ii-071 - artificio para reparar tuberías de agua sin cerrar

XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
II-071 - ARTIFICIO PARA REPARAR TUBERÍAS DE AGUA SIN CERRAR
VÁLVULAS DE LA RED / DEVICE TO REPAIR WATER LINES PIPES
WITHOUT CLOSING NET’S VALVES
Leopoldo A. Jáuregui Pereyra(1)
Ingeniero Sanitario, egresado de la Universidad Nacional de Ingeniería/UNI. Especialista
en Operación y Mantenimiento de Redes de Agua y Desagüe del Servicio de Agua Potable
y Alcantarillado de Lima y Callao/sedapal. Consultor de Saneamiento Ambiental,
Higiene y Seguridad Ocupacional. Proyectista de Instalaciones Sanitarias, diplomado en
Economía en Gestión Pública/ESAN y Defensa Nacional/Centro de Altos Estudios
Militares-CAEM.
FOTOGRAFIA
NÃO
DISPONÍVEL
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Perú - Teléfono: 463 1243 - Fax: 429 1864 - e mail: [email protected]
RESUMEN
Con frecuencia, no es posible cerrar rápidamente un circuito pequeño, para reparar una tubería de servicio
de la red de agua potable, cuando se produce una avería o fuga.
Se ha diseñado y probado experimentalmente, un artificio que puede sumarse a las herramientas y recursos
que disponemos actualmente, para limitar a un tramo muy pequeño, el área de trabajo: Menos de 10 metros
lineales.
Debido a que el tramo es muy pequeño, el corte del servicio se circunscribirá a una, dos o a ninguna conexión
domiciliaria, en algunos casos.
El artificio considera la inserción de dos bláders, uno a cada lado del punto de rotura, los mismos que al
inflarse suprimen la fuga de agua que sale por la parte averiada. Se busca que la avería, quede situada al
centro de estos, que funcionan como tapones neumáticos.
Después de la reparación correspondiente, se retiran los bláders y se deja en cada punto de inserción una
llave corporation o una válvula de paso si se prefiere, cerrada y sellada o si la presión lo permite, también se
retira ésta y se deja sólo un tapón simple en la abrazadera instalada para el efecto, del tipo que se usan para
conexiones domiciliarias.
El artificio brinda ventajas adicionales de menor costo de la reparación, por reducción de horas hombre
para el cierre del circuito y reduce el tiempo de reparación, porque no hay que esperar drenar la red
afectada por el cierre, ya que el agua queda en la red y el servicio se restituye automáticamente tan pronto
como se termine de instalar uno o los dos bláders. Asimismo, minimiza o elimina el costo del bombeo. El
operario puede ayudarse si le favorece con las válvulas existentes, pero sabe que puede prescindir de ellas.
Deberá actuar como sea más rápido y/o más conveniente.
Opcionalmente, cuando se dé el caso de alta presión (más de 30 psi), con amenaza de aniego fuerte, se
utilizará además una caja acrílica (transparente) resistente a la presión (mínimo 100 psi), con dos mangas y
guantes de jebe incorporados, con facilidad de acoplamiento para ser montada herméticamente sobre el tubo y
fijada a este con dos correas de seguridad para evitar deslizamiento de la caja y favorecer la estanqueidad.
Finalmente se efectúa el relleno y compactación de la zanja y se repone el pavimento respectivo, como se
hace convencionalmente, devolviendo la normalidad al lugar.
PALABRAS-CLAVE: Artificio, Bláders para Reparación, Reparar sin Cerrar, Nueva Herramienta, Tapones
Neumáticos.
INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas más críticos que tiene que afrontar una empresa de agua cuando envía a su personal a
reparar una fuga en una tubería de servicio, es detener el aniego o inundación que está afectando la vía
pública y posiblemente a algunas viviendas o negocios ubicados cerca del punto de falla o avería. Asimismo,
debe minimizar el desperdicio de agua tratada (potable), lo que significa que debe efectuar un cierre de
circuito lo más pronto posible y evacuar el agua estancada en las inmediaciones, sin causar mayores daños
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que los causados por la avería y tratando de circunscribir la zona afectada por el cierre de válvulas de la red,
a la menor área posible, para afectar o dejar sin agua al menor número de pobladores (clientes) que se
proveen de esa red.
