ES2312507T3 - Procedimiento para el saneamiento de tuberias. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el saneamiento de tuberías en el que se coloca en el interior del tubo una camisa de gran espesor de pared, donde: - dentro del tubo se introduce un tubo flexible de fibra impregnado con una resina endurecible que contiene un iniciador ultravioleta y un peróxido orgánico, - se infla el tubo flexible con aire a presión de manera que se ciña a la pared interior del tubo, - se hace pasar a través del tubo una fuente de luz UV y - se irradia la luz UV de la fuente de luz sobre el tubo flexible de fibra, con lo cual se endurece la resina, caracterizado porque - el tubo flexible de fibra tiene un espesor de pared superior a 10 mm, - la resina tiene un contenido en peróxido orgánico del 0,3 al 4,0% en peso, peróxido que se descompone en radicales en un intervalo de temperatura de 40 a 80ºC y provoca a estas temperaturas una polimerización de la resina, - la fuente de luz UV consta de como mínimo, 2 lámparas UV dispuestas en serie con una potencia mínima de 400 w y - porque la intensidad con la que impacta la luz UV sobre la pared interior del tubo flexible de fibra es de como mínimo 800 w/m 2 .
Description
Procedimiento para el saneamiento de
tuberías.
La invención se refiere a un procedimiento para
el saneamiento de tuberías mediante la instalación de una camisa
interior de gran espesor en el interior de los tubos,
introduciéndose en la tubería dañada un tubo flexible de fibra
impregnado de resina, apretándolo sobre su pared interior y
endureciendo la resina.
Desde hace algún tiempo se vienen empleando
tales procedimientos en la práctica para el saneamiento de
alcantarillados bajo tierra, tuberías de agua y sistemas de tubería
similares. En un tipo de realización especialmente elegante, se
introduce en el tubo un tubo flexible de fibra flexible impregnado
con una resina sintética de endurecimiento por luz recubierto por
ambos lados con una lámina plástica para la protección contra la
conglutinación y deterioros. A continuación se infla el tubo
flexible con ayuda de aire a presión, de manera que se ciñe sobre la
pared interior del tubo. Finalmente, se pasa lentamente una fuente
de luz a través del interior del tubo de manera que la resina se
endurece debido al impacto de la radiación. Los rayos de alta
energía activan entonces los fotoiniciadores contenidos en la
resina, descomponiéndose los radicales que provocan entonces la
polimerización de los enlaces dobles no saturados de la resina.
En la EP-A 122 246 y la
DE-A 198 17 413, por ejemplo, se describe un
procedimiento de este tipo. Éste es adecuado para la fabricación de
camisas interiores de espesores de pared normales, de una magnitud
de 10 mm e inferior. En algunos casos, sin embargo, se requieren
tubos de recubrimiento con mayores espesores de pared, especialmente
cuando la tubería a sanear tiene un gran diámetro o está sometida a
grandes cargas. En este caso es necesario utilizar tubos flexibles
de fibra cuyo espesor de pared sea superior a 10 mm. Sin embargo,
con espesores de pared de esta magnitud es difícil conseguir un
endurecimiento completo del tubo flexible de fibra. Los rayos UV
emitidos por la fuente de luz no pueden atravesar por completo la
gruesa capa, de manera que en la zona exterior del tubo flexible de
fibra opuesta a la fuente de luz no se activan los fotoiniciadores
suficientes. Como consecuencia, los parámetros mecánicos, físicos y
químicos básicos de la camisa interior resultan demasiado bajos, de
forma que, por ejemplo, la carga aplicada por el agua subterránea es
tan grande que se produce una rotura.
Por tanto, el objetivo de la invención consiste
en desarrollar un procedimiento que permita la fabricación de
camisas interiores de gran espesor de pared, en el rango de más de
10 mm, en particular de 12 a 25 mm. Este objetivo se alcanza según
la invención gracias a que cuando se utilizan tubos flexibles
impregnados con resina de un espesor de pared superior a 10 mm se
emplea una resina que contiene, además de los fotoiniciadores, de
un 0,3 a un 4,0% en peso de un peróxido orgánico que se descompone
en radicales en un intervalo de temperatura de 40 a 90ºC y a que la
intensidad con la que impacta la luz UV sobre la pared interior del
tubo flexible es de al menos 800 w/m.
