Tecnología sin zanja
Breña fue el primero de los 49 distritos de Lima en los que Sedapal ha evaluado los sistemas de distribución de agua potable y recolección de aguas servidas para identificar tramos de tubería que necesita ser reemplazada o rehabilitada.
En este artículo se describen las acciones principales p rincipales realizadas para evaluar las necesidades existentes de los sistemas de agua y alcantarillado; la familia de técnicas de rehabilitación sin zanja existente que fueron consid erados en Breña, y las técnicas del d el sistema de Tecnología sin Zanja, que fueron seleccionadas para su uso en este distrito. La Evaluación La evaluación de los sistemas existentes de a gua y alcantarillado consistió en:
Levantamientos topográficos; Estudios de población, demanda y caudal Inventario y evaluación de las condiciones de la tubería existente Modelos hidráulicos de los sistemas de agua y alcantarillado Estudios geotécnicos Estudio de alternativas disponibles Preparación de los documentos del contrato; Preparación de manuales de mantenimiento y operación.
Esta evaluación determinó que el sistema de agua tenía aproximadamente 74 km. de tubería, de los cuales unos 57 km. (77%) requerían reemplazo o rehabilitación. Se determinó que el sistema de alcantarillado tenía alrededor de 72 Km, de los cuales aproximadamente 11 km. (15%) requerían reemplazo o rehabilitación. Una vez conocida la magnitud y la condición de los sistemas existentes, el próximo paso fue evaluar todas las opciones viables. A causa de las áreas altamente congestionadas con gestionadas en el distrito de Breña, Sedapal y el Consorcio Greeley & Hansen-Caem Ltda., pusieron una alta prioridad en considerar las técnicas de Tecnología sin Zanja.
La Tecnología sin Zanja La Tecnología sin Zanja es un conjunto de métodos, materiales y equipos usados para rehabilitar tubería existente o instalar nueva tubería subterránea con el mínimo de problemas y destrucción típicamente asociados con métodos convencionales. El término "Tecnología sin Zanja" es relativamente n uevo. Ha sido muy utilizado durante los últimos 10 años de un modo global para describir este segmento fuerte y dinámico de la industria subterránea de construcción. Los principales métodos de tecnología sin zanja para rehabilitación, son:
1.- Tubería Curada en Sitio ("Cured in place pipe" CIPP). CIPP involucró la construcción de una nueva tubería dentro de una tubería anfitriona existente en el sitio de trabajo, invirtiendo una manguera flexible que se ha impregnado con una resina. Cuando la resina se restaura mediante el uso de vapor y presión, se forma la tubería de plástico. 2.- Tubería Plegada y Desplegada ("Foid & Formed" F&F).F&F significa modificar la forma de una tubería p lástica circular, a una forma de U para facilitar su colocación dentro de la tubería anfitriona existente. Cuando la tubería plegada está en su lugar, se utiliza el calor y presión para desplegar dicha tubería para que esta se adapte ajustadamente contra la tubería anfitriona. 3.- Tubería Insertada ("Slipining" SL). SL comprende la colocación de una tubería de revestimiento parcial o continuo, dentro de una tubería anfitriona existente. Este método resulta en una reducción importante en la sección transversal de la tubería anfitriona. El espacio a nular entre la tubería insertada y la tubería anfitriona se rellena con mortero de cemento. 4.- Fragmentación de Tubería ("Pipe Bursting" PB).PB involucró la fragmentación de la tubería existente, empujando los pedazos rotos en el terreno circundante, instalando simultáneamente una nueva tubería, acoplada al elemento que va fragmentando la tubería existente. 5.- Reparación Puntual ("Point Source Repair" PSR).PSR es el uso de robots, tapones inflables a control remoto, revestimiento corto de tubería curada en sitio, etc. para reparar problemas puntuales. 6.- T Revestimiento con Mortero de Cemento ("Cement Mortar Lining" CML).
CML es el procedimiento de jalar una herramienta rotatoria de salpicado a traves de una tubería a una velocidad controlada, para aplicar un espesor deseado de mortero de cemento sobre las paredes de la tubería anfitriona existente, la cual ha sido anteriormente raspada y limpiada. Tecnología seleccionada para Breña La Tecnologías en Zanja ejecutada en el distrito de Breña. Tratándose del sistema de agua potable, la longitud total de tubería a ser intervenida en este distrito es de 56.7 km., de los cuales serán rehabilitados mediante limpieza y revestimiento con mortero de cemento; 6.4 km. fueron reemplazados mediante fragmentación de tubería y 9.7 km. fueron remplazados mediante el método tradicional de corte abierto. En el sistema de alcantarillado, se empleó un total de 11.0 km. de tubería en el distrito de Breña, de los cuales 4.2 km. fueron reemplazadas mediante la fragmentación de tubería ("Pipe Bursting") y 6.8 km. fueron reemplazados mediante el metodo tradicional de corte abierto.
