sensibles variaciones de dirección con curvaturas en frío sin necesidad de accesorios, adaptándose a trazados sinuosos. Pueden fabricarse en bobinas en diámetros hasta 90 mm. En grandes longitudes.

-

Ligeras: Fáciles de transportar y montar, lo que se traduce en economía de medios para su instalación.

Bajo factor de fricción Las paredes del tubo pueden considerarse hidráulicamente lisas y ofrecen una

resistencia mínima a la circulación del fluido, produciendo pérdidas de carga inferiores a las tuberías de materiales tradicionales. Tabla 8 Dimensiones de los tubos de polietileno.

Fuente: CEFEC. Recuperado de: http://www.fundicionductilmolina.com/CFEC/tuberiadepolietileno.htm

ACCESORIOS Es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unen a los tubos mediante procedimientos adecuados para conseguir una instalación correcta. Son varios tipos de accesorios que están disponibles en el mercado entre los más utilizados son: 15

Codos Son accesorios de forma curva para cambiar la dirección del flujo de las líneas. Los codos standard son aquellos que vienen lisos para la pre-fabricación de piezas de

tuberías y que son fundidos en una sola pieza con características específicas y son: -

Codos estándar de 45°

-

Codos estándar de 90°

-

Codos estándar de 180° Características

Diámetro: es el tamaño o medida del orificio del codo entre sus paredes los cuales existen desde 1 4 " hasta 120”. También existen codos de reducción. Ángulo: es la existente entre ambos extremos del codo y sus grados dependen del giro o desplazamiento que requiere la línea. Espesores: una normativa o codificación del fabricante determinada por el grosor de la pared del codo. (Juárez, 2015)

Tes Son accesorios que se fabrican de diferentes tipos de materiales, aleaciones, diámetros se utilizaría para efectuar fabricación en líneas de tubería. Diámetros iguales o te de recta con dos orificios y de igual diámetro y uno desigual.

Características:

Diámetro: las tes existen en diámetros desde 1 4 " hasta 72” en el tipo de fabricación. Espesor: este factor depende del espesor de tubo o accesorio a la cual va instalada y ellos existen desde el espesor de fabricación hasta el doble extrapesado. Aleación: las más usadas en la fabricación son: acero inoxidable, galvanizado, etc. (Juárez, 2015) Bridas Son accesorios para conectar tuberías con equipos (bombas, intercambiadores de calor, calderas tanques, etc.) o accesorios (codos, válvulas, etc.). La unión de hace por medio de dos bridas, en la cual de una de ellas pertenece a la tubería y la otra al equipo o accesorios a ser conectado. La ventaja de las uniones bridadas radica en el hecho de que por estar unidas por tornillos, permite el rápido montaje y desmontaje a objeto de realizar reparaciones o mantenimiento. (Juárez, 2015) Disco ciego. Son accesorios que se utiliza en las juntas de tuberías entre bridas para bloquear fluidos

en las líneas o equipos con un fin determinado. Los discos ciegos existen en diferentes formas y tamaños. (Juárez, 2015) Tapones. Son accesorios utilizados para bloquear o impedir el pase o salida de fluidos en un momento determinado. Mayormente son utilizados en líneas de diámetros menores. Según su forma de instalación pueden ser macho o hembra. (Juárez, 2015)

16

Accesorios de cobre.

Accesorios para soldar

17

Ilustración 8 Accesorios de cobre para soldar/ roscar

Fuente: CEDIC S.A. Recuperado de: Manual de tubos de cobre

Ilustración 9 Accesorios de cobre para soldar

Fuente: CEDIC S.A. Recuperado de: Manual de tubos de cobre.

Accesorios mecánicos Éstos no necesitan la preparación previa de los extremos de los tubos que van a unir. (CEDIC S.A)

Ilustración 10 Manguitos de compresión Fuente: CEDIC S.A. Recuperado de: Manual de tubos de cobre.

Manguitos de pestaña forjada Estos manguitos necesitan la formación de una pestaña en el extremo del tubo a unir.

18

Ilustración 11 Manguitos de pestaña forjada Fuente: CEDIC S.A. Recuperado de: Manual de tubos de cobre.

Manguitos de ajuste cónico

Ilustración 12Manguitos de ajuste cónico Fuente: CEDIC S.A. Recuperado de: Manual de tubos de cobre.

Accesorios “por empuje” Una nueva tecnología denominada push-fit que garantiza la realización de uniones, con las siguientes ventajas de utilización (CEDIC S.A)

Ilustración 13Accesorios push-fit Fuente: CEDIC S.A. Recuperado de: Manual de tubos de cobre.

Accesorios de Acero Galvanizado

Son similares a los accesorios de cobre los más usados son:

19

Ilustración 14 Accesorios enroscados de acero galvanizado

Fuente; Bussines Key MT, (2016) recuperado de http://nosoloherramientas.es

Acero fundido

Ilustración 15 Accesorios de acero fundido

Fuente: CONSTRUTEC, (2015).Recuperado de:http://www.construnario.com/ebooks/9572/manual%20t%C3%A9cnico/manual

Fibrocemento

Union gibault

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Brida ciega

Racor con platina

Ilustración 16 Accesorios de Tunos de fibrocemento Fuente: Recuperado de URALITA,(2003) https://www.uclm.es/area/ing_rural/Catalogos

VÁLVULAS Una válvula es un elemento o accesorio instalado en los sistemas de tuberías para controlar el flujo de un fluido dentro de tal sistema. 1. Válvula Globo: Para permitir el paso del flujo 2. Válvula de Aire: para no permitir el paso del fluido 3. Válvula Sello: para controlar el flujo. (Avalos, 2010) Válvula de compuerta.