Aunque en la DE-A 198 17 413 se
menciona que la resina puede contener, además de los
fotoiniciadores, también peróxidos que se descomponen en radicales
a temperaturas mayores, no aparece ninguna mención a que al utilizar
peróxidos especiales en determinadas cantidades y con la aplicación
de fuentes UV especiales sea posible producir camisas interiores de
un gran espesor de pared.
La EP-A-0 023
634 mencionada en la DE-A 198 17 413 como estado
actual de la técnica describe un procedimiento para la fabricación
de cuerpos conformados en el que se impregna un material de fibra
con una resina que contiene, además de los fotoiniciadores, también
peróxidos que se descomponen formando radicales a una temperatura
superior a 80ºC, de manera que el material de fibra puede espesarse
después de la impregnación con resina por tratamiento en un armario
térmico a 80ºC sin que exista el peligro de que los peróxidos se
descompongan durante el espesamiento y el material se endurezca
demasiado pronto.
El procedimiento proporciona un semiproducto
flexible coriáceo que se puede deformar fácilmente y que se endurece
de manera precisa, después de la deformación, mediante radiación
con luz UV.
La CH-A-675 287
describe un procedimiento para el saneamiento de tuberías en el que
en un tubo se introduce un tubo flexible de fibra impregnado con
una resina endurecible con radiación UV, se aplica aire a presión
dentro del tubo flexible para que se ciña sobre la pared interior
del tubo y, a continuación, se pasa una fuente de luz UV a través
del tubo para endurecer la resina del tubo flexible. La memoria no
menciona nada sobre la utilización de una resina con un peróxido
orgánico que se descompone en el intervalo de temperaturas de 40 a
90ºC y, en casos de espesores de pared de tubo flexible de fibra
superiores a 10 mm, sobre la utilización de una intensidad luminosa
ultravioleta mínima de 800 w/m^{2} para el endurecimiento de la
resina.
La US 5.925.409 describe un procedimiento para
el saneamiento de tuberías en el que se aplica una resina
concentrada con carbodiimida sobre la pared interior de un tubo y
se endurece allí en presencia de un iniciador. Como iniciador se
propone aquí Triganox 21, que se descompone en radicales a
temperaturas de entre 40 y 90ºC. La memoria no dice nada sobre la
adición a la resina de un iniciador UV, además del peróxido
orgánico, y sobre el endurecimiento de tubos flexibles de fibra de
espesor superior a 10 mm mediante la radiación con luz UV con una
intensidad mínima de 800 w/m^{2}.
\newpage
En el procedimiento según la invención, en
primer lugar se introduce en el tubo a sanear un tubo flexible
impregnado con resina. El tubo flexible se compone de un material de
refuerzo en forma de fibras, por ejemplo fibras de vidrio o fibras
sintéticas, que preferentemente se pueden presentar en forma de
tejido, pero también como tela no tejida punzonada, como manta o
como fieltro. El tubo flexible de fibra está impregnado con una
resina sintética endurecible con luz, pudiendo utilizarse como
resinas, en especial, soluciones de resinas de poliéster
insaturadas o de resinas de éster vinílico en monómeros
copolimerizables, por ejemplo estireno o acrilatos. Las resinas
contienen fotoiniciadores, por ejemplo óxidos de acilfosfina u
óxidos de bisacilfosfina, que se descomponen en radicales por la
radiación de una luz de una longitud de onda de 300 a 500 nm, en
particular de 350 a 450 nm, radicales que provocan la
polimerización de la resina. Además, según la invención la resina
contiene de un 0,3 a un 4,0% en peso, preferentemente del 1,0 al
3,0% en peso, de un peróxido orgánico que se descompone en
radicales en un intervalo de temperaturas de 40 a 80ºC,
preferentemente 50 a 80ºC. Peróxidos adecuados son, por ejemplo,
PERCADOX 16, con una temperatura de inicio de 60ºC, y TRIGONOX 21,
con una temperatura de inicio de 60ºC, que se pueden utilizar, en
caso dado, junto con peróxidos que se descomponen a temperaturas
mayores, por ejemplo TRIGONOX C (todos de AKZO NOBEL) o con los
aceleradores usuales de cobalto. Para evitar una descomposición
prematura de los peróxidos a una temperatura normal, las resinas
deben contener inhibidores, por ejemplo
2,6-di-terc-butil-4-metilfenol.
