Evaluación de la tubería principal de Naperville

Introducción

Las tuberías de impulsión son un componente presurizado de los sistemas de alcantarillado por gravedad que transportan las aguas residuales a un punto de descarga. Lamentablemente, su mantenimiento, inspección y reparación son difíciles debido a la imposibilidad de desconectarlas durante períodos prolongados y a los limitados puntos de acceso para su inspección o mantenimiento.

Fuerza principales riesgos

Una buena comprensión de la tubería de impulsión y sus ubicaciones de alto riesgo es fundamental para 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 estructural y baja velocidad de suministro.
  1. Corrosión interna. Más del 60 % de las tuberías de impulsión existentes están compuestas de materiales ferrosos como acero, hierro fundido y hierro dúctil. La principal causa de falla en estas tuberías de impulsión es la corrosión interna causada por el gas de sulfuro de hidrógeno (H₂S).
  2. Deterioro estructural. Las tuberías de impulsión cuentan con válvulas de purga de aire para evitar la acumulación de gas en puntos altos, lo que reduce el riesgo de corrosión por sulfuro. Si falla una válvula de liberación de aire (o no está presente), la corrosión por sulfuro resultante puede deteriorar gradualmente las tuberías y válvulas metálicas, lo que finalmente provoca una falla en la tubería de impulsión.
  3. Baja velocidad de suministro. Un caudal demasiado bajo en las tuberías de impulsión puede provocar la acumulación de depósitos, lo que restringirá la capacidad y puede representar un riesgo de abrasión con el tiempo.

Herramienta de inspección Pipers®

Pipers®, las herramientas de inspección flotantes de INGU, ofrecen una evaluación integral de las tuberías de impulsión. Pipers® identifica eficazmente bolsas de gas (y fugas), determina la línea de nivel hidráulico y realiza una inspección magnética en una sola inspección. Su diseño flotante permite a Pipers® navegar por el flujo de la tubería de impulsión sin atascarse en válvulas de purga de aire, tes ni depósitos.

  1. Detección de bolsas de gas. Los Pipers® registran los sonidos causados ​​por bolsas de gas, bombas y otras fuentes de ruido en la tubería. Las bolsas de gas suelen ser más fuertes que el ruido de fondo en la tubería y pueden confirmarse mediante la firma espectral específica en su ubicación.
  2. Inspección de la línea de pendiente hidráulica. La línea de pendiente hidráulica indica la cantidad de pérdida de presión por fricción a lo largo de la tubería de impulsión, donde las regiones de la línea de pendiente hidráulica con mayor pendiente experimentan mayor fricción de flujo, lo que sugiere una mayor rugosidad superficial interna o restricciones de diámetro.
  3. Inspección magnética. Los Pipers® miden la densidad de flujo magnético dentro de las tuberías. Estas mediciones permiten identificar cambios en los materiales, características de la tubería (por ejemplo, válvulas de liberación de aire y carcasas) y el deterioro de las tuberías metálicas.

Estudio de caso (RJN Group / Ciudad de Naperville)

La ciudad de Naperville está adoptando un enfoque proactivo en la gestión de sus tuberías de impulsión y ha estado utilizando Pipers® en sus inspecciones. Desde 2021, se han inspeccionado 14 tuberías de impulsión en la ciudad y se han programado 4 más para este año..

RJN Group, nuestro socio en la ciudad de Naperville, ha creado un estudio de caso que describe los resultados de cinco de las inspecciones de Naperville.

En las cinco tuberías de impulsión, la inspección de Pipers® arrojó datos útiles para la ciudad de Naperville. En total, se identificaron seis anomalías acústicas y se determinó que dos tuberías de impulsión funcionaban por debajo de su capacidad máxima. Se recomendó el reemplazo parcial de una de las tuberías de impulsión en los cruces de carreteras con grandes anomalías de densidad de flujo magnético. En este punto había una válvula de purga de aire, pero estuvo inoperativa durante un número indeterminado de años antes de 2006. Las grandes anomalías magnéticas podrían indicar una pérdida de pared debido a una antigua bolsa de gas. Debido al diámetro menor de 6 pulgadas y a su avanzada antigüedad, se recomendó retirar y reemplazar 60 metros lineales de tubería de impulsión de 6 pulgadas.

En otra tubería de impulsión, se determinó una baja velocidad de socavación y una posible acumulación de tuberculación que restringía el diámetro hasta en un 32.5 % en algunos tramos. Se identificaron dos anomalías acústicas y numerosas anomalías de flujo magnético a lo largo de la tubería.

Naperville broken ARV 1 - Evaluación de la tubería principal de Naperville
Válvula de purga de aire rota debido a daño por H2S

Los detalles de los resultados de todas las tuberías de impulsión pueden leerse en el estudio de caso, cuya conclusión general es que las inspecciones fueron satisfactorias y permitieron formular recomendaciones específicas para estudios de seguimiento, recomendaciones de rehabilitación o que los resultados/condiciones no justificaban medidas adicionales.

Los Pipers® de INGU han inspeccionado más de 100 tuberías de impulsión en Estados Unidos y Canadá. Estas inspecciones abarcaron una amplia gama de longitudes de tuberías, desde 0,05 hasta 70 millas, y diámetros, desde 3 hasta 108 pulgadas. Las tuberías inspeccionadas estaban compuestas tanto de materiales metálicos (como hierro dúctil y hierro fundido) como de materiales no metálicos (como PVC y HDPE), y estaban diseñadas para diversos rangos de presión.

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