ES2326135T3 - Material de revestimiento tubular endurecible por radiacion ultravioleta para conducciones. - Google Patents
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Abstract
Material de revestimiento tubular para reforzar unas conducciones que comprenden una capa interior impermeable al aire e impermeable a la luz de un polímero, una envuelta tubular exterior que comprende un textil, un tejido, un no tejido y/o una estructura de fieltro y una resina endurecible, caracterizado porque dicha resina comprende una mezcla de iniciadores de UV y peróxidos.
Description
Material de revestimiento tubular endurecible
por radiación ultravioleta para conducciones.
La presente invención se refiere a un material
de revestimiento para conducciones, tales como tuberías de agua,
aguas residuales o gas, capaz de formar como un revestimiento de las
mismas una tubería sólida en la tu-
bería.
bería.
Durante muchos años, los materiales de
revestimiento tubulares se han utilizado para la reparación y el
refuerzo sin zanja de conducciones obsoletas o dañadas, que están
enterradas en el suelo, dado que los trabajos de intercambio de
tuberías, especialmente para las tuberías subterráneas, implican un
coste y una dificultad importantes. Los procedimientos de
revestimiento de tuberías desarrollados en una etapa temprana, por
ejemplo los que se dan a conocer en las patentes US nº 3.132.062 y
nº 3.494.813 en las que, son bastante antiguos y adolecen de una
pluralidad de desventajas en las operaciones de las conducciones
actuales. Con tales circunstancias, se han llevado a cabo diversas
mejoras tanto en los procedimientos de revestimiento de conducciones
como en los materiales de revestimiento utilizados en los
mismos.
Se han propuesto varios procedimientos mejorados
de revestimiento, por ejemplo, en las patentes US nº 4.368.091; nº
4.334.943; nº 4.350.548; nº 4.427.480 y nº 4.334.943 se han
observado procedimientos excelentes para el revestimiento de
conducciones. De acuerdo con dichos procedimientos, se inserta un
material de revestimiento tubular con una resina o un aglutinante
endurecible aplicado en su superficie interna, en las conducciones
y se permite que avance al mismo tiempo que se voltea de dentro
hacia afuera (evaginación o reversión), de manera que se aplica el
material de revestimiento a la superficie interior de la conducción
con la resina interpuesta entre las mismas. En la normativa ASTM F
1216 "Procedimiento de instalación", se describe con mayor
detalle la norma de aplicación para la instalación de Tuberías
endurecidas in situ mediante el revestimiento por
reversión.
Una técnica alternativa bien conocida para
insertar el material revestimiento en la conducción es el
procedimiento denominado "Estirado in situ" (en inglés,
"Pull-in-place"), mediante el
que se estira el material de revestimiento en la conducción y
después se infla sin reversión. Cuando se utiliza el procedimiento
de "estirado in situ" para la instalación, el
revestimiento discurre en la tubería existente mediante un cable
cabestrante. Con los extremos del revestimiento sellados, el
revestimiento se hace expandir mediante presión de aire y/o vapor
para endurecer el compuesto. La presión se mantiene hasta que se
complete el endurecimiento del revestimiento. Dichos revestimientos
normalmente comprenden también una lámina protectora exterior que
protege la envuelta tubular impregnada con resina de la abrasión.
La norma del procedimiento de "estirado in situ" se
describe con mayor detalle en la ASTM F1743-96
"Rehabilitación de conducciones y conductos existentes mediante la
instalación por el procedimiento de ``estirado in situ'' de
una conducción de resina termoendurecible de endurecimiento in
situ (CIPP)".
Normalmente, los materiales de revestimiento
para el tipo de instalación por reversión están realizados mediante
una envuelta tubular realizada en un fieltro y/o tejido y/u otro
material poroso flexible o esponjado impregnado
con una resina sintética y provisto de una lámina o recubrimiento resistente al agua e impermeable al
aire.
con una resina sintética y provisto de una lámina o recubrimiento resistente al agua e impermeable al
aire.
