Dieciocho tuberías de impulsión evaluadas, y la primera ya inspeccionada dos veces
Introducción
Las tuberías de impulsión son un componente presurizado de los sistemas de alcantarillado por gravedad que transportan las aguas residuales hasta un punto de descarga. Lamentablemente, su mantenimiento, inspección y reparación son complicados, ya que no pueden ponerse fuera de servicio durante períodos prolongados y cuentan con pocos puntos de acceso para inspección o mantenimiento.
Riesgos de las tuberías de impulsión
Comprender bien la tubería de impulsión y sus ubicaciones de alto riesgo es parte integral de la gestión de riesgos de la tubería de impulsión. La gran mayoría de las fallas en tuberías de impulsión se pueden atribuir a tres factores principales: corrosión interna, deterioro de estructuras y baja velocidad de arrastre.
- Corrosión interna. Aproximadamente el 64 por ciento de las tuberías de impulsión están compuestas de materiales ferrosos como hierro fundido, hierro dúctil y acero (EPA, 2010). La principal causa de falla en estas tuberías es la corrosión interna provocada por el gas sulfuro de hidrógeno (H2S).
- Deterioro de estructuras. Las tuberías de impulsión cuentan con estructuras a lo largo de su recorrido, incluidas válvulas de liberación de aire (ARV) en los puntos altos y válvulas de purga en los puntos bajos. Las ARV ventilan el gas atrapado y reducen el riesgo de corrosión por sulfuros. Si una ARV falla, queda sumergida o no existe, la corrosión por sulfuros resultante deteriora gradualmente la tubería metálica y la válvula. En una tubería de impulsión no metálica, estas estructuras pueden ser los únicos componentes metálicos y, por lo tanto, los puntos de falla más probables.
- Baja velocidad de arrastre. La velocidad mínima de autolimpieza de una tubería de impulsión es de dos (2) pies por segundo. Por debajo de esta velocidad, los depósitos se acumulan y restringen la capacidad hidráulica, y un lecho de depósitos en movimiento representa un riesgo de abrasión de la solera con el tiempo. La formación de bolsas de gas también es más probable a velocidades bajas.
Descripción del programa de la Ciudad de Naperville
En 2021, la Ciudad de Naperville, Illinois, inspeccionó una sola tubería de impulsión. La tubería de impulsión Cinnamon Creek es de hierro dúctil, de 6 pulgadas y 2.261 pies de longitud, instalada en 1976 y sin historial de fallas. Tampoco se habían registrado fallas en las demás tuberías de impulsión de la Ciudad, por lo que esta clasificaba su sistema de recolección por antigüedad, con la esperanza de que la edad fuera un indicador razonable de la condición.
En 2022 se realizaron cuatro inspecciones más, y otras cuatro al año siguiente. Seis programas anuales después, se han inspeccionado dieciocho (18) tuberías de impulsión y se ha realizado la primera reinspección, cinco años después de la inspección inicial de esa tubería. Las tuberías abarcaron desde una tubería de impulsión de PVC de 3,5 pulgadas y 145 pies hasta una de hierro dúctil de 8.782 pies. Gracias a estas inspecciones, la Ciudad ya no clasifica sus tuberías de impulsión por antigüedad. Las clasifica según su condición medida y define el presupuesto de capital de cada año con base en las calificaciones y estimaciones de costos que entrega el programa. El trabajo se ha realizado en colaboración con RJN Group, Inc.
Herramienta de inspección
Los Pipers®, las herramientas multisensor de libre flotación de INGU, proporcionan una evaluación de la condición de las tuberías de impulsión en servicio. En una sola inspección, los Pipers® identifican bolsas de gas y fugas, determinan la línea de gradiente hidráulico y realizan una inspección magnética. Su diseño de libre flotación permite que los Pipers® se desplacen con el flujo de la tubería de impulsión sin atascarse en válvulas de liberación de aire, tes o depósitos.
Ejecución del programa
Cada inspección se realiza con la tubería de impulsión en servicio. Las bombas se detienen brevemente para acumular volumen en el pozo húmedo y permitir la inserción de los Pipers® en la estación de bombeo, y luego operan de forma continua durante toda la inspección. No se requiere bypass y ninguna tubería de impulsión se pone fuera de servicio, lo que hace que un ciclo anual sea asequible.
Cada tubería de impulsión recibe una calificación de limpieza y una calificación de condición en una escala de cinco puntos, combinadas en una calificación global que da mayor peso a la condición, junto con la acción recomendada y una estimación de costos presupuestaria para cada opción. Las recomendaciones han ido desde instalar una válvula de liberación de aire hasta reemplazar 200 pies lineales de tubería de hierro dúctil.
La segunda inspección
A principios de 2026, la tubería de impulsión Cinnamon Creek fue inspeccionada por segunda vez, cinco años después de la inspección inicial. La Ciudad cuenta ahora con dos resultados de inspección para la misma tubería, registrados con la misma herramienta y en las mismas condiciones de operación, lo que muestra la rapidez con que la tubería está cambiando y no solo su condición actual.
Lecturas adicionales
Consulte el sitio web de RJN para obtener más información: Building a Prioritized Force Main Assessment Program