Una tubería curada in situ ( CIPP ) es un método de rehabilitación sin zanjas que se utiliza para reparar tuberías existentes. Es un revestimiento de tubería sin juntas y sin costuras dentro de una tubería existente. Como uno de los métodos de rehabilitación más utilizados, CIPP tiene aplicaciones en tuberías de alcantarillado, agua, gas, productos químicos y calefacción urbana con diámetros de 0,1 a 2,8 metros (2 a 110 pulgadas).
El proceso de CIPP implica insertar y colocar un revestimiento de fieltro en una tubería preexistente que es objeto de reparación. Luego, la resina dentro del revestimiento se expone a un elemento de curado para que se adhiera a las paredes internas de la tubería. Una vez curado por completo, el revestimiento ahora actúa como una nueva tubería.
Se inserta o se tira de un tubo de fieltro impregnado de resina hecho de poliéster , tela de fibra de vidrio, fibra de carbono extendida u otra sustancia impregnable de resina a través de un tubo dañado. Se suele realizar desde el punto de acceso aguas arriba (boca de registro o excavación). Es posible insertar el revestimiento aguas arriba (por ejemplo, desde el punto de acceso aguas abajo), pero esto conlleva un mayor riesgo. Es posible instalar un liner desde el punto de acceso aguas abajo, aguas arriba hasta un extremo ciego; sin embargo, esto conlleva el mayor riesgo de todos los métodos de instalación de CIPP. CIPP se considera una tecnología sin zanjas . En este proceso sin zanjas se requiere poca o ninguna excavación, lo que lo convierte en un método potencialmente más rentable y menos disruptivo que los métodos tradicionales de reparación de tuberías de "excavar y reemplazar". El revestimiento se puede insertar usando agua o aire a presión. La presión necesaria para la inserción se puede generar mediante recipientes a presión, andamios o una "unidad de chip". Se puede utilizar agua caliente o vapor para acelerar la velocidad de curado de la resina. Si se utiliza un tubo de fibra de vidrio, el curado de la resina se puede activar mediante el uso de luz ultravioleta introducida en el tubo. A medida que la resina cura, forma una tubería de reemplazo ajustada, sin juntas y resistente a la corrosión . Los laterales de servicio se restauran internamente con dispositivos de corte controlados robóticamente llamados cortadores en la tubería de mayor diámetro. Los diámetros más pequeños (100 mm) se pueden abrir de forma remota utilizando cortadores más pequeños diseñados para tuberías de diámetro pequeño. La conexión lateral de servicio se puede sellar con materiales CIPP especialmente diseñados, a veces denominados "chistera". La resina utilizada suele ser poliéster para el revestimiento principal y epoxi para las líneas laterales. Dado que todas las resinas se encogen (las resinas epoxi se encogen mucho menos que las versiones de poli y viniléster) y es imposible unirse a una alcantarilla que tenga grasas y aceites, existe un espacio anular entre el nuevo revestimiento CIPP y la tubería principal. El espacio anular existe en todas las instalaciones solo que algunas son más grandes que otras y dependiendo de la gravedad pueden necesitar rehabilitación adicional. Hay varias formas de evitar que el agua se arrastre en el espacio anular y regrese a la corriente de desechos, incluyendo: material que se hincha con agua (hidrófilo), revestimiento de toda la conexión y la tubería principal con juntas de reparación continua (reparación YT) y reparaciones puntuales. colocados en los extremos de la tubería principal.
En 1971, Eric Wood implementó la primera tecnología de tubería curada in situ en Londres , Inglaterra . Llamó al proceso CIPP forma insitu , derivada del latín que significa "forma en el lugar". Wood solicitó la patente estadounidense núm. 4009063 el 29 de enero de 1975. La patente fue concedida el 22 de febrero de 1977 y fue comercializada por Insituform Technologies hasta que entró en el dominio público el 22 de febrero de 1994.
