ES2230878T3 - Procedimiento para sanear o renovar conductos y canalizaciones de aguas residuales. - Google Patents
Procedimiento para sanear o renovar conductos y canalizaciones de aguas residuales.Info
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Abstract
Procedimiento para sanear o renovar conductos y canalizaciones de aguas residuales, caracterizado por: (a) la fabricación de un tubo de goma de desecho y plástico con poca estabilidad intrínseca, y (b) la introducción de este tubo en una tubería de aguas residuales vieja de las canalizaciones de aguas residuales, apoyándose el tubo que presenta poca estabilidad intrínseca en la pared de la tubería de aguas residuales vieja.
Description
Procedimiento para sanear o renovar conductos y
canalizaciones de aguas residuales.
La invención se refiere a un procedimiento para
sanear o renovar conductos y canalizaciones de aguas residuales. Por
el concepto "saneamiento" o "renovación" se entienden las
medidas para mejorar la capacidad funcional de conductos y
canalizaciones de aguas residuales con inclusión total o parcial de
su sustancia original. En lo sucesivo se habla del saneamiento de
canalizaciones de aguas residuales para referirse tanto al
saneamiento como a la renovación de canalizaciones de aguas
residuales y de conductos de aguas residuales.
Las canalizaciones de aguas residuales se han de
limpiar de vez en cuando, dado que las tuberías de aguas residuales
están sometidas a influencias medioambientales y con el paso del
tiempo ya no pueden cumplir su función, ya que por ejemplo pierden
la estanqueidad.
Por ejemplo, en Alemania se han de sanear en un
futuro próximo canalizaciones de aguas residuales con una longitud
total de varios cientos de miles de kilómetros. En Alemania existen
aproximadamente 1.400.000 Km de canalizaciones de aguas residuales.
Aproximadamente 750.000 Km han de ser saneados. De acuerdo con los
cálculos por extrapolación, en los próximos años se deberán gastar
para ello hasta 150.000 millones de marcos.
Actualmente, para el saneamiento de
canalizaciones de aguas residuales se utilizan tuberías de plástico
(por ejemplo de polipropileno). En este contexto se emplean
diferentes procedimientos de revestimiento. Un grupo de
procedimientos de revestimiento es el, así llamado, "relining"
("re-encamisado") de tuberías, en el que unas
tuberías de plástico autoportantes se introducen por secciones en
las tuberías de aguas residuales a sanear para restablecer o
aumentar la resistencia a los ataques físicos, químicos,
bioquímicos y/o biológicos, para evitar una nueva formación de
incrustaciones, y para restablecer y/o aumentar la capacidad de
carga y la estanqueidad al agua. Con ello se reducen las
dimensiones de la sección transversal de las tuberías de aguas
residuales o los pozos de inspección a sanear.
En el proceso de "relining" se diferencia
entre "relining" de tramo de tubería, "relining" de
tubería larga y "relining" de tubería corta. En el
"relining" de tramo de tubería, un tramo de tubería de
plástico de sección transversal circular se introduce en una
operación en la sección a sanear de la tubería de aguas residuales.
De este modo, entre el tramo de tubería de plástico como tubería
interior ("inliner") y la tubería de aguas residuales a sanear
se forma un espacio anular. Este espacio anular se rellena con un
material de relleno. Como material de relleno se utilizan por
ejemplo arenas, materiales fluidos de fraguado hidráulico y masas
espumantes. El procedimiento es independiente de la forma de la
sección transversal de la tubería de aguas residuales. Por regla
general se sanean secciones transversales circulares con un valor
nominal entre DN 80 y DN 2000 con longitudes hasta un máximo de 700
m en función del estado del trazado del soporte. A diferencia del
"relining" de tramo de tubería, en el "relining" de
tubería larga y de tubería corta se introducen tuberías individuales
autoportantes de forma discontinua en las tuberías de aguas
residuales a sanear. Estos procedimientos también son en gran medida
adaptables a las diferentes formas de la sección transversal de las
tuberías de aguas residuales. El procedimiento de saneamiento que
se ha de aplicar en cada caso depende de las circunstancias
locales.
