Una tubería curada en el lugar ( CIPP ) es un método de rehabilitación sin zanjas que se utiliza para reparar tuberías existentes. Es un revestimiento de tubería sin juntas y sin juntas dentro de una tubería existente. Como uno de los métodos de rehabilitación más utilizados, el CIPP tiene aplicaciones en tuberías de alcantarillado, agua, gas y productos químicos con un diámetro de 0,1 a 2,8 metros (2–110 pulgadas).
El proceso de CIPP implica insertar y ejecutar un revestimiento de fieltro en una tubería preexistente que está sujeta a reparación. La resina dentro del revestimiento se expone luego a un elemento de curado para que se adhiera a las paredes internas de la tubería. Una vez curado por completo, el revestimiento ahora actúa como una nueva tubería.
Proceso
Instalación
Curación
Un tubo de fieltro impregnado de resina hecho de poliéster , tela de fibra de vidrio, fibra de carbono de fibra de carbono u otra sustancia impregnable de resina, se inserta o se tira a través de un tubo dañado. Suele realizarse desde el punto de acceso aguas arriba (boca de alcantarilla o excavación). Es posible insertar el revestimiento aguas arriba (por ejemplo, desde el punto de acceso aguas abajo) pero esto conlleva un mayor riesgo. Es posible instalar un revestimiento desde el punto de acceso aguas abajo, aguas arriba hasta un extremo ciego; sin embargo, esto conlleva el mayor riesgo de todos los métodos de instalación de CIPP. CIPP se considera una tecnología sin zanjas . En este proceso sin zanjas hay poca o ninguna excavación, lo que lo convierte en un método potencialmente más rentable y menos disruptivo que los métodos tradicionales de reparación de tuberías de "excavación y reemplazo". El revestimiento se puede insertar con agua o aire a presión. La presión necesaria para la inserción se puede generar utilizando recipientes a presión, andamios o una "unidad de viruta". Se puede usar agua caliente o vapor para acelerar la velocidad de curado de la resina. Si se usa un tubo de fibra de vidrio, el curado de la resina puede activarse mediante el uso de luz ultravioleta introducida en el tubo. A medida que la resina se cura, forma una tubería de reemplazo resistente a la corrosión , sin juntas y ajustada . Los laterales de servicio se restauran internamente con dispositivos de corte controlados por robot llamados cortadores en la tubería de mayor diámetro. Los diámetros más pequeños (100 mm) se pueden abrir de forma remota utilizando cortadores más pequeños diseñados para tuberías de diámetro pequeño. La conexión lateral de servicio se puede sellar con materiales CIPP especialmente diseñados, en ocasiones denominados "sombrero de copa". La resina utilizada es típicamente poliéster para el revestimiento de la línea principal y epoxi para las líneas laterales. Dado que todas las resinas se encogen (las resinas epoxi se encogen mucho menos que las versiones de éster polivinílico y vinílico) y es imposible unirse a una alcantarilla que tiene grasas, aceites y grasa, existe un espacio anular entre el nuevo revestimiento CIPP y la tubería principal. El espacio anular existe en todas las instalaciones, solo que algunas son más grandes que otras y, dependiendo de la gravedad, pueden necesitar rehabilitación adicional. Hay varias formas de evitar que el agua se arrastre en el espacio anular y vuelva a ingresar a la corriente de desechos, que incluyen: material que se hincha por el agua (hidrófilo), revestimiento de toda la conexión y la tubería principal con juntas de reparación continua (reparación YT) y reparaciones puntuales. colocado en los extremos de la tubería de acogida.
Historia
Concepción
En 1971, Eric Wood implementó la primera tecnología de tubería curada in situ en Londres , Inglaterra . Llamó al proceso CIPP forma insitu , derivado del latín que significa "forma en el lugar". Wood solicitó la patente de EE . UU. Núm . 4009063 el 29 de enero de 1975. La patente fue otorgada el 22 de febrero de 1977 y fue comercializada por Insituform Technologies hasta que ingresó al dominio público el 22 de febrero de 1994.