Conclusiones El trabajo que se realizó en el distrito de Breña representa la primera aplicación de dos principales Tecnologías sin Zanja (es decir, Fragmentación de Tubería y Revestimiento de Tubería con mortero de cemento). El enfoque más fácil habría sido continuar haciendo el mismo tipo de reemplazo de tubería que siempre se ha hecho, pero Sedapal y el Consorcio Grecley & Hansen-Cacm Ltda. no buscan la solución más fácil, sino la solución mejor. La mejor solución para Breña fue seleccionar métodos que eran probablemente más eficientes y de costo mínimo, que minimizaban los problemas a los vecinos y el tráfico existente. Esto se logró con el uso, en forma pionera en el Perú, de la Tecnología sin Zanja.
Tecnologías sin zanja: Pipe bursting Limpieza
y
revestimiento
con
mortero
cemento | Inspección
televisada
Descripción
Pipe Bursting o fraccionamiento de tuberías es el método por el cual se reemplaza la tubería existente por una nueva tubería de diámetro igual o mayor mediante la fragmentación de la tubería existente y forzando el material fracturado al terreno con la finalidad de formar el acceso de la nueva tubería de polietileno (HDPE).
Ventajas
El método de Pipe Bursting o fraccionamiento de tuberías ahorra tiempo y dinero, en comparación con la instalación de una tubería nueva.
Los trabajos se realizan sin mayores problemas para el público o el tránsito, ya que solo se requieren de pequeñas excavaciones.
Trabajos realizados
Tecnologías sin zanja: Limpieza y revestimiento con mortero cemento Pipe
bursting | Inspección
televisada
Descripción
La Limpieza y Revestimiento de tuberías de Fierro Fundido para Agua Potable, es el método por el cual primero se limpia mecánicamente las incrustaciones de la tubería producto de la corrosión originada con el paso de los años para después proceder ha revestirla con mortero cemento de tal
manera de mantener los agentes causantes de esta corrosión apartados de la pared del tubo.
Los problemas originados por las incrustaciones son los siguientes:
Perdida o reducción de la capacidad de resistir la presión para la cual fueron diseñadas las tuberías originando que estas se rompan y filtren.
La disminución del diámetro efectivo de la tubería con la consiguiente pérdida de la capacidad de transporte y presión.
Ventajas
El método de limpieza y revestimiento con mortero cemento ahorra tiempo y dinero, en comparación con la instalación de una tubería nueva.
Altamente eficiente en la protección anticorrosiva.
Los trabajos se realizan sin mayores problemas para el público o el tránsito, ya que solo se requieren de pequeñas excavaciones.
Durante el período de construcción se pueden colocar sistemas provisionales de abastecimiento de agua para no perjudicar a la población.
El revestimiento, soluciona y evita las filtraciones en pequeñas perforaciones de la tubería.
Tecnologías sin zanja: Inspección televisada Limpieza
y
revestimiento
con
mortero
cemento | Pipe
bursting
Descripción
Es un sistema que permite realizar un diagnóstico preciso y total de las tuberías de agua potable y alcantarillado instaladas, a través de la exposición visual interna de las mismas, detectando filtraciones de agua subterráneas, daños mecánicos, conexiones domiciliarias, conexiones clandestinas
y
determinando
asimismo
el
estado
de
las
tuberías
rehabilitadas.
Utiliza un sistema robotizado de última generación y tecnología, el cual opera sobre la base de las informaciones transmitidas por una cámara especialmente diseñada para esta actividad acoplada a un transportador. El transportador que consiste de un pequeño tractor, tiene la movilidad necesaria para cubrir distancias de hasta 120 m, el mismo que acoplado con una cámara electrónica de alta sensibilidad, con un radio de acción de 360º, registra todos los eventos y anomalías que halla en su
recorrido.
Las imágenes generadas, son transmitidas y visualizadas en un monitor que se halla fuera de la tubería, permitiendo identificar el sitio exacto donde se localiza el evento, ya que el sistema también
cuenta
con
un
contador
digital
en
metros.
Simultáneamente las imágenes son almacenadas en un vídeo cassette de alta definición, posibilitando así su posterior análisis y evaluación.
PIPE BURSTING (ESTATICO) Generalidades Renovación sin zanja de tuberías. Grandes ventajas en el cambio de redes de acueducto obsoletas en muy corto tiempo, siendo más económico y mucho más veloz comparativamente con la tecnología tradicional a zanja abierta y con menor impacto ambiental.