El saneamiento de canalizaciones de aguas
residuales plantea varios problemas. Por una parte es muy costoso
y, por otra, plantea problemas medioambientales, ya que se producen
daños ecológicos.
Otro problema medioambiental consiste en la
eliminación de goma de desecho, en particular de neumáticos de
vehículos usados. En los últimos años se han hecho muchos esfuerzos
por reciclar estos neumáticos usados para evitar la contaminación
del medio ambiente y aprovechar esta valiosa fuente de energía.
La recuperación de materias primas de neumáticos
usados se concentra en diferentes procedimientos de pirólisis,
hidrogenación y gasificación. En general, los productos resultantes
(aceites, gases, coque, hollín, etc.) han de ser purificados antes
de su utilización y resultan costosos. Además, la recuperación de
materias primas libera sustancias contaminantes o se ha de conectar
con fases de procedimiento costosos para la purificación de aguas
residuales o gases de escape.
El aprovechamiento energético de neumáticos
usados implica actualmente la combustión controlada de neumáticos
usados en la industria del cemento. Sin embargo, la capacidad de
ésta ya presenta "cuellos de botella". Además, en caso de
grandes cargas se producen problemas de estabilidad en el proceso de
producción del cemento.
Los depósitos de neumáticos usados pierden cada
vez más importancia, dado que los gastos que éstos implican no dejan
de aumentar. Además existen los problemas del potencial peligro de
incendio, la pirólisis espontánea y el peligro de invasión de
sabandijas.
La cada vez más frecuente eliminación delictiva
de neumáticos usados también exige que se tomen medidas en este
campo.
Ya se conocen diversos procedimientos para el
reciclaje de goma de desecho, en particular de neumáticos
usados.
El documento EP-PS 0493732 da a
conocer un procedimiento para el procesamiento de goma de desecho
azufrosa. La goma se tritura hasta obtener goma en polvo. Después,
a partir de la goma triturada se produce caucho regenerado bajo
des-vulcanización. La goma triturada se mantiene en
una suspensión bacteriana de microorganismos quimiolitótrofos con
suministro de aire, hasta que el azufre se separa parcial o
totalmente del caucho regenerado re-plastificado
restante en forma de azufre elemental y/o ácido sulfúrico. El
caucho regenerado así re-plastificado se utiliza en
determinadas proporciones de peso en la mezcla protectora para el
recauchutado de neumáticos usados.
El documento DE-OS 4431336 da a
conocer composiciones de material que contienen una mezcla de
neumáticos usados pulverizados, una o más resinas y sustancias
químicas. Las resinas se seleccionan entre resina de polipropileno,
resina de polietileno de baja densidad y resina de polietileno de
alta densidad. Las sustancias químicas se seleccionan entre el
grupo formado por acetona, sosa cáustica, lana de vidrio, fosfato
de amonio, almidón y pigmentos. Para fabricar productos moldeados a
partir de estas composiciones de material, los componentes se
mezclan entre sí, la mezcla se funde a una temperatura de 230 a
350ºC y se moldea mediante un procedimiento de moldeado por
centrifugación, extrusión o presión. En la fabricación de tuberías
de aguas residuales mediante este procedimiento, además de
neumáticos usados pulverizados y resinas, la composición de
material contiene acetona, lana de vidrio, fosfato de amonio y/o
almidón. Los aditivos acetona, lana de vidrio, fosfato de amonio y/o
almidón sirven por ejemplo para mejorar la estabilidad intrínseca
de las tuberías de aguas residuales.
El documento DE-OS 4433961 da a
conocer un procedimiento para la fabricación de artículos moldeados
y productos planos a partir de una mezcla de reciclaje basada en
polvo de goma y polietileno. En este procedimiento, el polietileno
se funde y amasa. Después se añade la goma molida y dado el caso
aditivos. La mezcla de polietileno se procesa después con un
rodillo.