Implementación
El proceso comenzó a utilizarse en aplicaciones residenciales y comerciales en Japón y Europa en la década de 1970 y para aplicaciones residenciales en los Estados Unidos en la década de 1980. [1]
Ventajas
Como tecnología sin zanjas, CIPP no requiere excavación para rehabilitar una tubería que tenga fugas o sea estructuralmente defectuosa. Dependiendo de las consideraciones de diseño, se puede realizar una excavación, pero el revestimiento a menudo se instala a través de un pozo de registro u otro punto de acceso existente. Todo lo que sea mayor de 60 pulgadas debe excavarse para poder instalarlo. El revestimiento se instala ya que se humedece en el sitio en estos casos. En el caso de las líneas de alcantarillado, las conexiones laterales también se restauran sin excavación mediante un dispositivo de control remoto que perfora un agujero en el revestimiento en el punto de la conexión lateral. Si es mayor de 24 "y es seguro hacerlo, alguien reinstalará los laterales a mano. CIPP tiene un interior liso y no tiene juntas. Si bien CIPP puede reparar una tubería con curvas, se deben tener en cuenta consideraciones especiales de diseño para evitar arrugas y estiramientos El CIPP puede reducir eficazmente la infiltración y las fugas en los sistemas de tuberías sin necesidad de excavar.
Desventajas y limitaciones
A excepción de los tamaños muy comunes, los revestimientos generalmente no se almacenan y deben fabricarse específicamente para cada proyecto. [2] CIPP requiere la derivación del flujo en la tubería existente mientras se instala el revestimiento. El curado puede tomar de una hora a 30 horas dependiendo del diámetro de la tubería y el sistema de curado (vapor, agua o uv) y debe ser monitoreado, inspeccionado y probado cuidadosamente. Las obstrucciones en la tubería existente, como los laterales que sobresalen, deben eliminarse antes de la instalación. Coste debe compararse con métodos similares, tales como hormigón proyectado , tuberías termoformado , tubería cerca de ajuste , de tubo enrollado en espiral y encamisado como estos otros métodos pueden proporcionar una solución de diseño similar para costo similar o menos en ciertas situaciones. El CIPP también debe ser monitoreado cuidadosamente para detectar la liberación de agentes químicos utilizados en el proceso de reacción para la contaminación aguas abajo de las tuberías rehabilitadas. El material de revestimiento utilizado para los tamaños habituales es normalmente una tela de fieltro (no tejido) y no se dobla bien sin arrugarse y sin redondearse en las esquinas. Los revestimientos utilizados para tuberías con curvas (particularmente tuberías de 100 mm) están hechos de una tela tejida que le permite rodear las curvas con un mínimo de arrugas. Cuanto más flexible sea el revestimiento, más cuidado se debe tener durante la inversión para garantizar que el revestimiento permanezca en la alineación correcta. Una vez que se repara una línea con el método CIPP, esa línea ya no se puede cablear o serpentear con una máquina, debe limpiarse mediante el método de Hydro jetting (también conocido como chorro de agua a alta presión)
Garantía de calidad y control de calidad.
Se requieren pruebas de las instalaciones CIPP para confirmar que los materiales utilizados cumplen con los requisitos de ingeniería y del sitio. Dado que las condiciones de instalación en el suelo y ambientales, así como las habilidades de la tripulación, pueden afectar el éxito o el fracaso de un ciclo de curado, las pruebas las realizan laboratorios de terceros en casos normales y el propietario debe solicitarlas.
Las muestras deben ser representativas del entorno de instalación, ya que el revestimiento se instala en el suelo. Deben usarse sacos de arena mojados alrededor del sistema de retención de donde se extraerá la muestra de prueba. Al igual que con cualquier preparación de muestras para una prueba de materiales, es importante no afectar las propiedades del material durante el proceso de preparación de muestras. La investigación ha demostrado que la selección de la muestra de prueba puede tener un efecto significativo en los resultados de la prueba de flexión CIPP. Una presentación técnica [3] en la Conferencia de Infraestructuras Municipales CERIU INFRA 2012 en Montreal describió los resultados de un proyecto de investigación que examinó los efectos de la preparación de muestras de ensayo sobre las propiedades de flexión medidas. Las muestras de prueba para pruebas de flexión ASTM D790 deben cumplir con las tolerancias dimensionales de ASTM D790.
