Pregunta:
¿Por qué se rompen las tuberías de agua en invierno?
James Jenkins
2015-02-20 21:24:06 UTC
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Puede que sea solo mi percepción, pero parece que los cortes de agua (al menos en Pittsburgh PA) son más comunes en el invierno durante el clima frío. Puede que sean más noticias dignas de mención en invierno (agua + frío = hielo> noticia).

¿Es más probable que se rompa el suministro de agua durante el invierno? Si es así, ¿qué se puede hacer para limitar o prevenir la aparición?

En ausencia de datos históricos que respalden esto, soy escéptico. Hay muchos casos de platos principales aquí en el este de MA que se rompen en la primavera o el verano (debido principalmente a la edad).
Cuatro respuestas:
#1
+15
Dave Tweed
2015-02-20 21:43:17 UTC
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El frío hace que las cosas se encojan. A pesar de estar enterrados, presumiblemente por debajo de la línea de congelación, tanto el suelo fuera de la tubería como el agua dentro de la tubería son mucho más fríos en invierno que en verano. Esto hace que los segmentos de la tubería se encojan, poniendo tensión en las uniones y aumentando las posibilidades de que falle una débil. Por el contrario, el clima cálido somete las articulaciones a compresión, lo que ayuda a sellar cualquier fuga.

Además, el suelo se desplaza durante los ciclos de congelación / descongelación (también conocido como "arcadas de escarcha"), y esto puede causar tensiones adicionales en tuberías, incluso por debajo de la línea de congelación, especialmente si una fuga vieja ha lavado parte del suelo que sostiene la tubería.

No hay nada que yo sepa que se pueda hacer para mitigar esto en las tuberías existentes. Todas las medidas preventivas se deben implementar cuando se instala la tubería por primera vez. Por ejemplo, poner una capa de piedra triturada alrededor de una tubería ayuda a desacoplarla tanto mecánica como térmicamente del suelo circundante.

El frío también hace que muchos materiales sean más frágiles, especialmente el acero, y por tanto, propensos a fallar.
También es muy importante en esto que el agua, a diferencia de todo lo demás en el universo, se expande a medida que se enfría, específicamente a partir de 4 ° C hacia abajo. Entonces, mientras la tubería a su alrededor se contrae, el agua se expande, ejerciendo aún más presión.
@TrevorArchibald: La presión del agua dentro de la tubería está regulada por la empresa de servicios públicos; la temperatura del agua no tiene nada que ver con eso. Y la idea de colocar tuberías por debajo de la "línea de congelación" es que permanezcan por encima de los 4 ° C de todos modos.
@DaveTweed La presión del agua dentro de la tubería se regula cuando el agua está en condiciones normales y fluye. Cuando las cosas van mal y el agua comienza a congelarse por diversas razones, entra en juego la expansión del agua opuesta a la contracción de la tubería. Sin mencionar que la "línea de escarcha" utilizada en el diseño es un número bastante difuso que variará con los nuevos extremos climáticos.
@Dopeybob435: Nunca he oído hablar de un sólido de congelación de la tubería principal de agua (en todo su diámetro), que es lo que se necesitaría para crear un problema de presión. ¿Tiene alguna evidencia de que esto ocurra?
En cuanto al servicio público de agua, no tengo experiencia personal con ellos congelados, sin embargo, otras jurisdicciones sí. Solo para dividir los pelos, no creo que la tubería deba congelarse para que la expansión del hielo comprometa la tubería, solo necesita unir una gran parte. Lista de ejemplos incompleta: http://www.startribune.com/local/west/245699131.html, http://minnesota.cbslocal.com/2014/04/14/tough-winter-leaves-municipal-water-towers- congelado /, http://wi-weston.civicplus.com/DocumentCenter/View/1582
@Dopeybob435 aunque su segundo comentario es interesante, no apoya la primera oración de su primer comentario sobre las variaciones de presión del agua. Pero sí apoya las dos últimas oraciones de su comentario, podría considerar desarrollar esto junto con sus enlaces en una respuesta. Pero 2 de sus 3 enlaces no se refieren a la red de agua, sino a las torres de agua y las líneas laterales.
#2
+4
Greg Cassaro
2016-02-27 09:06:32 UTC
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Las fallas de las tuberías de agua son mayores en los meses de invierno que en la primavera o el verano. Como profesional de servicios públicos de agua en el norte de Illinois, tenemos alrededor de 120 fallas cada año con más de 20 años de datos. Todos y cada uno de los años tenemos 90 de los 120 entre diciembre y marzo (Hecho). La pregunta que de hecho es difícil de definir es ¿por qué? Estos son los hechos que veo año tras año y en los que baso mi opinión.

  • Cada año, a medida que la helada gana profundidad y velocidad de 1 pie a 3 pies, entre el 15 de diciembre y el 7 de enero tendremos 25 descansos principales.
  • Desde el 7 de enero hasta el 21 de febrero, las heladas se mantienen a 3 pies y tendremos 40 descansos principales.
  • Desde el 21 de febrero hasta el 20 de marzo como las heladas está saliendo rápidamente de 3 pies hasta 1 pie o menos, obtendremos 25 descansos principales.
  • Muchas de las tuberías más antiguas están hechas de hierro fundido que es muy aparejado y quebradizo. es como intentar doblar un bastón de caramelo. El 95 por ciento de las fallas ocurren en este tipo de tubería.
  • La tubería más nueva está hecha de tubería de hierro dúctil que está menos aparejada, lo que le permite flexionarse y doblarse con la velocidad y profundidad de la helada tanto hacia adentro como hacia afuera.

En cuanto a las cañerías de agua congelada, las únicas dos que he conocido eran ambas poco profundas de 4 pies o menos, un callejón sin salida y muy pocas líneas de servicio en ellas 1 o dos. Una y otra vez sobre el tema, pero sepa que he estado observando las heladas, el clima frío, la edad de la tubería y la composición del material durante 24 años y toda la falla de la tubería de agua sigue siendo un gran misterio durante muchos días. Superintendente de servicios públicos de agua del norte de Illinois.

#3
+2
Tom Price
2015-03-01 00:28:29 UTC
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Hasta donde yo sé, hay dos factores principales, la carga de fatiga y las bajas temperaturas.

Las tuberías enterradas debajo de las carreteras experimentan una carga de fatiga debido al tráfico, sorprendentemente. Literalmente, los automóviles que circulan sobre la superficie de la carretera imparten una carga a las tuberías, incluso si es una carga muy pequeña. Sin embargo, esto sucede muchas veces al día y las tuberías permanecen en el suelo durante largos períodos de tiempo. Esto significa que experimentan millones de cargas de ciclo de fatiga durante décadas (más de 50 años no es inusual para los gasoductos, al menos).

Agregue el ciclo térmico gracias al clima y las tuberías metálicas (y plástico, para en menor medida) se volverán frágiles a bajas temperaturas.

Puedes ver a dónde va esto.

La corrosión causada por el agua es otro factor, etc., etc., y básicamente es un entorno sorprendentemente hostil para algo que tiene que durar tanto tiempo.

#4
+1
Chris Parrish
2015-02-21 02:52:16 UTC
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Las tuberías principales de agua no se congelan. La presión del agua se regula a lo largo del camino (torres de agua, etc.), por lo que la temperatura no afecta la presión. Los movimientos del suelo congelado, las tuberías frías se contraen y las tuberías frías son más frágiles.

Bienvenidos a Ingeniería. ¿Le importaría ampliar un poco más su respuesta, por favor? Como está escrito actualmente, su respuesta realmente no aborda la pregunta más amplia planteada.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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