Muchas veces, no es posible hacer un cierre pequeño que afecte a pocas personas, debido a que no existen
todas las válvulas que se requieren para lograrlo en los lugares adecuados o porque algunas válvulas no
cierran bien o porque al moverse una válvula que estaba un poco dura, porque no recibió mantenimiento
adecuadamente o porque nunca antes fue cerrada y al ser forzada se le rompió la nuez o se trabó o
simplemente tiene pase, porque está gastada o por la razón que fuere, ésta y posiblemente otra u otras más, al
fallar de alguna manera, no permiten hacer un cierre adecuado de un circuito pequeño, que ayude a realizar
la reparación de la tubería con celeridad; lo que se traduce inexorablemente en mayor tiempo de corte o
suspensión del abastecimiento de agua a la población, aparte de que la mayoría de las veces, se necesita
drenar toda el agua que se encuentra dentro de la porción de red que corresponde al circuito cerrado, para
poder efectuar el trabajo de reparación dentro de la zanja excavada para el efecto, en el punto de rotura.
¿Qué se puede hacer para favorecer el trabajo de reparación? y que los clientes del servicio se afecten el
menor tiempo posible por la rotura y/o por el corte, para que se desperdicie menos agua potable, para que en
todo caso muy pocos clientes se queden sin servicio mientras se efectúa la reparación, para superar el
problema de las válvulas malogradas que no nos permiten hacer un cierre pequeño, ¿Qué podemos hacer?
Esa pregunta se la formuló el autor, cuando hace varios años, en la provincia de Lima, se vió en la necesidad
de ampliar significativamente el circuito que debía cerrarse para evitar en principio que la fuga continúe
inundando más calles del distrito de Miraflores y que el problema de la rotura se magnifique.
Como esta circunstancia es frecuente en las redes secundarias, sobre todo en las grandes ciudades en donde
las oportunidades de roturas son varias por día, es conveniente contar con las herramientas necesarias para
minimizar el tiempo de interrupción del servicio que origina una rotura y su reparación; por lo que, en una
situación como la descrita, presentamos con humildad, un artificio que por sus características es muy simple,
pero que ofrece singular rendimiento y que mostramos para su evaluación y probable aplicación, de
considerarse útil.
MATERIALES Y MÉTODOS
El artificio para reparar tuberías sin cerrar válvulas de la red, consiste de dos bladers de alta resistencia
y del diámetro de la tubería a componer, los mismos que terminan en una manguera delgada con un
manómetro de por medio, que permite controlar la presión al inflarlo dentro de la tubería, para obturar el
paso del agua, al costado (a tres metros aproximadamente) del punto de la fuga o avería.
Se utilizan dos bladers de las mismas características, en simultáneo, dejando la rotura al centro. La
introducción de cada bláder se efectúa a través de un orificio de diámetro 1” ó 1½” perforado en la misma
tubería y al cual se le ha colocado una abrazadera de las que se usa para conexión domiciliaria, pero de igual
diámetro que la perforación, sobre la cual se coloca una llave corporation o una llave de paso del mismo
diámetro.
Como durante la instalación de los accesorios de soporte, la presión no es un problema, porque el tubo está
roto, la instalación del artificio es relativamente sencilla.
A continuación se procede a reparar la tubería por los métodos convencionales más adecuados según el caso.
Una vez reparada la tubería, los bladers inflados han quedado dentro impidiendo que se restablezca la
continuidad del flujo en el tramo reparado; por lo que, debe procederse al retiro de los mismos.
NORMALIZACIÓN DEL SERVICIO
En el caso de que una o más conexiones domiciliarias de agua potable, se encuentren en el tramo de la rotura
comprendido entre los dos bladers (seis metros aproximadamente), se recuperará la normalidad, cuando se
retiren los bladers insertados, lo que se consigue desinflándolos desde afuera por su válvula y jalándolos a
través de la corporation o llave de paso por la que fue introducido, ayudándonos con el agua que quiere salir.
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Apenas se termina de extraer el bláder desinflado se cierra la llave y el servicio se habrá restablecido al
100%. El procedimiento se debe aplicar en simultáneo para ganar tiempo.
Durante la ejecución de los trabajos, si hay conexiones domiciliarias afectadas por el “corte del servicio”,
estas deberán ser atendidas conn un camión cisterna que puede estar situado en el punto de trabajo
permanentemente, mientras se realice la reparación, para minimizar la incomodidad a nuestros clientes.
Las dos corporations o llaves de paso y las abrazaderas pueden quedar como conexiones cerradas
drásticamente y luego se procede al relleno, compactación de la zanja y reposición del pavimento, como es
costumbre cuando se reparan tuberías. Las llaves pueden recuperarse y remplazarse por un tapón en la
abrazadera, cuando la presión lo permita (menos de 20 psi).