El proceso comenzó a utilizarse en aplicaciones residenciales y comerciales en Japón y Europa en los años 1970 y para aplicaciones residenciales en los Estados Unidos en los años 1980. [1]
Como tecnología sin zanjas, CIPP no requiere excavación para rehabilitar una tubería que tiene fugas o que tiene una estructura en mal estado. Dependiendo de las consideraciones de diseño, se puede realizar una excavación, pero el revestimiento a menudo se instala a través de una boca de acceso u otro punto de acceso existente. En estos casos, el revestimiento se instala cuando se humedece en el sitio. En el caso de las líneas de alcantarillado, las conexiones laterales también se restablecen sin excavación mediante un dispositivo controlado a distancia que perfora un agujero en el revestimiento en el punto de la conexión lateral. Si mide más de 24" y es seguro hacerlo, alguien restablecerá los laterales a mano. CIPP tiene un interior liso y no tiene juntas. Si bien CIPP puede reparar una tubería con curvas, se deben tener en cuenta consideraciones especiales de diseño para evitar arrugas y estiramientos. CIPP puede reducir eficazmente la infiltración y las fugas en los sistemas de tuberías sin necesidad de excavar.
Salvo tamaños muy habituales, los liners no suelen estar en stock y deben fabricarse específicamente para cada proyecto. [2] CIPP requiere desviar el flujo en la tubería existente mientras se instala el revestimiento. El curado puede tardar de una hora a 30 horas dependiendo del diámetro de la tubería y del sistema de curado (vapor, agua o rayos ultravioleta) y debe ser monitoreado, inspeccionado y probado cuidadosamente. Las obstrucciones en la tubería existente, como los laterales que sobresalen, deben eliminarse antes de la instalación. El costo debe compararse con métodos similares como el hormigón proyectado , la tubería termoformada, la tubería ajustada, la tubería enrollada en espiral y el revestimiento deslizante, ya que estos otros métodos pueden proporcionar una solución de diseño similar a un costo similar o menor en ciertas situaciones. El CIPP también debe ser monitoreado cuidadosamente para detectar la liberación de agentes químicos utilizados en el proceso de reacción para la contaminación aguas abajo de las tuberías rehabilitadas. El material de revestimiento utilizado para los tamaños comunes es normalmente una tela de fieltro (no tejida) y no se dobla bien sin arrugarse y deformarse en las esquinas. Los revestimientos utilizados para tuberías con codos (particularmente tubos de 100 mm) están hechos de una tela tejida que permite rodear los codos con un mínimo de arrugas. Cuanto más flexible sea el revestimiento, más cuidado se debe tener durante la inversión para garantizar que el revestimiento permanezca en la alineación correcta. Una vez que se repara una línea con el método CIPP, esa línea ya no se puede cablear ni serpentear con una máquina, debe limpiarse mediante el método de hidrochorro (también conocido como chorro de agua a alta presión).
Se requieren pruebas de las instalaciones CIPP para confirmar que los materiales utilizados cumplen con los requisitos de ingeniería y del sitio. Dado que las condiciones ambientales y de instalación del suelo, así como las habilidades del equipo, pueden afectar el éxito o el fracaso de un ciclo de curado, las pruebas las realizan laboratorios externos en casos normales y deben ser solicitadas por el propietario.
Las muestras deben ser representativas del entorno de instalación, ya que el revestimiento está instalado en el suelo. Se deben utilizar sacos de arena húmedos alrededor del sistema de retención del que se extraerá la muestra de prueba. Al igual que con cualquier preparación de muestras para una prueba de materiales, es importante no afectar las propiedades del material durante el proceso de preparación de la muestra. Las investigaciones han demostrado que la selección de muestras de prueba puede tener un efecto significativo en los resultados de las pruebas de flexión CIPP. Una presentación técnica [3] en la Conferencia de Infraestructuras Municipales CERIU INFRA 2012 en Montreal describió los resultados de un proyecto de investigación que examinó los efectos de la preparación de muestras de prueba sobre las propiedades de flexión medidas. Las muestras de prueba para las pruebas de flexión ASTM D790 deben cumplir con las tolerancias dimensionales de ASTM D790.
