REHABILITACION DE CONDUCCIONES SIN APERTURA DE ZANJA. Artur Duran Ingeniero Industrial acsa agbar construcción, s.a.

Transcripción

1 REHABILITACION DE CONDUCCIONES SIN APERTURA DE ZANJA Artur Duran Ingeniero Industrial acsa agbar construcción, s.a. 1. INTRODUCCION Transcurren por el subsuelo urbano tres grandes redes de conductos para transporte de fluidos: tuberías para agua potable, colectores para residuales y tuberías para gas. Las tuberías o colectores que forman estas redes siguen un ciclo vital que conduce a un progresivo deterioro de la capacidad de transporte y estanqueidad de las mismas. El envejecimiento de la red se manifiesta en incrustaciones que disminuyen la sección y aumentan el rozamiento, en perforaciones y fisuras, deterioro de las uniones, disminución de la resistencia mecánica del tubo, etc. Todo ello origina una disminución de la capacidad de transporte, pérdidas de fluido transportado, incremento de energía de bombeo, problemas de seguridad en el gas, contaminación del subsuelo, quizás contaminación del agua potable. Siempre supone un sobrecoste económico y social debido a las fugas, las reparaciones y la disminución de calidad en el servicio. 2. MANTENIMIENTO Las redes de tuberías, como cualquier obra que este en servicio, necesitan un mantenimiento a fin de evitar un progresivo deterioro o un colapso imprevisible. Llamamos mantenimiento a las acciones que permiten conservar operativa una 1

2 canalización existente sin la introducción de materiales adicionales. Inspecciones y Limpiezas serán la base de este mantenimiento, que se completará con una Reparación si hace falta corregir un daño puntual. 3. INSPECCION La inspección visual es el más tradicional de los sistemas, sea personal en grandes diámetros, o con una cámara robotizada de TV dirigida a distancia y que graba y acota lo visualizado. Esta inspección es el sistema ideal si se trata de cloacas, que se visualizan sin más desde una arqueta de registro. En tuberías de presión hace falta interrumpir el servicio, aunque hay en el mercado un tipo de cámaras procedentes del mundo del submarinismo que solventan el problema. Dentro del capitulo de inspección incluimos una serie de técnicas de detección de fugas. Cámara de T.V. de inspección de tuberías Aunque no se manifieste en la superficie, la variación de caudal y presión entre dos puntos detecta una anomalía en la red Muy utilizada es la detección acústica. Un Aquafón capta desde la superficie el sonido causado por una fuga de agua, o en su versión más moderna navega por el interior de la tubería indicando la fuga a un control exterior. Un Correlador acústico la localiza midiendo la diferencia de tiempo de llegada de su sonido a dos sensores conectados a sendas piezas metálicas una a cada lado de la fuga estimada. Una fuga origina una variación de temperatura en su entorno que puede identificarse por medio de rayos infrarrojos. La utilización de ultrasonidos permite también localizar una discontinuidad del 2

3 terreno ocasionado por el líquido. Si se introduce un gas más ligero que el aire en el tubo dañado, puede localizarse su fuga mediante un detector adecuado, es la detección por gas. Un detector de ondas electromagnéticas identifica la variación de conductividad del terreno originada por una fuga. Puede evaluarse el estado de las armaduras de un tubo de hormigón postensado mediante un emisor que circula por su interior. 4. LIMPIEZA Las técnicas de limpieza que se utilizan varían en función de la calidad del conducto y del tipo de suciedad. El agua a presión es el método mas utilizado para limpiar tuberías. Una tobera centrifugando agua a la presión adecuada y en movimiento longitudinal en su interior arranca y arrastra la suciedad. La tobera puede llevar acoplado un rotor con cadenas que irán rozando el interior del tubo. Las incrustaciones se sueltan con rascadores metálicos en forma de cuchillas, scrapers, cepillos, etc. arrastrados por un tráctel a lo largo del tubo. Tobera de agua a presión Discaling es una técnica de limpieza que actúa con un rodillo rascador rotativo que gira impulsado por un motor exterior, utilizando como elemento de transmisión una sucesión de varillas de acero. Una serie de pistones empujados por aire comprimido, agua a presión o ambos a la vez, limpiará y arrastrará la suciedad desprendida con otros sistemas. Una tobera móvil de chorreado de arena arrastrada a todo lo largo del tubo y 3