Complementación del artificio
Si la probabilidad de aniego, por la presión del servicio, es muy alta, se dispone de una caja de acrílico de
dimensiones adecuadas y asiento curvo que permite su fijación sobre la abrazadera y corporation instalada, la
misma que además de ser resistente a la presión de servicio, cuenta con dos perforaciones por donde ingresan
a ella dos mangas que terminan en guantes de jebe que permiten una manipulación adecuada desde fuera
sobre la corporation para abrirla o cerrarla, todo esto sin que se produzca derrame de líquido. La caja acrílica
dispone de un caño para drenarla mediante una manguera larga o con la ayuda de un balde, según convenga.
El desmontaje de la caja acrílica se efectuará obviamente vacía y con la corporation o llave de paso cerrada.
Descripción del equipo del artificio
El total de implementos que se necesitan para utilizar el artificio descrito para atender la rotura de una
tubería son:
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Dos bladers de jebe con estructura de látex o lycra del diámetro de la tubería.
Dos manómetros de 0 á 60 psi, asumiendo que la presión de servicio no excede ese limite.
Dos acoples de la manguera del bláder al manómetro.
Dos infladores grandes de operación manual o un compresor convencional de poca potencia. También
puede servir el inflador eléctrico que funciona con la batería del carro y circunstancialmente hasta un
inflador de llantas de bicicleta puede ser utilizado con éxito.
Opcionalmente, cuando se dé el caso de alta presión con amenaza de aniego fuerte, se utilizará además:
Una caja acrílica resistente a la presión (mínimo 100 psi), con dos mangas y guantes de jebe
incorporados, con facilidad de acoplamiento para ser montada sobre tubo y fijada a este con dos correas y
Velcro.
ETAPAS EN LA EVOLUCIÓN DEL ARTIFICIO
Primera etapa
En un comienzo, ganados por el optimismo, se pensó que el artificio podía aplicarse indiscriminadamente a
cualquier material de tubería y de frente a la rotura de una matriz de servicio. No fue tan sencillo.
El artificio en sí mismo es muy simple, pero requiere de cierto acondicionamiento que debe hacerse a la
tubería averiada, para poder intervenirla exitosamente, como ya se ha descrito.
La primera experiencia que tuvimos en la aplicación del artificio fue en el laboratorio, trabajando en seco en
tubos de asbesto cemento Ø 4”, utilizando bláders de jebe de Ø 6” y probando hasta cuánto resistía el
material, que provenía de pelotas de fútbol esféricas. Estos bláders se rompían cuando eran introducidos sin
cuidado por el operador, ya que los filos cortantes de la perforación Ø1”, eran muy agresivos. Cuando
logramos introducir el primero después de limar los bordes agresivos, se consiguió inflarlo hasta 30 psi sin
que explote, aunque sí se deformaba hacia los lados; pero, como los bláders utilizados eran de Ø 6” y el tubo
era sólo de Ø 4”, resistió holgadamente la presión a que fue sometido sin romperse.
Segunda etapa
Entusiasmados con el resultado alcanzado, se decidió repetir la operación en un tubo de las mismas
caraterísticas que el de la primera etapa, sólo que esta vez con agua a presión. La tubería tenía 26 psi y una
válvula de línea en buen estado, que regulaba su abastecimiento.
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Se hicieron los preparativos del caso instalando en simultáneo tres abrazaders de Ø 4” por Ø1” de
perforación; las dos perforaciones de los extremos eran para colocar los bláders y la del centro simulaba la
rotura, buscándose que fuese la que estuvo lista primero. Con una motobomba de Ø4” se evacuó el agua que
salía por “la rotura” hacia un buzón distante 12 m, para controlar el aniego, mientras se terminaba de instalar
las abrazaderas y llaves corporations de Ø1”, para permitirnos introducir los bláders.
Cuando venciendo la presión del agua que salía por las perforaciones logramos colocar los bláders enrollados
sobre sí mismos para disminuir su volumen y aumentar su resistencia para la introducción contra la presión
del agua que se mantenía entre 11 y 17 psi, se logró inflarlos (se rompieron 3 antes de poder inflar uno
dentro de la tubería), suprimiéndose progresivamente las fugas y consiguiéndose estanqueidad.