El polímero sintético utilizado para formar la
lámina o el recubrimiento impermeable al agua de la envuelta
tubular se selecciona entre varios tipos de polímeros sintéticos
flexibles como el poliuretano, polietileno, polipropileno, un
copolímero de PE-PA, etc.
La envuelta tubular se reviste con el
recubrimiento impermeable al aire según un procedimiento de
recubrimiento convencional, después de la fabricación de dicha
envuelta tubular. Por ejemplo, se funde el polímero y se aplica con
un extrusor en la superficie exterior de la envuelta tubular. Se
permite la suficiente penetración del polímero en intersticios o
texturas de la envuelta, asegurando así la unión de la capa de
polímero en la envuelta tubular por medio de la denominada
"acción de anclaje" del polímero. El grosor del recubrimiento
formado en la superficie exterior de la envuelta tubular se puede
seleccionar de acuerdo con varios requisitos, como el diámetro, el
material, los parámetros de la instalación o similares. Normalmente,
el recubrimiento se utiliza con un grosor en el intervalo
comprendido entre 0,2 y 2,0 mm, preferentemente entre 0,5 y 1,5 mm.
Si el grosor es extremadamente fino, se perderá la propiedad de
impermeabilidad al aire del recubrimiento debido a la formación de
poros o a cualquier daño mecánico del recubrimiento durante la
operación de reversión.
La envuelta tubular se impregna de una resina
sintética endurecible a medida que se introduce en la conducción
que se va a rehabilitar. Resulta importante que el material de
revestimiento tubular sea flexible si se va a utilizar el
procedimiento de reversión, de manera que no requiera una presión de
fluido elevada para la operación de reversión. En general, dicha
operación de reversión resulta más difícil a medida que aumenta el
grosor del material revestimiento tubular. Como consecuencia, se
requiere una buena flexibilidad antes del endurecimiento, además de
una resistencia a la presión, y estructural, del material de
revestimiento tubular endurecido.
Se han utilizado varios tipos de materiales de
revestimiento para tuberías o conducciones.
\newpage
Básicamente, existen dos tipos de materiales de
revestimiento tubular:
- -
- unos revestimientos endurecibles por UV (radiación ultravioleta) (tipo 1)
- este tipo de revestimiento siempre incluye una película transparente realizada en un polímero de PE-PA y una envuelta tubular realizada en fibra de vidrio para garantizar el paso de una cantidad máxima de luz a través del material de revestimiento. Con este material de revestimiento del tipo 1, la lámina transparente no se une a la envuelta tubular y se tiene que desprender después de la introducción del material de revestimiento en la conducción, y endurecerse mediante la exposición a la luz UV. Estos materiales de revestimiento también comprenden una lámina protectora exterior que protege el material de revestimiento de la abrasión, además de protegerlo de la luz, de modo que se evita el endurecimiento prematuro de la resina durante el almacenaje.
- Dichos materiales de revestimiento se comercializan, por ejemplo en Brandenburger Liner GmbH de D-76829 Landau con el nombre registrado "Brandenburger Liner" y en Impreg de D-75392 Deckenpfronn, con el nombre registrado de "Impreg Muitiliner".
- El inconveniente de este tipo de revestimientos endurecibles por UV del tipo 1 es la utilización de fibras de vidrio de un coste elevado en la envuelta tubular y la necesidad de una película transparente que se tiene que retirar después del endurecimiento para asegurar el paso de la luz UV.
- -
- unos revestimientos endurecibles por calor (tipo 2)
- este tipo de revestimiento está disponible en varias concepciones, la envuelta tubular exterior está realizada en fieltro y/o fibras de vidrio. Estos materiales de revestimiento se instalan principalmente por reversión, estirando o mediante una combinación de estirado y reversión. Estos materiales de revestimiento son bien conocidos y se encuentran disponibles comercialmente en empresas como Insituform, Norditube, Inliner USA etc.
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El inconveniente de los revestimientos por calor
del tipo 2 son los largos tiempos de endurecimiento además del
restringido aseguramiento de la calidad en cada uno de los puntos
del revestimiento. Además, con el endurecimiento mediante agua
caliente o vapor, únicamente se puede controlar el progreso del
endurecimiento en los puntos finales. Podría suceder que, en
determinadas localizaciones de la conducción, el material de
recubrimiento esté en contacto con un punto frío (por ejemplo en
fisuras en la conducción debidas a las filtraciones de agua) y no
se complete el endurecimiento y el material de revestimiento
presente puntos débiles en dichas localizaciones.