El documento DE-OS 4220623 da a
conocer un procedimiento para producir polvo de goma de grano fino a
partir de materiales vulcanizados de goma de desecho. El polvo de
goma producido se puede procesar junto con termoplásticos de
reciclaje con la misma finura de molienda para obtener una nueva
materia prima.
La invención tiene por objetivo crear una
procedimiento ventajoso para sanear canalizaciones de aguas
residuales.
De acuerdo con la invención, este objetivo se
resuelve
- (a)
- fabricando un tubo de goma de desecho y plástico con poca estabilidad intrínseca, y
- (b)
- introduciendo este tubo en una tubería de aguas residuales vieja de las canalizaciones de aguas residuales, apoyándose el tubo que presenta poca estabilidad intrínseca en la pared de la tubería de aguas residuales vieja.
En este contexto, el concepto "tubos con poca
estabilidad intrínseca" se refiere a tubos que no pueden
resistir los esfuerzos a los que está sometida una tubería de aguas
residuales. Estos esfuerzos consisten principalmente en la presión
ejercida por la
tierra.
tierra.
La invención se basa en el conocimiento de que no
es necesario que la estabilidad intrínseca de los tubos para sanear
canalizaciones de aguas residuales sea especialmente grande si
dichos tubos se introducen en las tuberías viejas existentes de las
canalizaciones de aguas residuales. Estos tubos con poca estabilidad
intrínseca se pueden apoyar en la pared de las tuberías viejas de
aguas residuales y en el relleno del espacio anular.
Por consiguiente, una ventaja especial del
procedimiento según la invención consiste en que los tubos se pueden
producir exclusivamente con goma de desecho y plástico. Dado que no
se requiere una estabilidad intrínseca elevada se puede prescindir
de los aditivos utilizados habitualmente para aumentar dicha
estabilidad intrínseca.
El procedimiento según la invención permite
mantener unos costes bajos para el saneamiento de canalizaciones de
aguas residuales, dado que los gastos de fabricación de los tubos
construidos con goma de desecho y plástico son menores que los
correspondientes a los tubos de plástico puro (polipropileno)
normalmente utilizados.
El plástico utilizado para fabricar el tubo puede
ser por ejemplo polietileno o polipropileno, pudiendo emplearse
tanto plástico nuevo como plástico reciclado. La goma de desecho
utilizada para fabricar el tubo puede tener distintas procedencias.
Por ejemplo, puede consistir en EPDM ("terpolímero de
etileno-propileno-dieno")
funcionalizado.
Preferentemente, la goma de desecho utilizada
para fabricar el tubo se procesa en un polvo de goma de grano fino
con un tamaño de grano <1 mm. De este modo se logra una buena
miscibilidad con el plástico. No obstante, también se pueden
emplear determinados aditivos que mejoran la miscibilidad de la goma
de desecho y el plástico. Estos aditivos consisten por ejemplo en
lubricantes, como ceras de polipropileno cristalinas con un peso
molecular de aproximadamente 2.000.
La elección de la proporción de mezcla de goma de
desecho y plástico para producir el tubo puede variar. Se ha
comprobado que resulta especialmente ventajoso emplear
aproximadamente entre un 50 y un 70% en peso de goma de desecho y
aproximadamente entre un 30 y un 50% en peso de plástico.
Como ya se ha mencionado, para producir el tubo
con poca estabilidad intrínseca se pueden utilizar neumáticos
usados. En ese caso, mediante el procedimiento según la invención
también se resuelven grandes problemas medioambientales, dado que
se puede emplear una gran cantidad de neumáticos usados. En Alemania
se generan aproximadamente 600.000 toneladas anuales de neumáticos
usados. Se puede comprobar que, mediante el procedimiento según la
invención, en el saneamiento de las canalizaciones de aguas
residuales se pueden utilizar todos los neumáticos usados generados
durante un período de aproximadamente 12 años. Esta cifra se obtiene
suponiendo que la proporción de goma (incluyendo hollín y material
de relleno) de los neumáticos usados es de aproximadamente un 70%.