La industria CIPP de América del Norte se ha estandarizado en torno a la norma ASTM F1216, que utiliza probetas orientadas paralelamente al eje de la tubería, mientras que Europa utiliza la norma EN ISO 11296–4 con probetas orientadas en la dirección del aro. Las investigaciones han demostrado que los resultados de las pruebas de flexión del mismo material de revestimiento suelen ser inferiores cuando se determinan utilizando EN ISO 11296-4 en comparación con ASTM F1216.
Las pruebas realizadas por el Departamento de Transporte de Virginia [4] e investigadores universitarios [5] entre 2011 y 2013 mostraron que algunas instalaciones CIPP pueden causar toxicidad acuática. [6] El Journal of Environmental Engineering publicó una lista de incidentes ambientales, de salud pública y de infraestructura causados por instalaciones CIPP a partir de 2013 . [7] En 2014, investigadores universitarios [5] publicaron un estudio más detallado en Environmental Science & Technology [8] que examinó la toxicidad química y acuática del condensado de CIPP, así como la lixiviación química de las instalaciones de CIPP de alcantarillas de aguas pluviales en Alabama. [9] En este nuevo informe se informaron incidentes adicionales de contaminación ambiental del agua y el aire que no se habían descrito anteriormente en ningún otro lugar.
En 2017, investigadores universitarios respaldados por CALTRANS [10] examinaron los impactos en el agua causados por los CIPP utilizados para la reparación de alcantarillas pluviales. [11]
En abril de 2018, un estudio financiado por seis agencias de transporte estatales (1) recopiló y revisó incidentes de contaminación de aguas superficiales relacionados con el CIPP a partir de datos informados públicamente; (2) analizó los impactos en la calidad del agua del CIPP; (3) evaluó las prácticas de construcción actuales para las instalaciones CIPP según lo informado por las agencias de transporte estatales de EE. UU.; y (4) revisó los estándares, libros de texto y documentos de directrices actuales. [12] [13] En 2019, otro estudio financiado por estas agencias identificó acciones para reducir la liberación de sustancias químicas de los sitios de fabricación de CIPP con luz ultravioleta (UV). [14]
Con especificaciones de diseño de ingeniería adecuadas, procedimientos de instalación del contratista y supervisión de la construcción, es probable que muchos de estos problemas se puedan prevenir.
El 26 de julio de 2017, investigadores de la Universidad Purdue publicaron un estudio revisado por pares en la revista Environmental Science & Technology Letters de la American Chemical Society sobre las emisiones de materiales recopiladas y analizadas de instalaciones CIPP curadas con vapor en Indiana y California. [15] Para que el estudio sea aún más accesible al público y a la comunidad de trabajadores del CIPP, los autores del estudio crearon un sitio web y pusieron su publicación en acceso abierto, disponible gratuitamente para su descarga. Los profesores de la Universidad Purdue también comentaron sobre su estudio y pidieron cambios en el proceso para proteger mejor a los trabajadores, al público y al medio ambiente de los daños. [dieciséis]
El 25 de agosto de 2017, la Asociación Nacional de Empresas de Servicios de Alcantarillado, Incorporated ( NASSCO ), que es una organización sin fines de lucro (501c6) dedicada a "mejorar la tasa de éxito de todos los involucrados en la industria de rehabilitación de tuberías a través de educación, recursos técnicos y defensa de la industria". ", publicó un documento en su sitio web [17] que plantea varias inquietudes importantes y preguntas sin respuesta sobre el estudio y sus mensajes. Luego, NASSCO envió una carta a los investigadores, quienes respondieron. [18]
El 22 de septiembre de 2017, NASSCO anunció que financiaría y coordinaría una evaluación de datos y estudios previos, y un estudio adicional [19] y un análisis de posibles riesgos relacionados con la instalación y el proceso de curado del CIPP. Más adelante en septiembre, NASSCO publicó una solicitud de propuestas para “revisar publicaciones recientes que proponen la presencia de químicos orgánicos y otra literatura disponible relacionada con las emisiones asociadas con el proceso de instalación del CIPP, y un alcance de servicios para muestreo adicional y Análisis de emisiones durante la instalación en campo de CIPP mediante el proceso de curado con vapor”. La solicitud identificó específicamente que el proyecto revisaría estudios realizados por el Departamento de Transporte de Virginia, el Departamento de Transporte de California y la Universidad Purdue.