4 combinada con un potente aspirador provisto de filtro, da un excelente resultado en limpieza de tubos de diámetro pequeño. Muchas veces sobresalen del interior de los tubos roscas de conexiones o tapones metálicos. Para eliminarlos deberán fresarse con un robot adecuado. En tuberías industriales puede hacer falta actuar con productos químicos. Un pistón de espuma impulsado por aire repasará y secará la tubería. 5. DIAGNOSIS Entendemos por REHABILITACIÓN de una conducción el conjunto de operaciones que hay que ejecutar para devolverle, o mejorar, las prestaciones originales. Se ejecuta seccionándolo en tramos adecuados, en los que se operará independientemente, para restablecer el servicio tras las oportunas conexiones. Si es un colector de residuales el que se va a rehabilitar, se aprovechan los pozos de registro a este fin, lo que reduce al mínimo la obra complementaria. Las compañías distribuidoras poseen unos baremos para indicar el grado de prioridad en la rehabilitación de los tramos de la red. No es su antigüedad el factor decisivo, sino el porcentaje de fluido que se pierde, la frecuencia de roturas, el riesgo que conllevan las mismas y la presión social, quienes marcan tal prioridad. Para rehabilitar un sistema de canalización puedo optarse por una SUSTITUCIÓN o bien una RENOVACIÓN del mismo. SUSTITUIR un conducto es instalar en su lugar uno nuevo prescindiendo totalmente de la estructura original. Podrá ejecutarse una sustitución a cielo abierto de la conducción por el sistema clásico de abrir zanja, recoger los tubos existentes, montar los nuevos, preparar las conexiones, tapar y reponer el pavimento. Es una operación segura, costosa, socialmente incómoda y lenta. Va condicionada a la obtención de unos permisos que en un entorno urbano no están asegurados. El bursting y el microtúneling son técnicas de sustitución sin zanja. 4

5 Se entiende por RENOVACIÓN de un conducto, la manipulación no destructiva que se realiza en el interior del mismo para devolverle las prestaciones que debió de tener en el momento de su instalación, y en su caso mejorarlas. Aquí nos hemos adaptado a la nomenclatura de la Norma UNE-EN , que define como rehabilitación de un sistema su puesta a punto independientemente de que se aproveche o no la conducción original. En la vida real se identifica el concepto REHABILITACIÓN de una tubería con el que la norma define como renovación, y así lo utilizaremos aquí. El Proyecto de rehabilitación deberá partir del conocimiento global de la red, del particular del tramo a rehabilitar, trazado, dimensiones, perfil, características y localización de anomalías y servidumbres. También deberán conocerse las diversas técnicas de rehabilitación a fin de poder aplicar la mas adecuada al caso concreto. 6. TECNICAS DE REHABILITACIÓN (Renovación) Los sistemas de rehabilitación pueden ser Estructurales o No Estructurales según mejoren o no la respuesta de la conducción a las cargas estáticas o dinámicas a que está sometida. En otro sentido, pueden ser Puntuales o Globales según operen reparando juntas o puntos concretos en que el conducto está deteriorado, o rehabiliten la totalidad de su superficie interior. 6.1 REHABILITACIÓN PUNTUAL La actuación de un robot multifunción que cortará raíces y otros intrusos y sellará con resinas o mortero las fisuras o uniones será un ejemplo de rehabilitación puntual. Otro robot específico sellará las uniones defectuosas entre una acometida y el colector de residuales al que vierte, al pegar en la misma un tramo de manga en 5

6 forma de sombrero de copa. Mediante un packer acoplado a una cámara TV se inyectarán resinas para impermeabilizar juntas defectuosas o fisuras en el conducto. Robot multifunción Otro tipo de packer encamisará el interior de juntas o tramos de tubo en mal estado, pegándole una chapa de acero, fibra de vidrio, polietileno, etc. Se repararán uniones con un manguito de caucho sujeto por dos aros de acero inoxidable extensibles que presionan al tubo mediante una cuña. 6.2 REHABILITACIÓN GLOBAL Revestimiento interno por proyección de resinas o mortero. Se las proyecta por centrifugado con un cabezal que se mueve a lo largo de la tubería. Es imprescindible una perfecta limpieza previa. Es un método muy adecuado para tuberías resistentes pero con problemas de corrosión, contaminación o incrustaciones en su interior. Soluciones Químicas: Sistema Binario. Método utilizado en rehabilitación de colectores de aguas residuales. Se tapona un tramo entre dos pozos de registro y se rellena con un líquido. Una vez se consideran empapadas las fisuras y puntos de fuga se recupera el citado líquido bombeando a un depósito y se procede a repetir la operación con otro líquido que reacciona con los restos del primero sellando los espacios de fuga. Una vez recuperado en sobrante del segundo reactivo, el tramo, pozos incluidos, quedará estanco. Entubado. Se trata de colocar un nuevo tubo en el interior del deteriorado. Si queda 6