En lo sucesivo, los términos "exterior" e
"interior" se utilizan en relación con el material de
revestimiento instalado, es decir, "exterior" se refiere a la
superficie del material de revestimiento dispuesto adyacente a la
pared de la conducción que se va a restaurar y superficie
"interior" se refiere a la superficie opuesta volteada hacia
el interior de la conducción. Los términos "externo" e
"interno" se refieren al material de revestimiento tubular
antes de la instalación.
Si se utiliza el procedimiento de reversión para
instalar el material de revestimiento, dicho material de
revestimiento se voltea de dentro a afuera, es decir, la capa
"externa" se convierte en la capa "interior" después de
la instalación. Si se utiliza el procedimiento de "estirado in
situ", el material de revestimiento no se voltea de dentro a
afuera, por lo tanto, la capa "externa" del material de
revestimiento se convierte en la superficie "exterior".
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un nuevo tipo de material de revestimiento tubular para
la rehabilitación de conducciones, que comprende una capa interior
impermeable al aire, a los fluidos y a la luz, de un polímero, una
envuelta tubular exterior que comprende un textil, un tejido, un no
tejido y/o una estructura de fieltro y una resina endurecible, que
se puede endurecer rápidamente sin utilizar agua caliente ni
vapor.
Con el fin de superar los problemas mencionados
anteriormente, la presente invención propone un material de
revestimiento tubular para la rehabilitación de conducciones, que se
puede utilizar en un procedimiento de renovación en el que el
material de revestimiento tubular, con el que la envuelta tubular
recubierta se impregna con una resina endurecible, se inserta en
una conducción y se permite su avance en el interior de la
conducción al mismo tiempo que el material de revestimiento también
se voltea de dentro a afuera bajo la presión de fluido, mientras se
aplica el revestimiento tubular a la superficie de la
conducción.
Bajo determinadas circunstancias, primero se
instala un prerrevestimiento en la conducción. A continuación, se
instala el material de revestimiento en dicho revestimiento previo
en lugar de instalarlo directamente en la conducción.
El material de revestimiento tubular comprende
una capa interior impermeable al aire y a la luz, de un material
sintético, y que está provista en su parte exterior de una envuelta
tubular exterior, en la que dicha envuelta tubular exterior
comprende un textil, un tejido, un no tejido y/o una estructura de
fieltro y una resina endurecible, que comprende una mezcla de
iniciadores de UV y peróxidos.
De forma sorprendente, recientemente se ha
observado que incluso aunque los recubrimientos interiores y la
mayor parte de las veces también las envueltas tubulares de dichos
revestimientos se consideren impermeables a la luz, se pueden
endurecer los revestimientos con luz UV en lugar de con agua
caliente o vapor, y que se puede formar un revestimiento robusto de
tejido reforzado con fibra en el interior de una conducción.
Una ventaja de los nuevos revestimientos es que
los tiempos de endurecimiento se reducen hasta un 30% en comparación
con los tiempos de endurecimiento de los materiales de
revestimiento endurecible por calor tradicionales del tipo 2 con
agua caliente o vapor.
Otra ventaja en comparación con los
revestimientos del tipo 2 es que la calidad de la conducción
renovada es mucho mayor, debido a que con anterioridad al
endurecimiento, se puede controlar mediante cámara la presencia de
grietas en el revestimiento.
Asimismo, el endurecimiento del revestimiento se
puede controlar de forma más eficiente en cada localización, se
puede eliminar eficientemente la aparición de puntos débiles debidos
a un endurecimiento local insuficiente.