A nivel federal y estatal, en septiembre de 2017, el 26 de septiembre, el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU. publicó una contribución de blog científico sobre los riesgos de inhalación y exposición dérmica asociados con el alcantarillado sanitario. , Reparaciones de tuberías de alcantarillado pluvial y agua potable . [20] En septiembre de 2017, el Departamento de Salud Pública de California emitió un aviso a los municipios y funcionarios de salud sobre las instalaciones de CIPP. Una de varias declaraciones en este documento fue que "los municipios, los ingenieros y los contratistas no deben decirles a los residentes que las exposiciones son seguras". [21]
El 5 de octubre de 2017, la Asociación Nacional de Salud Ambiental patrocinó un seminario web sobre los peligros que implican para los trabajadores y residentes asociados con la reparación de tuberías curadas in situ. El vídeo puede ser encontrado aquí. [22] Se han planteado varias preguntas [23] sobre el seminario web y el estudio, y los miembros de la industria han recibido comentarios.
El 25 de octubre de 2017, un trabajador del CIPP de 22 años murió en un lugar de trabajo de alcantarillado sanitario en Streamwood, Illinois. [24] La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de EE. UU. (OSHA) completó su investigación en abril de 2018 y sancionó a la empresa. La exposición a sustancias químicas fue un factor que contribuyó a la muerte de los trabajadores.
En 2018, NASSCO financió un estudio sobre las emisiones químicas de seis instalaciones CIPP. [25] En 2020, se completó el estudio. [26] Se identificaron algunos lugares y tareas de los trabajadores que planteaban posibles riesgos de exposición a sustancias químicas y se proporcionaron recomendaciones para el lugar de trabajo.
En 2019 y 2021, el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. publicó evaluaciones de seguridad de los lugares de trabajo CIPP con luz ultravioleta, vapor y agua caliente. Una empresa UV CIPP fue la primera en involucrarse con NIOSH. Los resultados del estudio indicaron varias condiciones de exposición de los trabajadores a sustancias químicas que excedían los límites recomendados, y esta agencia federal de EE. UU. recomendó varias acciones para reducir la exposición de los trabajadores. [27] Dos años más tarde, el NIOSH publicó los resultados de un estudio del sitio de trabajo CIPP de vapor y agua caliente. [28] Los resultados indicaron varias condiciones de exposición química de los trabajadores que excedieron los límites recomendados. La agencia federal estadounidense recomendó varias acciones para reducir la exposición de los trabajadores.
En 2020, el Departamento de Salud de Florida emitió su propia hoja informativa sobre CIPP para los municipios y departamentos de salud. [29] El documento explica el proceso CIPP, los problemas de salud, los productos químicos utilizados y creados, cómo las personas que viven cerca pueden protegerse de la exposición y las consideraciones de biomonitoreo y análisis de sangre después de la exposición.
En 2022, los investigadores hicieron varios descubrimientos adicionales. En el Journal of Hazardous Materials , un estudio financiado por el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental y la Fundación Nacional de Ciencias reveló que la presión CIPP hace posible el retroceso de los lavabos e inodoros en edificios cercanos y brindó recomendaciones para los servicios de emergencia y los funcionarios de salud. [30] Más tarde ese año, un estudio en el Journal of Cleaner Production reveló que modificando la carga del iniciador, un ingrediente en las resinas CIPP de base térmica, el potencial de contaminación del proceso podría reducirse entre un 33% y un 42%. Sin embargo, también se encontró que la resina CIPP sin estireno contenía estireno debido a la manipulación en las instalaciones de procesamiento de resina. [31] En octubre, los investigadores descubrieron que el CIPP a base de vapor crea y emite nanoplásticos al aire durante la fabricación del plástico. [32] Los resultados de estas investigaciones ayudan a comprender mejor los riesgos de seguridad ocupacional, seguridad de los espectadores y contaminación ambiental asociados con las prácticas actuales, y también mejoran la tecnología y las prácticas para reducir las consecuencias indeseables.