A continuación se colocó un tapón de Ø1” en la abrazadera cuya perforación simulaba la fuga, luego se retiró
el bláder situado “aguas arriba”, es decir en el lado con menor presión, con poco derrame de líquido y
finalmente decidimos retirar el segundo bláder que estaba obturando una tubería con 26 psi, dándonos con la
sorpresa de que este bláder a pesar del maltrato a que fue sometido mientras se desinflaba, por el agua que lo
empujaba, mientras nosotros lo jalábamos con una soguilla delgada que por seguridad habíamos amarrado a
su “cuello”, parte también de jebe pero de mayor resistencia, para ayudarlo a salir mientras lo desinflábamos,
no se rompió. A continuación cerramos la llave corporation, controlando muy fácilmente el chorro de agua
que salió junto con el bláder. Como la presión no era tan alta, retiramos las dos corporations y las
remplazamos por dos tapones de hierro de Ø1”; aunque en esta última maniobra sí salió más agua que
cuando sacamos los bláders.
Tercera etapa
Con los datos y experiencia recogidos durante las etapas anteriores, se decidió examinar el comportamiento
de los bláders para ver sus límites de maniobrabilidad y utilización en cada caso, a fin de asignar estos de
acuerdo al diámetro de la tubería a repararse y su deformación al inflarse.
Se montó sobre un caballete, en el laboratorio de ensayos de nuestro centro operativo, un conjunto
conformado por dos tubos de material acrílico transparente de Ø6” y 2.40 m cada uno, haciendo una longitud
total de 4.80 m, instalando en la unión de ambos una junta mecánica para reparación de tuberías del
tipo”power seal”, como si se tratara de una verdadera reparación de una tubería que ha fallado por exceso de
carga, con una rotura transversal al 100%. Cerca de dicho punto, se colocó un manómetro de 0 a 60 psi con
un caño doméstico al costado, para purgar y comprobar ausencia de presión una vez instalados los bláders.
Asimismo, se instalaron similares manómetros en los extremos del tubo de prueba, para llenar la tubería y
controlar la presión del agua que mediante un balde de pruebas, se inyectaba por un extremo, para
reproducir las condiciones de trabajo (20 psi), de una matriz de servicio común.
Los tubos fueron
especialmente diseñados y fabricados para soportar una presión mínima de 60 psi. Aunque se comprobara su
resistencia en fábrica, se creyó conveniente reforzar su estructura medinte la colocación de otras dos juntas
mecánicas “power seal”, cerca de los puntos considerados más débiles del conjunto, para evitar accidentes
durante el incremento de presión con el balde de prueba.
También se instaló una pequeña válvula de aire sobre el punto de ingreso del agua, cuando se probó la
resistencia del bláder con respecto a la presión de la red que ingresaba mediante una manguera transparente
de Ø1/2”, alcanzándose 16 psi sin problemas para el bláder, a pesar de su deformación horizontal como se
muestra en la fotografía.
Cuando la presión inyectada sobrepasó las 20 psi, la deformación lateral del bláder fue muy grande hacia el
lado opuesto al ingreso del agua a presión, produciendo la explosión del bláder.
Como se observó que el punto crítico era la deformación del bláder (estos bláders dentro de una pelota de
fútbol soportan normalmente de 40 a 60 psi, sin problemas), se optó por forrar los bláders con una malla de
nylon, para aumentar su resistencia e impedir su alargamiento, con lo que se superó el problema y logró el
objetivo de obturar herméticamente el paso del agua por la tubería experimental llena de agua con una
presión de 20 psi.
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CONCLUSIONES
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Es posible aplicar en la práctica el artificio para reparar tuberías de agua potable, sin cerrar válvulas de
la red.
Mover las válvulas más cercanas ayuda a bajar la presión en el punto de trabajo, facilitando la labor de
instalación del artificio y permitiendo mayor rapidez en la operación, pero no es indispensable.
El uso del artificio evita afectar todo un circuito pequeño o grande y permite mantener la continuidad del
servicio encontrándose la tubería en reparación.
El tramo de trabajo que no excede los 10 metros, afecta a muy pocas conexiones domiciliarias y algunas
veces a ninguna.
El artificio es una herramienta muy útil cuando no se puede cerrar un circuito fácilmente, por fallas en
las válvulas, cuando estas tienen mucho pase o cuando no se las encuentra fácilmente.
Es vital que el material de los bláders no permita demasiada deformación horizontal, para garantizar la
estanqueidad.
Aunque sólo se ha experimentado con tuberías de diámetro 4” y 6” y con presiones inferiores a 30 psi; se
considera, que con bláders adecuadamente reforzados y cuidando que inflados sin presión, sean del
mismo diámetro que el de las tuberías a reparar, se podría aplicar el artificio en un rango de Ø2” a Ø12”
de tuberías secundarias, cuyas presiones de servicio no excedan las 30 psi.
El inflado de los bláders dentro de las tuberías debe hacerse lentamente, para no producir golpes de
ariete, a similitud como se hace con el cierre de válvulas de un circuito.
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