Equipo
Procedimiento Consiste en la instalación de una tubería nueva en el espacio ocupado por el tubo antiguo, el cual es destruido previamente e incorporado al suelo circundante. Excavaciones para: máquina, entrada Introducción de barras en la tubería de tubería y acometidas antigua Corte y retiro de las secciones del tubo Instalación de accesorios de corte y para instalación de la máquina y expansión entrada de tubería Halado e instalación de la tubería Colocación de equipo en la zanja Retiro de equipo y herramientas Ejecución de empates y acometidas
TERMOFUSION Generalidades Definición Esta técnica consiste en el calentamiento de los tubos con extremos rectos ó tubo con accesorio(s) manteniéndolos unidos a una plancha caliente, retirando la plancha cuando se obtiene la fusión del material, procediendo a la unión de los extremos por acción de una fuerza constante, manteniéndola hasta alcanzar el enfriamiento de las piezas. Proyectos en tubería de Polietileno de Alta Densidad desde 3" en adelante.
Generalidades Definición Este tipo de unión de tuberías de polietileno (PE) se efectúa por medio de accesorios que, en su superficie interna, llevan incorporadas una o varias resistencias. Al pasar por ellas la corriente eléctrica, producen el calor suficiente para que el polietileno del accesorio en contacto con ellas y el de la superficie externa del tubo fundan y permitan su soldadura.
Ideal para conexiones de servicios públicos donde la reglamentación urbana de concesiones viales, no permiten romper las calzadas y/o andenes. Permite el cruce de tuberías por debajo de ríos, vías férreas, autopistas, pistas aéreas y en general zonas vedadas para excavación. Proyectos desde 10 mts. para tuberías de 3", hasta más de 30.000 mts para tuberías de variados calibres.
Equipo perforador
Fresas y cabezas de perforación
Procedimiento A través de una trayectoria previamente diseñada se ejecuta una perforación piloto, dirigida por un transmisor y un receptor. Luego se amplía la perforación por compactación con fresas hasta obtener el diámetro deseado. Requiere el uso de fluidos de perforación, opera por empuje y rotación.
PIPE RAMMING
Técnica utilizada para hincar horizontalmente tuberías de acero de diferentes diámetros. El empuje se realiza mediante un martillo neumático, que golpea el tubo de acero, el cual penetra el suelo sin causar alteración del mismo. Una vez instalado el tubo se remueve el material de su interior.
Procedimiento
Características 1. Longitud variable de acuerdo a las condiciones del suelo 2. Diámetros desde 4 hasta 80 pulgadas 3. Fuerza de impacto hasta 2.000 toneladas 4. Aplicable en todos los suelos excepto roca 5. Requiere de una fuente de aire comprimido 6. Se requiere un método eficiente para extraer el material sobrante dentro del tubo
Tecnología Sin zanja La tecnología sin zanja no es solo respetuosa con las personas y el medioambiente , sino que es la solución lógica y económica en el marco actual. Incluye varios métodos para la rehabilitación y nueva instalación de conducciones que evitan en la medida d e lo posible las zanjas en la vía pública y acortan los plazos de ejecución. Construtec Duktus ofrece soluciones técnicamente avanzadas y sostenibles a largo plazo para llevar a cabo con éxito proyectos con tecnología sin zanja y dispone de un Manual de Tecnología Sin Zanja que puedes descargar.
Origen y evolución de la tecnología sin zanja La creación y desarrollo de las infraestructuras hidráulicas de nuestros pueblos y ciudades se realizó mediante la apertura de zanjas y trincheras de forma manual con un gran número de mano de o bra. La carencia de tecnología, obligaba a colocar las tuberías manualmente dentro de las zanjas y a cubrirlas con grandes cantidades de arena y material de relleno. Las tuberías eran en su mayoría de fundición dúctil y las uniones de madejas de cáñamo y plomo. Seguir leyendo »
Perforación Dirigida Horizontal Innovadora técnica para nuevas conducciones por medio de la perforación del terreno y arrastre de la tubería.
Perforación Dirigida Horizontal La tecnología de Perforación Dirigida Horizontal significa una innovación en el procedimiento de colocación de tuberías que evita la apertura de zanjas a cielo abierto minimizando el movimiento de tierra. Se trata de una alternativa técnicamente avanzada que da solución a proyectos complejos como por ejemplo, conducciones bajo ríos, edificios o zonas con grandes d esniveles. Construtec Duktus ofrece la Solución PHD que incluye un asesoramiento especializado, las herramientas necesarias como el cabezal de tiro y la tubería más avanzada para abordar con la máxima garantía proyectos con Perforación Dirigida Horizontal.