A pesar de que se ha probado la adición de
iniciadores del tipo de peróxido a los revestimientos endurecibles
por UV del tipo 1 provistos de un recubrimiento o lámina interior
transparente a la luz UV (véase, por ejemplo el documento EP 1 262
708 A1), a los expertos en la materia no se les había ocurrido la
adición de iniciadores por UV a los revestimientos endurecibles por
calor como el tipo 2, debido a que estos revestimientos con una
capa PU y una envuelta tubular de fieltro se consideran impermeables
a la luz. Por lo tanto, los expertos en la materia no habían
considerado la utilización de iniciadores UV porque el recubrimiento
de PU bloquea la luz UV que entra de forma muy eficiente y así, los
iniciadores de UV no activarían el endurecimiento de la resina
endurecible en la envuelta tubular.
Se deberá enfatizar que el endurecimiento de los
revestimientos con luz UV según la invención no se puede conseguir
simplemente incrementando la cantidad de luz o la intensidad de luz
proyectada contra el material de revestimiento de manera que se
compensen las pérdidas en el interior del recubrimiento interior
impermeable al aire e impermeable a la luz. Además, en el caso de
compensar las pérdidas, el material de revestimiento se
sobrecalentaría y el peligro de incendio sería demasiado elevado.
Incluso en los revestimientos endurecibles por UV tradicionales
como los del tipo 1, se debe tener mucho cuidado de no exponer el
revestimiento a una intensidad de luz exagerada y, así, a una
temperatura elevada peligrosa. Por lo tanto, el documento DE 198 17
413, en el que se tratan los problemas generados por el
sobrecalentamiento local del revestimiento, describe un sistema
bastante complejo para controlar la exposición de los materiales de
revestimiento endurecible por UV tradicionales variando el
recorrido de la velocidad de la fuente de luz UV por la conducción
revestida con un material de revestimiento endurecible como una
función de la temperatura en determinadas localizaciones del
revestimiento tubular. Generalmente, se está de acuerdo en que la
exposición a la luz UV no debe ser mayor de 800 W/m^{2}
aproximadamente, dado que, de otro modo, el peligro de incendio
resulta demasiado elevado.
Una ventaja adicional del material de
revestimiento tubular según la presente invención es que los costes
de material se reducen en gran medida en comparación con los
materiales de revestimiento tubular endurecibles por UV
tradicionales, como los del tipo 1. Además, en dichos materiales de
revestimiento tubular endurecibles por UV tradicionales, cada uno
de los componentes se selecciona de acuerdo con sus propiedades de
transmisión de luz. Los componentes se seleccionarán de manera que
presenten un coeficiente de transmisión de luz lo más elevado
posible. En el documento EP 1 262 708 A1, el revestimiento tubular
comprende una lámina de protección interior permeable a la luz
realizada en poliamida, polietileno o PVC. El coeficiente de
transmisión de luz de dichos materiales está bastante por encima
del 90%, es decir, que dichos materiales transmiten mucho más del
90% de la luz que entra. Además, incluso el material de la envuelta
exterior está realizado en una malla de fibra de vidrio que
presente un buen coeficiente de transmisión de luz.
Además, en los revestimientos tubulares
endurecibles por UV tradicionales, dado que la lámina de protección
interior está realizada en una lámina permeable a la luz como la
poliamida, el polietileno o el PVC, y dado que dichos materiales no
se unen a la envuelta exterior y la resina después del
endurecimiento, se tiene que desprender (retirar) la lámina de
protección interior después de que se instale y se endurezca el
material de revestimiento tubular en el interior de la conducción,
lo que implica una etapa de trabajo adicional durante la
instalación. Además, la envuelta tubular exterior de fibra de vidrio
impregnada con resina queda expuesta a los fluidos transportados a
través de la conducción renovada.
Las láminas protectoras utilizadas para la
envuelta tubular exterior en revestimientos endurecibles por UV del
tipo 1 son muy sensibles a todos los impactos como el tratamiento
mecánico y, especialmente, la presión necesaria para inflar el
material de revestimiento se debe llevar a cabo con sumo cuidado en
varias etapas para evitar daños. Los recubrimientos en los
revestimientos del tipo 2 son muy robustos y están anclados a la
envuelta tubular exterior impregnada con resina, el aumento de la
presión se puede llevar a cabo con mayor rapidez y sin ninguna
etapa intermedia. Además, ningún orificio intermedio realizado en la
conducción precisa refuerzo alguno para evitar el
descascarillamiento de los revestimientos en dichas localizaciones
durante el inflado.