La industria CIPP de América del Norte se ha estandarizado en torno a la norma ASTM F1216 que utiliza probetas orientadas en paralelo con el eje de la tubería, mientras que Europa utiliza la norma EN ISO 11296-4 con probetas orientadas en la dirección del aro. La investigación ha demostrado que los resultados de las pruebas de flexión del mismo material de revestimiento suelen ser más bajos cuando se determinan utilizando EN ISO 11296-4 en comparación con ASTM F1216.
Incidentes ambientales, de salud pública e infraestructura
Las pruebas realizadas por el Departamento de Transporte de Virginia [4] e investigadores universitarios [5] entre 2011 y 2013 mostraron que algunas instalaciones CIPP pueden causar toxicidad acuática. [6] La Revista de Ingeniería Ambiental publicó una lista de incidentes ambientales, de salud pública e infraestructura causados por instalaciones de CIPP a partir de 2013 . [7] En 2014, investigadores universitarios [5] publicaron un estudio más detallado en Environmental Science & Technology [8] que examinó la toxicidad química y acuática del condensado CIPP, así como la lixiviación química de las instalaciones CIPP de alcantarillas de aguas pluviales en Alabama. [9] En este nuevo informe se informaron incidentes adicionales de contaminación ambiental del agua y el aire que no se describieron anteriormente en otra parte.
En 2017, investigadores universitarios respaldados por CALTRANS [10] examinaron los impactos del agua causados por los CIPP utilizados para reparaciones de alcantarillas de aguas pluviales. [11]
En abril de 2018, un estudio financiado por seis agencias de transporte estatales (1) compiló y revisó los incidentes de contaminación de aguas superficiales relacionados con el CIPP a partir de datos informados públicamente; (2) analizó los impactos del CIPP en la calidad del agua; (3) evaluó las prácticas de construcción actuales para las instalaciones del CIPP según lo informado por las agencias estatales de transporte de los Estados Unidos; y (4) revisó los estándares, libros de texto y documentos de pautas actuales. [12] [13] En 2019, otro estudio financiado por estas agencias identificó acciones para reducir la liberación de sustancias químicas de los sitios de fabricación de CIPP con luz ultravioleta (UV). [14]
Con las especificaciones de diseño de ingeniería adecuadas, los procedimientos de instalación del contratista y la supervisión de la construcción, es probable que muchos de estos problemas se puedan prevenir.
Preocupaciones de seguridad pública y de los trabajadores
El 26 de julio de 2017, investigadores de la Universidad de Purdue publicaron un estudio revisado por pares en la revista Environmental Science & Technology Letters de la American Chemical Society sobre las emisiones de materiales recolectadas y analizadas de instalaciones CIPP curadas con vapor en Indiana y California. [15] Para que el estudio sea más accesible para el público y la comunidad de trabajadores del CIPP, los autores del estudio crearon un sitio web y pusieron su publicación en acceso abierto, disponible gratuitamente para su descarga. Los profesores de la Universidad de Purdue también comentaron sobre su estudio y pidieron cambios en el proceso para proteger mejor a los trabajadores, el público y el medio ambiente de los daños. [dieciséis]
El 25 de agosto de 2017, la Asociación Nacional de Empresas de Servicios de Alcantarillado, Incorporated ( NASSCO ), que es una organización sin fines de lucro (501c6) dedicada a "mejorar la tasa de éxito de todos los involucrados en la industria de rehabilitación de tuberías a través de educación, recursos técnicos y defensa de la industria ", publicó un documento en su sitio web [17] que plantea varias inquietudes importantes y preguntas sin respuesta sobre el estudio y sus mensajes.
El 22 de septiembre de 2017, NASSCO anunció que financiaría y coordinaría una evaluación de datos y estudios previos, y un estudio adicional [18] y análisis de posibles riesgos relacionados con el proceso de instalación y curado de CIPP.
