PIPEBURSTING

1. PIPEBURSTING

2. El problema • Existe un deterioro general de líneas de agua potable, aguas servidas y de gas a nivel mundial • Las áreas urbanas están cada vez más congestionadas • Los sistemas existentes se encuentran instalados en vías públicas, aceras, edificios, ornamentos, etc. • A nivel mundial se estima que sean 32 millones de kilómetros en tuberías de agua potable y aguas servidas • Mas del 30 % ya cumplió su vida útil • Las pérdidas a nivel mundial en sistemas de aguas potables oscilan entre 10 a 50%, dependiendo del pais • Las comunidades se han tornado mucho mas exigentes

3. El mercado de renovación de tuberías • En EEUU cada dos minutos ocurre una ruptura mayor en sistemas de aguas potables • Un estudio de EPA (2008) estima que en las próxima década y solo en USA: • se requerirá invertir cerca de un trillón de USD (1012) para mantener los diferentes sistemas • y de estos se necesitaran 335 billones de USD (109) solo en mantener los sistemas de agua potable • En Colombia las pérdidas de agua promedio han sido estimadas en 45%  72 m3/s

4. Algunos métodos empleados Métodos/tecnologías sin zanja Rehabilitación Tubería nueva en ruta nueva Tubería nueva en ruta existente Curado en sitio Perforación direccional Pipebursting Expand Micro-tuneles Pipe reaming Ribline Pipejacking Pipejacking Rotaloc Auger boring Sistema “GLC”

5. Que se conoce como PIPEBURSTING Es la técnica para reemplazar tuberías, sin hacer zanjas, mediante la cual se rompe la tubería en sitio, incrustando los restos en el terreno circundante mientras que, simultaneamente, se coloca una tubería nueva en el mismo sitio

6. El proceso de PIPEBURSTING • Tipicamente un cabezal especial es colocado al frente de la tuberia a reemplazar • Al desplazar el cabezal, de diametro superior al de la tuberia existente, este la rompe y los fragmentos son incrustados en el terreno circundante • Al avanzar el cabezal, el espacio es ocupado por la tubería nueva

7. Los beneficios… • Se instala una tubería nueva • Elimina cerca del 85% de las excavaciones (comparado reemplazo a cielo abierto) • Se puede reemplazar tuberias de todo tipo de material • Emplea la misma ruta de la tubería existente • En la mayoria de los casos es factible mantener los gradientes originales • Permite incrementar el tamaño de la tubería y por ende aumentar la capacidad del sistema • Menos molestias a la comunidad • Menores riesgos a los servicios circundantes • Mucho mas rápido que los métodos alternos • Mas eficiente y a un menor costo total comparado con otros métodos alternos* • Tecnología probada con mas de 25.000 Km instalados a nivel mundial y crecimiento anual del 20% en tuberias de agua potable, aguas servidas y gas (*): dependiendo del numero de conexiones laterales

8. Rangos tipicos • Diámetros desde 2” hasta 36” • El 80% de los reemplazos han sido por debajo de 16” aunque se ha logrado usar hasta en 48” • Longitudes típicas rondan los 100 a 120 m, aunque se han alcanzado longitudes muy superiores • El limite dependerá de: • la relación costo-beneficio • condiciones del terreno • servicios circundantes • capacidad de las unidades

9. Clasificación del proyecto Clasificación de proyectos por IPBA

10. Desplazamientos del terreno • Todo trabajo de Pipebursting implica desplazamiento de terrenos • El terreno siempre expandirá en dirección al suelo con menor resistencia • Los desplazamientos son función del tiempo y espacio • El mayor desplazamiento ocurre durante el proceso de expansión y disminuye paulatinamente en el tiempo. • Tiende a ser localizado y se disipa rápidamente con la distancia. • Depende primordialmente de: (i) grado de expansión, (ii) tipo y grado de compactación de terreno y (iii) profundidad Diámetro herramienta de expansión Diámetro nueva tubería Línea de centro nueva tubería Tubería existente

11. Condiciones del terreno Relleno original Arcillas expansivas Piedra suelta Arenas Arcillas densas compactadas Mas fácil Mas dificil

12. Entendiendo el incremento en diámetros… Siempre recordar que los incrementos en diámetros dependerán de las condiciones del terreno y del ancho de la zanja original. Es importante porque es necesario conocer si habrá suficiente espacio para expandir tanto en profundidad como en ancho

13. Profundidad • Un mínimo de 4 pies (1.20 m.) de profundidad cuando se aumenta en un tamaño. • La regla general es un pie (33 cm) de cobertura por cada pulgada de expansión, calculada entre el diámetro exterior de la herramienta de expansión menos el diámetro interno de la tubería existente

14. Profundidad • Que tan profundos serán las tanquillas de entrada y salida? • Es factible la construcción de una tanquilla de entrada (longitud mín 2 ½ veces la profundidad? • Requerimos mantener o modificar las tanquillas existente?