Esto da como resultado una generación de goma de desecho de 420.000
toneladas al año. Con una densidad aproximada de la goma de desecho
de 0,93 g/cm^{3}, resulta un volumen de 450.000 m^{3} de goma de
desecho. Con un diámetro medio de un canal de aguas residuales DN
500 (500 mm) resulta un perímetro de 1,57 m. Si es necesario sanear
750.000 Km de canalizaciones de aguas residuales, esto corresponde
a una superficie de aproximadamente 1.200.000.000 m^{2}. Con un
espesor de capa (correspondiente al espesor de pared del tubo) de 6
mm resulta un volumen de 7.200.000 m^{3}. Aceptando que el 70%
del material utilizado consiste en goma de desecho, el volumen a
rellenar con goma de desecho corresponde a 5.100.000 m^{3}. En
consecuencia, el procedimiento según la invención proporciona una
solución a largo plazo para la eliminación de neumáticos usados que
permite ahorrar costes consecutivos para la evacuación de los
mismos.
Para producir los tubos utilizados en el
procedimiento según la invención a partir de neumáticos usados se
puede proceder de la siguiente manera:
En primer lugar, los neumáticos usados se
clasifican en función de la calidad de la goma y se trituran,
granulan, muelen y liberan de materias extrañas (acero, tejidos de
nylon, etc.). La molienda se puede llevar a cabo tanto en forma de
una molienda en caliente como de una molienda en frío (molienda
criogénica). Estas etapas de proceso individuales son conocidas en
sí.
Opcionalmente, además del material de molienda de
goma no tratado también se puede utilizar material de molienda de
goma sometido a un tratamiento previo especial. Este material de
molienda de goma se puede producir de acuerdo con un procedimiento
conocido para la producción de material de molienda de goma, por
ejemplo mediante el procedimiento descrito en el documento
EP-PS 0 493 732. El polvo de goma de desecho
modificado superficialmente producido con ayuda de este
procedimiento y combinado con plásticos (por ejemplo polipropileno o
polietileno) es muy adecuado para la fabricación de productos de
plástico.
El material de plástico empleado para la
fabricación de los tubos utilizados en el procedimiento según la
invención, por ejemplo polipropileno, se mezcla después con el
material de molienda de goma, también de acuerdo con uno de los
procedimientos conocidos, de modo que se forma una masa bruta.
Con esta masa bruta se fabrican luego tubos o
piezas moldeadas mediante procedimientos de moldeado por extrusión,
centrifugación o presión, con el espesor, el tamaño y la forma de
sección transversal deseados. Las propiedades del material de los
tubos así producidos se ajustan a través de la composición de las
masas brutas y de los parámetros de procesamiento. Estos
procedimientos también son conocidos en sí.
Los tubos con poca estabilidad intrínseca
utilizados según la invención se introducen después en las tuberías
viejas de aguas residuales preferentemente de acuerdo con uno de
los procedimientos de "relining" arriba mencionados.
Si las dimensiones exteriores del tubo con poca
estabilidad intrínseca son menores que las dimensiones interiores
de la tubería de aguas residuales vieja de modo que queda un
espacio entre el tubo con poca estabilidad intrínseca y la tubería
de aguas residuales vieja, el consumo de goma de desecho en el
procedimiento según la invención se puede aumentar adicionalmente
rellenando dicho espacio con goma de desecho o con un material con
contenido de goma de desecho.
La forma de la sección transversal de los tubos
con poca estabilidad intrínseca utilizados se puede elegir a
voluntad. No obstante, ventajosamente se adaptará a la forma de la
sección transversal de la tubería de aguas residuales vieja y podrá
ser circular.
A continuación se explica más detalladamente un
ejemplo de realización de la invención.