De acuerdo con una forma de realización
preferida de la invención, el polímero del recubrimiento interior
presenta un factor de transmisión menor del 30%, preferentemente
menor del 25% y más preferentemente inferior al 15%.
Se deberá observar que la transmisión de la
totalidad del material de revestimiento, es decir la envuelta
exterior y el recubrimiento interior puede ser menor del 1%.
El polímero de la capa interior o recubrimiento
preferentemente comprende un polímero elastomérico o flexible
sintético, como un poliuretano (PU). La utilización de PU presenta
las ventajas de ser flexible, de modo que se puede realizar el
revestimiento de un tamaño menor de manera que permita que durante
la reversión se adapte a la forma de la conducción en la que se
aloja evitando arrugas, o de ser resistente a la abrasión e
impermeable a los fluidos, como el aire y el agua.
Además, el revestimiento con el recubrimiento de
PU (que se encuentra en la parte interior después de la instalación)
confiere una superficie suave, que mejora el flujo de fluidos en el
interior de la conducción que se ha vuelto a revestir.
El polímero de la capa interior impermeable al
aire e impermeable a la luz normalmente presenta un grosor en el
intervalo comprendido entre 0,2 y 2,0 mm, preferentemente en el
intervalo comprendido entre 0,5 y 1,5 mm.
La resina utilizada en la presente invención
preferentemente es una resina de poliéster endurecible insaturada.
Las resinas de poliéster para las conducciones con revestimiento son
(en lo que respecta al material) la solución más competitiva.
BASF/DSM de D-67056 Ludwigshafen y Scott Bader de
D-92632 Weiden comercializan resinas adecuadas bajo
las marcas registradas de Palatal A410, Synolite 59313 y Crystic
4044T V01 o Crystic 3846, respectivamente.
Los iniciadores UV se seleccionan
preferentemente de entre el grupo constituido por bencil dimetil
cetal, bisacril fosfina, \alpha-hidroxicetona,
\alpha-aminocetona, BAPO, y óxido de fosfina, o
una mezcla de los mismos. Sin embargo, se deberá enfatizar que el
iniciador UV debe ser compatible con la resina específica que se
utilice.
Ventajosamente, los peróxidos se seleccionan de
entre el grupo constituido por alquil perester y peroxidicarbonato,
o una mezcla de los mismos.
A partir de la descripción siguiente, se pondrán
de manifiesto con mayor claridad otros objetivos, características y
ventajas de la presente invención.
Ejemplo
1
Se incorporó una lámpara UV normalizada (Heraeus
Strahler RQ 410 Z1 F, 45006373) en una carcasa con un orificio. Se
dispusieron los revestimientos delante del orificio y en la parte
posterior de dichos revestimientos se instaló un dispositivo de
medición de UV
(X29-RCH-002-4,
UVA-Blue, SN 6492 Recalibración
2005-09) y se midió la luz UV transmitida. Los
resultados de estos ensayos comparativos se indican en la tabla
1.
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención se podrá comprender con
mayor claridad a partir de la descripción siguiente, en la que:
El ensayo 1 es un material de revestimiento
según la invención.
El ensayo 2 es un material de revestimiento
únicamente con un iniciador de UV.
El ensayo 3 es un material de revestimiento
únicamente con un iniciador de peróxido.
El material de revestimiento es un material de
revestimiento tradicional del tipo comercializado por Norditube
Technologies bajo la marca registrada PU Liner con un recubrimiento
de PU interior de 0,5 mm y un fieltro de 3-9 mm. Se
impregnó el material de revestimiento con 100 p/p partes de resina
de poliéster insaturada comercializada bajo la marca registrada
Crystic 4044 T V01 de Scott Bader y 40 p/p partes de
AI(OH)_{3}. El material de revestimiento del ensayo
1 también contenía 1 p/p partes de Tri 21 (de Akzo Nobel) y 0,7 p/p
partes de D2 (BAPO de Ciba Spezialitaten Chemie), el material de
revestimiento del ensayo 2 únicamente contenía 0,7 p/p partes de D2
y no Tri 21, mientras que el material de revestimiento del ensayo 3
también contenía únicamente 1 p/p parte de Tri 21, pero no D2.