El 25 de septiembre de 2017, los autores del estudio de la Universidad de Purdue emitieron un documento que aclaraba las afirmaciones incorrectas presentadas por otros sobre su estudio CIPP. [dieciséis]
El 26 de septiembre de 2017, el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU. Publicó una contribución en el blog de ciencia sobre los riesgos de inhalación y exposición dérmica asociados con alcantarillado sanitario, alcantarillado pluvial y tubería de agua potable. Reparaciones . [19]
En septiembre de 2017, NASSCO publicó una solicitud de propuestas para “revisar las publicaciones recientes que proponen la presencia de productos químicos orgánicos y otra literatura disponible relacionada con las emisiones asociadas con el proceso de instalación del CIPP, y un alcance de servicios para muestreo adicional y análisis de emisiones durante la instalación de campo de CIPP utilizando el proceso de curado con vapor ”.
En septiembre de 2017, el Departamento de Salud Pública de California emitió un aviso a los municipios y a los funcionarios de salud sobre las instalaciones del CIPP. Una de las varias declaraciones en este documento fue que "los municipios, ingenieros y contratistas no deben informar a los residentes que las exposiciones son seguras". [20]
El 5 de octubre de 2017, la Asociación Nacional de Salud Ambiental patrocinó un seminario web sobre los peligros involucrados para los trabajadores y residentes asociados con la reparación de tuberías curadas en el lugar. El vídeo puede ser encontrado aquí. [21] Se han planteado varias preguntas [22] sobre el seminario web y el estudio, y los miembros de la industria han observado comentarios.
El 25 de octubre de 2017, un trabajador de CIPP de 22 años murió en un lugar de trabajo de alcantarillado sanitario en Streamwood, Illinois. La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) completó su investigación en abril de 2018 y emitió una multa a la compañía. La exposición a sustancias químicas fue un factor que contribuyó a la muerte del trabajador.
En abril de 2018, NASSCO emitió una solicitud de propuestas para realizar un estudio sobre las emisiones químicas de 6 instalaciones CIPP. [23]
Referencias
- ^ "Gaiteros escogen epoxi para tapar agujeros de alfiler" . The Washington Post . 5 de octubre de 2002. Archivado desde el original el 22 de octubre de 2012 . Consultado el 29 de diciembre de 2008 .
- ^ Mohammed Najafi, PhD, PE y Sanjov Gokhale, PhD, PE, Trenchless Technology (Nueva York: McGraw Hill, 2004), p. 295–311. Disponible en Water Environment Federation en "Copia archivada" . Archivado desde el original el 18 de abril de 2008 . Consultado el 4 de mayo de 2009 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ).
- ^ Araujo, T. (19 de noviembre de 2012). "Essais de Flexion du Chemisage (Pruebas de flexión de CIPP)" (PDF) . ceriu.qc.ca/ .
- ^ "Departamento de transporte de Virginia - Inicio" . www.VirginiaDOT.org . Consultado el 3 de septiembre de 2017 .
- ^ a b "Mantenimiento" . www.SouthCE.org . Consultado el 3 de septiembre de 2017 .
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- ^ Whelton Andrew J .; Salehi Maryam; Tabor Matthew; Donaldson Bridget; Estaba Jesús (1 de mayo de 2013). "Impacto de los materiales de revestimiento de la infraestructura en la calidad de las aguas pluviales: revisión y estudio experimental". Revista de Ingeniería Ambiental . 139 (5): 746–756. doi : 10.1061 / (ASCE) EE.1943-7870.0000662 .
- ^ Tabor, Matthew L .; Newman, Derrick; Whelton, Andrew J. (16 de septiembre de 2014). "Contaminación química de aguas pluviales causada por actividades de rehabilitación de infraestructura de tubería curada en el lugar (CIPP)". Ciencia y tecnología ambientales . 48 (18): 10938–10947. doi : 10.1021 / es5018637 . PMID 25127182 .
- ^ Tabor, ML, Newman, D., Whelton, AJ (2014). "Contaminación química de aguas pluviales causada por actividades de rehabilitación de infraestructura de tuberías curadas en el lugar (CIPP)". Reinar. Sci. Technol. .