Además, es conveniente almacenar los tubos flexibles de fibra
impregnados con resina en un lugar fresco.
Preferentemente, el tubo flexible de fibra
impregnado de resinas queda recubierto por ambos lados con una
lámina de protección, por ejemplo de poliamida, polietileno o de
cloruro de polivinilo, en especial una lámina compuesta por
poliamida/polietileno. La lámina interior ha de ser transparente,
mientras que la lámina exterior puede ser opaca, teñida o forrada
con una lámina opaca, por ejemplo una lámina compuesta de
aluminio.
El tubo flexible de fibra impregnado con
resinas, cuyo espesor de pared es superior a 10 mm, preferentemente
de 12 a 25 mm, puede fabricarse, por ejemplo, por enrrollado
alrededor de un mandril hinchable, tal como se describe en la WO
95/04646. En principio existen dos posibilidades para introducir el
tubo flexible en el tubo a sanear. El tubo flexible se introduce en
el tubo a través de una caja de entrada y tirando de él con ayuda
de un dispositivo de tracción desde una caja de salida, para pasarlo
a través del tubo, o se introduce en el tubo un tubo flexible plano
previamente dado la vuelta y en el interior del tubo se le da la
vuelta de nuevo y se impulsa con ayuda de aire a presión.
Según el procedimiento de la invención, se
pueden sanear sin problema tubos con un diámetro superior a 500 mm,
en particular de 700 a 1.500 mm; la longitud del tramo a sanear
puede ser de 200 m o superior.
Cuando se introduce el tubo flexible dentro del
tubo, se cierra por ambos lados el tramo de tubo a sanear y se
inyecta aire con una presión de, por ejemplo, 0,5 bar, con lo cual
se aprieta estrechamente el tubo flexible contra la pared interior
del tubo.
A continuación, se hace pasar una fuente de luz
a través del tubo. Ésta consta al menos de dos lámparas UV
dispuestas en serie, cada una con una potencia de como mínimo 400 w.
La intensidad exigida de luz UV puede conseguirse bien con un
número relativamente grande de lámparas de pequeña potencia o bien
con pocas lámparas de gran potencia. Preferentemente se utilizan de
cuatro a seis lámparas, cada una con una potencia de 800 a 2.000 w,
en especial de 1.000 a 1.500 w. Las lámparas están convenientemente
montadas en un bastidor o carro provisto de rodillos
distanciadores, los cuales garantizan su posición centrada dentro
del tubo. Las lámparas se pasan lentamente a través del tubo con
ayuda de un cable de tracción a una velocidad del orden de 0,1 a
2,0 m/min, en especial de 0,2 a 1,0 m/min. Lámparas adecuadas, que
irradian luz UV de una longitud de onda de 350 a 450 nm, son las
fabricadas, por ejemplo, por la firma UV-Reline.tec
o por la firma Dr. Hönle. En lugar de prever solamente una lámpara
que irradie luz ultravioleta radialmente sobre toda la pared
interior del tubo flexible, también pueden disponerse varias
lámparas, cada una con una potencia mínima de 400 w, de forma
radial en un núcleo, lámparas que irradian luz ultravioleta, en cada
caso, solamente sobre una sección de la pared interior del tubo
flexible. Según la invención, la intensidad con la que la luz
ultravioleta impacta sobre la pared interior del tubo flexible de
fibra es de al menos 800 w/m^{2}. Esta intensidad se ajusta como
sigue: en un ensayo de laboratorio en el que se simula la radiación,
se hacen pasar lámparas de diferentes potencias y en diferente
número al lado de un sensor UV, quedando predeterminada la distancia
del tren de lámparas frente al sensor por el diámetro del tubo
flexible. El sensor mide e integra en el rango de 320 a 450 nm la
intensidad de la luz UV. El número y la potencia de las lámparas
para la realización práctica del saneamiento del tubo según la
invención se elige entonces de forma que la correspondiente
intensidad quede dentro del rango deseado. En cualquier caso, ésta
ha de quedar por encima de 800 w/m^{2}, preferentemente entre
1.000 y 8.000, en particular entre 1.500 y 5.000 w/m^{2}. Con una
intensidad demasiado baja no se consigue el endurecimiento
suficiente, incluso aunque se pasen las lámparas a una gran
lentitud, con una intensidad demasiado alta existe el peligro de
sobrecalentamiento.