En el ejemplo de realización aquí descrito para
sanear canalizaciones de aguas residuales se utilizan neumáticos
usados. Los neumáticos usados se procesan de acuerdo con uno de los
procedimientos ya conocidos para obtener material de molienda de
goma sin tratar o sometido a un tratamiento previo especial. En un
procedimiento preferente, los neumáticos usados reunidos se trituran
mecánicamente y se enfrían con nitrógeno a una temperatura inferior
a -40ºC (punto de congelación de la goma). Los trozos de neumático
se muelen en un molino y se separan los componentes de goma,
textiles y acero. El tamaño de partícula que se ha de obtener
después de una molienda adicional de la goma debe ser \leq500
\mum. A continuación, el polvo de goma se suspende y se somete a
tratamiento microbiano en un biorreactor a temperaturas moderadas y
con alimentación de aire. Los microorganismos consisten en
microorganismos oxidantes de azufre especiales. Éstos provocan una
des-vulcanización en la superficie de las
partículas mediante disociación microquímica de los puentes de
polisulfuro. Las propias cadenas poliméricas permanecen intactas en
este proceso. Después de la etapa biológica se lleva a cabo una
separación de la suspensión mediante sedimentación y filtración. El
polvo de goma separado se seca con cuidado y se confecciona.
El polvo de goma así funcionalizado se combina
con un polipropileno (por ejemplo PP Hostalten PPT 1070 EU, natural)
en una extrusora de husillo doble. El polipropileno se introduce de
forma gravimétrica y el polvo de goma de forma volumétrica a través
de una alimentación lateral. La masa fundida entra a través de un
adaptador (tubo en Y) en la granulación de anillo hidráulico. El
granulador dispone de 12 taladros con un diámetro de 3 mm y tres
cuchillas. En este proceso, la masa está a una temperatura de 170ºC
a 250ºC, preferentemente 200ºC.
A partir de esta masa bruta se producen entonces
tubos con ayuda de una extrusora monohusillo. El husillo de la
extrusora presenta un diámetro de 100 mm. La temperatura de la
extrusora es de 200ºC. En este proceso se trabaja con una
calibración en tanque de vacío.
También se puede fabricar un tubo en una sola
operación, en cuyo caso se suprime la etapa de combinación. Las
temperaturas de la masa oscilan entre 170ºC y 250ºC. La cantidad de
husillos de la extrusora y todos los demás parámetros (por ejemplo
el vacío o el diámetro de los husillos) se pueden elegir libremente
según convenga.
Los tubos así fabricados se introducen después en
las tuberías viejas de aguas residuales de acuerdo con uno de los
procedimientos de "relining" conocidos. Estos procedimientos
son conocidos en sí y por consiguiente no se describen aquí de
forma más
detallada.
detallada.
Claims (7)
1. Procedimiento para sanear o renovar conductos
y canalizaciones de aguas residuales, caracterizado por
- (a)
- la fabricación de un tubo de goma de desecho y plástico con poca estabilidad intrínseca, y
- (b)
- la introducción de este tubo en una tubería de aguas residuales vieja de las canalizaciones de aguas residuales, apoyándose el tubo que presenta poca estabilidad intrínseca en la pared de la tubería de aguas residuales vieja.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las dimensiones exteriores del tubo son
menores que las dimensiones interiores de la tubería de aguas
residuales vieja, de modo que queda un espacio entre el tubo y la
tubería de aguas residuales vieja, y porque este espacio se rellena
con un material que contiene goma de desecho.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la goma de desecho utilizada para la
fabricación del tubo se obtiene de neumáticos usados o EPDM
funcionalizado.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la goma de
desecho utilizada para fabricar el tubo se procesa hasta obtener
polvo de goma de grano fino con un tamaño de grano <1 mm.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el plástico
utilizado para fabricar el tubo es polipropileno.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la proporción
de mezcla de goma de desecho y plástico para la fabricación del
tubo se elige de tal modo que se utiliza entre un 50 y un 70% en
peso de goma de desecho y entre un 30 y un 50% en peso de
plástico.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque durante la
fabricación del tubo se utilizan aditivos para mejorar la
miscibilidad de la goma de desecho y el plástico.
Applications Claiming Priority (2)
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