- ^ "Investigadores universitarios" (PDF) . SWRCB.ca.gov . Consultado el 3 de septiembre de 2017 .
- ^ Currier B. (2017). ”Informe final sobre la calidad del agua del flujo a través de la tubería curada en el lugar (CIPP)”, preparado para CALTRANS, Sacramento, CA.
- ^ Ra, Kyungyeon; Teimouri Sendesi, Seyedeh Mahboobeh; Howarter, John A .; Jafvert, Chad T .; Donaldson, Bridget M .; Whelton, Andrew J. (2018). "Revisión crítica: Impactos en la calidad de las aguas superficiales y pluviales de las reparaciones de tuberías curadas en el lugar" . Revista - Asociación Estadounidense de Obras Hidráulicas . 110 (5): 15–32. doi : 10.1002 / awwa.1042 .
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- ^ Li, Xianzhen; al, et. (2019). "Fabricación al aire libre de revestimientos plásticos curados con UV para la reparación de alcantarillas de aguas pluviales: Emisiones químicas y residuales" . Contaminación ambiental . 245 : 1031-1040. doi : 10.1016 / j.envpol.2018.10.080 .
- ^ Teimouri Sendesi, Seyedeh Mahboobeh; Ra, Kyungyeon; Conkling, Emily N .; Boor, Brandon E .; Nuruddin, Md .; Howarter, John A .; Youngblood, Jeffrey P .; Kobos, Lisa M .; Shannahan, Jonathan H .; Jafvert, Chad T .; Whelton, Andrew J. (2017). "Emisiones de aire químico en el lugar de trabajo y exposición de los trabajadores durante la rehabilitación de tuberías de alcantarillado y aguas pluviales utilizando tubería curada en el lugar (CIPP)" . Cartas de ciencia y tecnología ambientales . 4 (8): 325–333. doi : 10.1021 / acs.estlett.7b00237 .
- ^ a b "Inicio" .
- ^ documento en su sitio web
- ^ un estudio adicional
- ^ "Tubería curada en el lugar (CIPP): riesgos de exposición dérmica e inhalación asociados con alcantarillado sanitario, alcantarillado pluvial y reparaciones de tuberías de agua potable | | Blogs | CDC" .
- ^ [1]
- ^ "Seminario web sobre tuberías curadas en el lugar (CIPP) | Asociación Nacional de Salud Ambiental: NEHA" .
- ^ preguntas
- ^ "Estudio de emisiones CIPP - Solicitud de propuesta | NASSCO" .
enlaces externos
- Nueva investigación sobre CIPP publicada por una revista científica
- Información sobre la patente de EE. UU. Núm. 4009063
- Información relacionada sobre patentes CIPP
- Tecnología sin zanja: [2]
- Cómo se instala CIPP
- Métodos de prueba de América del Norte y Europa: impacto en las propiedades de flexión de CIPP
- Impactos en la calidad del agua y la toxicidad acuática de los sitios CIPP de ASCE Journal of Environmental Engineering: Whelton, A., Salehi, M., Tabor, M., Donaldson, B. y Estaba, J. (2013). "Impacto de los materiales de revestimiento de la infraestructura en la calidad de las aguas pluviales: revisión y estudio experimental". J. Environ. Eng., 139 (5), 746–756.
- Estudio de seguridad pública y trabajadores del CIPP - Emisiones químicas al aire: [Whelton, Sendesi SMT, Ra K., Conkling EN, Boor BE, Nuruddin M., Howarter JA, Youngblood YP, Kobo LM, Shannahan JH, Jafvert CT, Whelton AJ (2017 ). "Emisiones químicas al aire en el lugar de trabajo y exposición de los trabajadores durante la rehabilitación de tuberías de alcantarillado sanitario y aguas pluviales utilizando tubería curada en el lugar (CIPP)". Reinar. Sci. Technol. Cartas, DOI: 10.1021 / acs.estlett.7b00237]
- Sitio web de CIPP para trabajadores y seguridad pública