La radiación de alta energía de las lámparas UV
provoca -según se explica más arriba- la descomposición de los
fotoiniciadores. En el punto de la pared interior del tubo flexible
sobre la que impacta la luz de la primera lámpara, lo rayos
penetran primero sólo en una zona marginal estrecha del tubo
flexible, donde los radicales formados por la descomposición de los
fotoiniciadores provocan la polimerización. Mediante la segunda y,
en caso dado las demás, lámparas que se pasan, se estimulan otros
fotoiniciadores para que la descomposición y la polimerización
sigan adelante. Al mismo tiempo penetra más luz UV al interior del
tubo flexible de fibra, provocando también allí la polimerización.
La polimerización es una reacción exotérmica en la cual se libera
calor. Este calor de polimerización tiene como consecuencia un
aumento de la temperatura, que se extiende lentamente hasta la zona
marginal posterior del tubo flexible opuesta a la fuente de luz.
Cuando la temperatura ha alcanzado el rango de descomposición del
peróxido también se forman radicales, con los cuales de nuevo se
provoca una polimerización, ahora también en la zona marginal
posterior del tubo flexible de láminas. Probablemente, esto es la
explicación del por qué en el procedimiento según la invención se
consigue un endurecimiento completo, incluso en el caso de tubos
flexibles de láminas impregnados de resina de gran espesor.
En principio también es posible prever, a
continuación de las al menos dos lámparas UV, otra lámpara que emita
radiación infrarroja, provocando un aumento adicional de la
temperatura en el tubo flexible. Debido a la generación de calor
que se produce por la polimerización iniciada con el peróxido, la
temperatura dentro del tubo flexible puede aumentar muy rápidamente
hasta por encima de 150ºC y dañar así la resina y, en particular, la
lámina de protección. Por esta razón es necesario procurar que no
se produzca ninguna generación de calor local demasiado fuerte.
Esto puede conseguirse mediante el ajuste de la velocidad de paso
óptima de las lámparas: al hacerlas pasar demasiado lentamente a
través del tubo flexible puede producirse una generación de calor
demasiado fuerte, si se pasan demasiado rápidamente no se obtiene
un endurecimiento completo. Este control se lleva a cabo
convenientemente con una medida de la temperatura en la pared
interior del tubo flexible mediante sensores infrarrojos instalados
en una o varias lámparas, indicándose la temperatura en un monitor.
Así, cuando se sobrepasa una temperatura predeterminada, se aumenta
manualmente la velocidad de la fuente de luz, si no se alcanza esta
temperatura se reduce la velocidad. Mediante ensayos de laboratorio
se puede averiguar la temperatura óptima. El control de la
velocidad también puede llevarse a cabo, en principio, de modo
automático, según se describe en la EP-A 122 246 ó
en la DE-A 198 17 413.
Claims (2)
1. Procedimiento para el saneamiento de tuberías
en el que se coloca en el interior del tubo una camisa de gran
espesor de pared, donde:
- -
- dentro del tubo se introduce un tubo flexible de fibra impregnado con una resina endurecible que contiene un iniciador ultravioleta y un peróxido orgánico,
- -
- se infla el tubo flexible con aire a presión de manera que se ciña a la pared interior del tubo,
- -
- se hace pasar a través del tubo una fuente de luz UV y
- -
- se irradia la luz UV de la fuente de luz sobre el tubo flexible de fibra, con lo cual se endurece la resina,
caracterizado porque
- -
- el tubo flexible de fibra tiene un espesor de pared superior a 10 mm,
- -
- la resina tiene un contenido en peróxido orgánico del 0,3 al 4,0% en peso, peróxido que se descompone en radicales en un intervalo de temperatura de 40 a 80ºC y provoca a estas temperaturas una polimerización de la resina,
- -
- la fuente de luz UV consta de como mínimo, 2 lámparas UV dispuestas en serie con una potencia mínima de 400 w y
- -
- porque la intensidad con la que impacta la luz UV sobre la pared interior del tubo flexible de fibra es de como mínimo 800 w/m^{2}.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el tubo flexible de fibra tiene un
espesor de pared superior a 12 mm.
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