Ilustración 17 Válvula de compuerta Fuente: Avalos, J. (2010)

Este tipo de válvulas, el órgano de cierre corta la vena fluida transversalmente. No se utiliza para regular sino para aislarlo. Abiertas o cerradas totalmente. (Avalos, 2010) Válvulas de globo. 21

Ilustración 18 Válvula Globo

Fuente: Avalos, J. (2010)

El mecanismo de esta válvula consiste en un disco, accionado por un tornillo, que se empuja hacia abajo contra un asiento circular. Estas válvulas si se utilizan para regular o controlar el flujo en una tubería. (Avalos, 2010) Válvula check de sello y de retención

Ilustración 19 Válvula check Fuente: Avalos, J. (2010)

Estas válvulas se utilizan para dejar pasar el flujo en un solo sentido y se abren o se cierran por si solas en la función de la dirección y presión del fluido. (Avalos, 2010)

Válvula de esfera

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Ilustración 20 Válvula de esfera Fuente: Avalos, J. (2010)

Esta válvula tiene un asiento con un perfil esférico y en él se ajusta la bala y puede funcionar con la presión ejercida sobre por el fluido, o bien, mediante un material que al girarse 90° se coloca en dirección de la tubería. (Avalos, 2010) Válvula de expulsión de aire.

Ilustración 21 Válvula de expulsión de aire Fuente: Avalos, J. (2010)

Se usa para dejar salir el aire acumulado en una tubería, tanto de agua fría como de agua caliente. (Avalos, 2010) Válvula de llenado y desagüe para tanque sanitario.

Ilustración 22 Válvula de llenado y desagüe para tanque sanitario. Fuente: Avalos, J. (2010)

BOMBAS

Una bomba hidráulica convierte energía mecánica en energía fluida o hidráulica. Las bombas no generan presión, esta es debida al propósito de crear caudal, comprimiendo así el fluido y generando la fuerza necesaria para una determinada presión. Esto

condiciona la selección de la bomba para un determinado trabajo. Al ser alimentada

una bomba las aspas giran creando una corriente de succión a la entrada, introduciendo el fluido en su interior y creando al mismo tiempo una

impulsión al circuito hidráulico. Tipos de bombas.

Ilustración 23 Tipos de bombas Fuente: Avalos, J. (2010)

1. Según el principio de funcionamiento La principal clasificación de las bombas se realiza atendiendo al principio de funcionamiento en el que se basan: Bombas de desplazamiento positivo o volumétrico, en las que el principio de funcionamiento está basado en la hidrostática, de modo que el aumento de presión se realiza por el empuje de las paredes de las cámaras que varían su volumen. En este tipo de bombas, en cada ciclo el órgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, por lo que también se denominan bombas volumétricas. En caso de

23

poder variar el volumen máximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen variable. Si ese volumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba es de volumen fijo. A su vez este tipo de bombas pueden subdividirse en: (Rodriguez, 2012) 

Bombas de émbolo alternativo, en las que existe uno o varios compartimentos 24

fijos, pero de volumen variable, por la acción de un émbolo o de una membrana. En estas máquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial. 

Bombas volumétricas rotativas o roto estáticas, en las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina. Algunos ejemplos de este tipo de máquinas son la bomba de paletas, la bomba de lóbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristáltica.

Bombas rotodinámicas, en las que el principio de funcionamiento está basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la máquina y el fluido, aplicando la hidrodinámica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con álabes que giran generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de máquinas el flujo del fluido es continuo. Estas turbo máquinas hidráulicas generadoras pueden subdividirse en: 

Radiales o centrífugas

Cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodete

impulsor. Las bombas centrífugas son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor en energía cinética o de

presión de un fluido incompresible. El fluido entra por el centro del rodete o impulsor,1 que dispone de unos álabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba 25



Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de los álabes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.



Diagonales o helicocentrífugas cuando la trayectoria del fluido se realiza en

otra dirección entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete. (Rodriguez, 2012) 2. Según el tipo de accionamiento 

Electrobombas. Genéricamente, son aquellas accionadas por un motor eléctrico, para distinguirlas de las motobombas, habitualmente accionadas por motores de explosión



Bombas neumáticas que son bombas de desplazamiento positivo en las que la energía de entrada es neumática, normalmente a partir de aire comprimido.



Bombas de accionamiento hidráulico, como la bomba de ariete o la noria.



Bombas manuales. Un tipo de bomba manual es la bomba de balancín. (Rodriguez, 2012)

BIBLIOGRAFÍA Avalos,

F.

(2010).

Instalaciones

hidraulicas.

Obtenido

de

https://instalacioneshs.files.wordpress.com/2010/09/materiales-en-lasinstalaciones-hidraulicas.pdf CEDIC S.A. (s.f.). Manual de tubo y accesorios de cobre. Centro Español de 26

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http://www.tiposde.org/construccion/622-tipos-de-tuberia/ Sinha, S. (2014). Arquigráfico. Obtenido de http://www.arkigrafico.com/ventajas-delas-tuberias-de-pvc-y-cpvc/ Tecmaga S.A . (2 de 11 de 2015). tecmaga.com. Obtenido de tecmaga.com: http://www.tecmaga.com.mx/blog/febrero/tipos-de-tuberias.html

Tricks

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Ingeniería

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Civil:

http://www.ingenierocivilinfo.com/2011/02/tubos-metalicos-tubos-de-hierrofundido.html Universidad Tecnica Agricola de ciudad Real. (2013). Ingeniería Rural. Obtenido de

http://www.ingenieriarural.com/Trans_hidr/ComplementoTema4.pdf