15. Material de la tubería a romper • TUBERIAS FRACTURABLES • Arcilla • Concreto • Asbestos cemento • TUBERIAS NO FRACTURABLES • Hierro fundido-Hierro dulce • Acero al carbono • Acero galvanizado

16. Usos de fluidos (lubricación) Pequeños diámetros (6-10”) y buen suelo Diámetros medios (12-16”) Diámetros grandes (> 18”) Suelos malos Quizás Siempre Aspectos técnicos a considerar

17. Distancia • Energía estática • Incrementa la energía de halado inicial • “Memoria” del terreno • Carrera contra el tiempo • Fricción de la tubería • Lubricación • Efecto tractor • Longitud del hueco de entrada

18. Consideraciones especiales • Requerimientos de desvíos • Presencia de servicios cercanos • Puntos reparados en el pasado (bloques de concreto) • Colapsos en tubería existente • Vibraciones: los sistemas neumáticos pueden crear vibraciones notables en las áreas adyacentes al trabajo • Nivel freático • Material de tubería de reemplazo: lo mas comúnmente usado PEAD y PEMD (min. SDR17) aunque se han empleado otros materiales (PVC, concreto reforzado, etc.) • Curvaturas en rutas existentes • Invasión de raíces • Numero de tanquillas

19. Como determinar la fuerza de halado en Pipebursting Se aplica esta sencilla formula F = π ( D² - d² ) 4800 Donde: F es la fuerza de halado expresada en Tons 4800 es un factor determinado por los usuarios de la tecnología D es el diámetro exterior de la herramienta de corte y expansión (mm) d es el diámetro interior de la tubería a cambiar (mm)

20. Tipos de equipos para Pipebursting Sistema neumáticos (impacto) Sistema hidráulicos estáticos y expansivos Tipos de equipos

21. El proceso de PIPEBURSTING TRABAJOS PREVIOS • Evaluación previa del sitio • Limpieza de la linea, si fuera requerido • Inspección con CCTV, si fuera requerido • LOCALIZAR, LOCALIZAR, LOCALIZAR (donde se excavaran las tanquillas de entrada y salida, asi como las de servicios • Excavación de servicios para desvio(s) temporales • Instalacion de desvio(s) temporales y conexiones a los clientes

22. Se excavan las tanquillas sobre la tubería existente (entrada y salida) El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

23. El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

24. La tubería existente es cortada, drenada y sellada El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

25. La tanquilla de entrada se limpia y se prepara para colocar la unidad de halado hidraúlico El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

26. Se posiciona la unidad de halado El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

27. Se posiciona la unidad de halado El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

28. Notar la plancha bajo la unidad de halado El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

29. Se coloca la plancha de soporte frontal El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

30. Se conectan las mangueras hidraúlicas y los cables de control a las unidades de potencia y a la de halado El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

31. Se colocan las barras de halado, utilizando el sistema automático de acople El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

32. El proceso de PIPEBURSTING • Se pasan las barras de perforacion

33. Barra saliendo en calicata de salida El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

34. Herramientas para instalar la nueva tubería El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

35. Se inserta el cabezal de halado en la tubería de PEAD El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

36. La herramienta de expansión se desliza sobre la barra, se enrosca la barra de halado y se fija con grilletes el cabezal de halado con la tubería nueva El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

37. Se comienza el halado El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

38. El proceso de PIPEBURSTING paso a paso … Notar como la tubería se posiciona dentro de la herramienta de expansión

39. La tuberia de PEAD se posiciona y comienza la ruptura de la tubería existente El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

40. El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

41. Mientras se va halado la nueva tubería se retiran las barras y se colocan en sus cacerinas El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

42. Cuando el cabezal llega a la calicata de entrada, se remueve la plancha y se retira un poco la unidad de halado El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

43. Se coloca la caja final que permite el halado final para sacar el cabezal El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

44. La tubería llega a la tanquilla El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

45. El proceso de PIPEBURSTING paso a paso …

46. El proceso de PIPEBURSTING TRABAJOS FINALES • Conexiones a las tuberias existentes en las alcantarillas • Conexiones de servicios • Relleno y comptación de tanquillas • Reparación de superficies en tanquillas • Remoción de sistemas de desvios temporales • Elaboración de postmortem y actualización catastral

47. Distribuidor exclusivo en Colombia TLF 57-1-6386114 Cra. 18 No. 86ª-14 info@tecmeco.com www.tecmeco.com