7 una corona de espacio entre ambos será un entubado simple. Si el nuevo contacta totalmente con la superficie interior del antiguo tendremos un entubado ajustado. En ambos casos se trata de una rehabilitación estructural. El entubado simple puede ejecutarse introduciendo tubo a tubo y empujando el conjunto hasta cubrir el tramo previsto, es el entubado con tubos discretos, o bien entubado en continuo, el nuevo tubo en bobina o previamente soldado y tirar de él mediante un elemento de tracción. Si el tubo va a soportar presión es preciso rellenar el espacio anular que queda vacío entre ambos conductos. Para un entubado ajustado (close fit) hace falta disminuir provisionalmente la sección de nuevo tubo a fin de que pueda deslizar por el interior del viejo. Esto se consigue in situ mediante un cabezal que por presión reduce su diámetro, o en fábrica deformando la sección hasta dejarla en forma de U. En ambos casos se le arrastra por el interior del tubo a rehabilitar hasta cubrir el tramo previamente establecido. Solo entonces, generalmente por presión y temperatura, se le hace recuperar la sección inicial. 7

8 A CS A Entubado Helicoidal. Mediante una máquina especial se introduce en el conducto a rehabilitar una banda de plástico machihembrada que se engarza helicoidalmente y avanza hasta formar un nuevo tubo en su interior. En grandes diámetros es la propia máquina la que avanza por el interior del tubo, dejando tras de si un nuevo tubo ajustado al antiguo. Es una rehabilitación estructural que se utiliza en colectores de residuales. Encamisado curado en obra. Se trata de forrar la superficie interior de un conducto deteriorado con una camisa o manga elástica y estanca, generalmente polietileno o poliéster, impregnada con resina. Se la introduce por un extremo del tramo a rehabilitar y a presión avanza por reversión hasta el otro extremo. Una vez colocada, y siempre manteniendo el estrecho contacto entre manga y conducto, se provoca la polimerización de la resina (cured in place). El resultado es un nuevo tubo adaptado al antiguo y encolado o no según el sistema. Un robot permitirá recuperar desde el interior acometidas y conexiones intermedias. En función del tipo de manga la rehabilitación será estructural o no. AUXILIA R D ECANAL IZA CIONEȘS Ȧ. Encamisado de acometidas. Una variante simplificada del método anterior permite rehabilitar el tramo de acometida a un 8

9 colector de residuales, entre la vivienda y el colector. También se ejecuta, menos frecuentemente, en acometidas a presión (agua potable). Entubado con inserción de mangueras. Se trata simplemente de introducir en el tubo a renovar una manguera flexible sujeta por los dos extremos. 7. BURSTING El bursting es un sistema de sustitución de tuberías sin apertura de zanja. Se trata de reventar el tubo en mal estado al tiempo que se coloca en su lugar un tubo nuevo. Mediante un motor hidráulico se introducen por un costado del tramo de tubo a sustituir una serie de barras ligadas unas a otras por una unión elástica. En el otro extremo se las sujeta a un cono rompedor de diámetro algo superior al tubo en cuestión, al que se fija también el nuevo tubo. Se invierte el sentido de tiro del motor hidráulico y se arrastra todo el conjunto. Al ir avanzando el cono rompe el tubo, empotra los tramos en el terreno circundante y arrastra al tiempo el nuevo, que generalmente será de polietileno en bobina o, si el diámetro lo impide, de tubos soldados. Este sistema permite incrementar el diámetro hasta un 50%. Se considera que el terreno queda afectado hasta una distancia de 1,5 veces el diámetro del nuevo tubo colocado. 8. PERFORACIÓN HORIZONTAL DIRIGIDA 9

10 La perforación horizontal dirigida (horizontal directional drilling) es un procedimiento de instalación de tubería en el subsuelo sin necesidad de abrir una zanja. No es, por tanto, un sistema de rehabilitación ni en su concepción más amplia. Previa identificación mediante el georadar de todos los servicios y restos enterrados, se introduce en el suelo un cabezal sujeto a una serie de barras con uniones elásticas que perfora, generalmente mediante agua y bentonita a alta presión, el terreno siguiendo el trazado predefindo que luego ocupará la tubería. El cabezal emite una señal electromagnética que permite identificar y dirigir su posición. Cuando este cabezal llega al punto exacto de salida se intercambia por un escariador que rotando y avanzando en sentido contrario ensanchará la perforación hasta el diámetro deseado. Esta operación requerirá una o varias pasadas en función del diámetro requerido, la última de las cuales arrastrará y dejará montado el tubo definitivo. Una suspensión de bentonita lubrica el escariador y estabiliza el terreno durante toda la operación. Cabezal de perforación y escariador 10