Los materiales de revestimiento se expusieron a
la luz UV según se ha descrito anteriormente y, después de una
exposición de 30 segundos, la superficie de los materiales de
revestimiento de los ensayos 1 y 2 se endureció y se apagó la
lámpara de UV. En el caso del material de revestimiento del ensayo
3, se apagó la lámpara después de tres minutos.
Inmediatamente después de la exposición, se
colocaron los materiales de revestimiento entre dos palas y se
cargaron en el centro con 10 kg. Los materiales de revestimiento con
una mezcla de UV e iniciadores de peróxido (ensayo 1) mostraron un
resultado muy bueno; además, cuando el material de revestimiento
estaba rígido, no se dobló después de que se colocase un peso de 10
kg en dicho material de revestimiento. La resina se endureció
bien.
El segundo material de revestimiento (únicamente
con iniciador de UV - ensayo 2) sólo se endureció parcialmente y se
desplomó enseguida después de ponerle el peso de 10 kg en el
material de revestimiento.
El tercer material de revestimiento (únicamente
con iniciador de peróxido - ensayo 3) no se endureció en absoluto y
no ofrecía resistencia cuando se le puso el peso de 10 kg en dicho
material de revestimiento después de una exposición a la luz UV
cinco veces más extensa que en los dos casos anteriores.
Dado que se pueden realizar muchas formas de
realización de la presente invención sin apartarse, por ello, del
alcance de la misma, se deberá interpretar que la presente invención
no está limitada a las formas de realización específicas de la
misma, a excepción de lo que se define en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (7)
1. Material de revestimiento tubular para
reforzar unas conducciones que comprenden una capa interior
impermeable al aire e impermeable a la luz de un polímero, una
envuelta tubular exterior que comprende un textil, un tejido, un no
tejido y/o una estructura de fieltro y una resina endurecible,
caracterizado porque dicha resina comprende una mezcla de
iniciadores de UV y peróxidos.
2. Material de revestimiento tubular según la
reivindicación 1, en el que el polímero de la capa interior
presenta un factor de transmisión inferior al 50%.
3. Material de revestimiento tubular según la
reivindicación 1 ó 2, en el que el polímero de la capa interior
comprende un polímero sintético flexible, tal como un
poliuretano.
4. Material de revestimiento tubular según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero
de la capa interior impermeable al aire se utiliza con un espesor
en el intervalo comprendido entre 0,2 y 2,0 mm, preferentemente 0,5
y 1,5 mm.
5. Material de revestimiento tubular según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la resina
endurecible es una resina de poliéster insaturada.
6. Material de revestimiento tubular según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los
iniciadores de UV se seleccionan de entre el grupo constituido por
bencil dimetil cetal, bisacril fosfina,
\alpha-hydroxicetona,
\alpha-aminocetona, BAPO, y óxido de fosfina, o una mezcla de los mismos.
\alpha-aminocetona, BAPO, y óxido de fosfina, o una mezcla de los mismos.
7. Material de revestimiento tubular según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los
peróxidos se seleccionan de entre el grupo constituido por alquil
perester y peroxidicarbonato o una mezcla de los mismos.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP05103293 | 2005-04-22 | ||
| EP05103293A EP1715239A1 (en) | 2005-04-22 | 2005-04-22 | UV-curable tubular lining material for pipelines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2326135T3 true ES2326135T3 (es) | 2009-10-01 |
Family
ID=34979944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06754791T Expired - Lifetime ES2326135T3 (es) | 2005-04-22 | 2006-04-21 | Material de revestimiento tubular endurecible por radiacion ultravioleta para conducciones. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20080160239A1 (es) |
| EP (2) | EP1715239A1 (es) |
| JP (1) | JP4801727B2 (es) |
| AT (1) | ATE431918T1 (es) |
| DE (1) | DE602006006904D1 (es) |
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