Procedimiento Esta tecnología opera mediante una máquina que perfora el suelo a lo largo de toda la trayectoria de la instalación, siendo orientada y seguida desde la superficie mediante un l ocalizador que indica la posición, sin necesidad de pozos verticales, ya que la obra comienza desde la superficie. Seguir leyendo » Cuando la cabeza perforadora ha alcanzado su objetivo, es reemplazada por un escariador, que amplía la perforación al diámetro deseado. Durante su regreso, se introduce la tubería que se va a instalar. No es necesario que el alineamiento del agujero de perforación sea recto, este sistema permite cambiar la dirección para evitar el choque con otros servicios u otros obstáculos que se localicen bajo tierra.
Para la correcta realización de este tipo de instalación se establecen tres requisitos: 1.
Utilizar tubería acerrojada con resistencia al la fuerza de tracción generada durante el arrastre a través del agujero de perforación.
2.
Uniones flexibles para soportar desviaciones angulares que pueden surgir durante el proceso de introducción bajo tierra.
3.
Revestimiento exterior que permita realizar la trayectoria sin generar deterioros en la superficie del tubo.
Solución Construtec Duktus La Solución PHD es adecuada para proyectos con tecnología sin zanja siguiendo la técnica de Perforación Dirigida Horizontal e incluye: asesoramiento en fase de estudio, servicio de un perforista certificado, apoyo técnico en obra, cabezal de tiro, tubería y accesorios necesiarios. Los requisitos generales que debe cumplir la tubería para la Solución PHD son:
Resistencia: La fundición dúctil tiene una alta resistencia a cargas extremas y el espesor d e pared de fundiciónrecomendado es K9 o superior . Unión: La unión acerrojada BLS® es adecuada para soportar fuerza de tracción longitudinal y permite un radio de curvatura de ≤0,5º por unión. Protección exterior: El revestimiento exterior debe proteger la tubería contra los golpes y la agresividad del suelo. El revestimiento ZMU incluye de fábrica una capa de 5 milímetros de mortero de cemento que preserva la integridad de la tubería contra los impactos y los terrenos conflictivos con alto nivel de corrosión .
Ejemplo:
Tubería de fundición dúctil DN 200 con revestimiento ZMU, unión BLS® y espesor de pared K9. Fuerza de tracción permitida F zul: 350 kN (PFA 64 bar) Peso de la tubería G pipe: 271,5 kg = 45,25 kg/m ≈ 0,46 kN/m Coeficiente de fricción μ = 1,0 Consultar tabla de valores: Fuerza de tracción máxima permitida.
Bursting Sustitución de tuberías manteniendo la misma ruta mediante la destrucción y desplazamiento de la tubería existente.
Bursting Bursting es el método sin zanja más utilizado a nivel mundial para la rehabilitación de tuberías ya que permite renovar las conducciones manteniendo la línea existente evitando el costoso trabajo de la apertura de zanjas y los problemas de seguridad derivados. Esta técnica está muy extendida en Europa central donde Duktus es un referente indiscutible por su experiencia y pr oductos de alta calidad.
Procedimiento Se trata de una técnica efectiva para la reposición de tuberías a través del canal existente, sin necesidad de realizar una nueva zanja. La tubería a reemplazar se rompe con la ayuda de una cabeza de ruptura o se corta utilizando un rodillo de corte. Los fragmentos ocasionados por la ruptura se desplazan contra el terreno circundante y la cavidad resultante se amplia, de forma que un nuevo tubo pueda introducirse en ella. La tubería de substitución puede tener el mismo diámetro nominal que la antigua o incluso mayor, en el caso de que pueda tener un diámetro menor, la técnica de relining sería una alternativa a tener en cuenta.
Solución Construtec Duktus En las técnicas sin zanja en general y la de bursting en concreto, se aplican grandes fuerzas de tracción en las articulaciones entre las tuberías y en el cuerpo mismo de la tubería. En consecuencia el lógico recurrir al material con la mayor resistencia posible a la tracción, es decir, la unión BLS® tal y como se demuestra en la tabla comparativa publicada por DVGW. Dadas las condiciones inciertas del terreno y el afilado filo de los fragmentos de la tubería rota, la resistencia del revestimiento es el segundo requerimiento para acometer con éxito un proyecto con la técnica de Bursting. La tubería de fundición dúctil Duktus Duktil ZMU con revestimiento de mortero de cemento procura una protección excelente contra los riesgos derivados de la técnica de bursting lo que significa que puedes estar seguro de obtener una conducción segura y fiable a largo plazo.
Relining Renovación de redes a través de la introducción de tubería nueva dentro de la tubería existente.
Rocket-Plough Process Técnica de instalación rápida en nuevas rutas indicada para grandes largos con pocas conexiones en zonas con baja densidad de población.
