Área de Investigación Dpto. de Ingeniería Tipónet Riego S. A.
LIMPIEZA DE TUBERÍAS – PIG Durante la instalación de tuberías nuevas, arreglos de tuberías existentes y/o colmatación de sedimentos al interior de las tuberías en uso a través de los años, es necesario proceder con una limpieza eficiente en donde realizarla con agua solamente, no siempre recibimos buenos resultados utilizando grandes cantidades de agua. El uso de "PIG" en estos casos facilita la limpieza, economiza el agua y como resultado tenemos una limpieza eficiente en muy corto plazo. En tuberías ya instaladas se observa con el tiempo una situación de "pérdida" de carga en diferentes tramos, esto ocurre por colmatación de sedimentos de diversos orígenes en las paredes interiores de la tubería y cambios en el coeficiente de rugosidad del tubo (Hazen-Williams coeficiente "C"). Esta situación nos lleva a no poder proveer todo el caudal necesario o una pérdida de energía adicional que no estaba calculada en el proyecto original.
¿Como funciona?: Existen diferentes tipos de PIG, dependiendo del tipo de tubo, de la situación de limpieza/suciedad, del diámetro, etc. En irrigación generalmente nos referimos a tubos de PVC, PE, asbesto, hierro, etc.; este tipo de colmatación puede tener origen inorgánico, orgánico o mezcla de ambos. En tubos de PVC, PE, asbesto y hierro con revestimientos internos, generalmente, no tenemos una alteración en la estructura superficial del tubo, lo que permite una limpieza "simple" de la tubería; en tubos de hierro sin revestimientos se genera una corrosión interna, la cual necesita un tratamiento mas prolongado que se traduce o involucra el uso de mayor cantidad de PIGS. 1
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Tuberías de PVC, PE, asbesto requieren un PIG de poliuretano expandido blando en diferentes densidades, para realizar esta limpieza en diferentes etapas. El PIG es introducido por un extremo del tubo, avanza por medio de la fuerza (presión) del agua y sale por el otro extremo (abierto); de esta forma se realiza la limpieza de las paredes internas del mismo. Caso sea necesario se realiza más de una aplicación para comprobar la limpieza del mismo, y finalmente se lava con agua.
Este PIG esta constituido por poliuretano expandido, formando una pieza en forma de bala y con un diámetro superior al tubo a ser introducido, para mejorar el efecto de limpieza. Como este PIG es flexible consigue pasar por diversos puntos, reducción de diámetros, curvas, tees, válvulas, etc.
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El agua actúa como lubricante para disminuir la fricción con las paredes y el desgaste excesivo del PIG.
A medida que avanza, se desprenden las partículas de las paredes del tubo y son arrastradas por el PIG y el agua. La velocidad mínima de arrastre del PIG será de 0.2-0.3 metros/segundo, el volumen mínimo de agua necesaria para la
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limpieza de una tubería con un solo PIG será de 1.5 veces el volumen de la tubería a limpiar. En el caso de utilizar más de un PIG, los volúmenes mínimos de agua serán: • Dos PIG = 2.5 veces el volumen de la tubería • Tres PIG = 3.5 veces el volumen de la tubería
Estos volúmenes son aproximados, considerando la posición de la tubería, el diámetro, el tipo de suciedad, la cantidad y tipos de PIG introducidos, etc. En todo caso la eficiencia es mayor y el volumen de agua utilizado para este tipo de limpieza es mucho menor comparado con una limpieza utilizando solamente agua.
Aplicación: Existen varias formas de introducir el PIG en la tubería. Para facilitar este trabajo y reducir al mínimo el tiempo de interrupción del flujo de agua en la tubería, es posible crear puntos fijos de entrada y salida, o tener sistemas semi-fijos para este tipo de trabajos (lanzadores y recibidores de PIG). Si la limpieza se realiza en tiempos muy distantes, existen soluciones simples para estas aplicaciones. aplicaciones. Cuando se aplica un PIG, solamente una salida con diámetro suficiente para su expulsión de la tubería, deberá estar abierta a la atmósfera. Los detalles para para la introducción introducción y salida de los los PIG deberán deberán ser estudiados en detalle, considerando el tamaño de la tubería, el volumen de agua total a utilizar y los eventuales daños que esto podría ocasionar durante el servicio.
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Ejemplos de puntos de lanzamiento y recibimiento de PIGS
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Procedimiento de la limpieza: a. Se comprueba la pérdida de carga en el trecho a limpiar comparando con el dato de proyecto o haciendo una prueba de funcionamiento con diferentes caudales hasta llegar al máximo caudal en ese tramo y su pérdida de carga registrada o calculada. b. Se aísla la tubería a limpiar, cerrando válvulas o desmontando tubos de entrada y salida. c. Se abren todas las válvulas (de paso total) por donde el PIG tendrá que pasar, se comprueba que no existen en el trayecto a limpiar, válvulas mariposa, medidores de agua, válvulas de
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retención de doble ala, y otros elementos que pueden perturbar el paso del PIG. d. Si estas existen, se deberá proceder a quitarlas durante el periodo de la limpieza. e. Se cierran todas las válvulas de aire, anti vacío, drenajes, etc y se deja abierta solamente una por donde debera salir el PIG con diámetro mínimo suficiente para su salida. f. Generalmente no se acostumbra a pasar PIG en tuberías en donde existe más de una reducción de diámetros. diámetros. g. Se prepara el punto de ingreso y el punto de salida del PIG . h. Se coloca el PIG en su "lanzador" y se cierra el punto de ingreso; en este punto tiene que existir una válvula que permitirá el ingreso de agua a la presión y volumen necesarios para el avance del mismo. i. Se abre la válvula que envía el agua para el avance del PIG, siempre se comienza con un PIG "blando" para comprobar la "resistencia" de la tubería. j. Se comprueba la resistencia y la suciedad desprendida por el primer PIG y se continúa con uno de la misma resistencia o con otros más duros. k. Se lava el sistema hasta recibir agua limpia al final del trecho. l. Se cierran todas las entradas y salidas del PIG y se abren las salidas que fueron cerradas anteriormente para el paso del mismo. m. Después de llenar nuevamente con agua el tramo limpio, se realiza una nueva medición de caudal y pérdida de carga en ese tramo, comprobando la recuperación de la presión después de la limpieza.
Solución de problemas: Existe una remota posibilidad de quedarse el PIG dentro de la tubería, en este caso proceder de esta forma: 7
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a. Se cierra la válvula de ingreso del agua y se abre rápidamente creando una onda que libera el PIG trabado en la tubería. b. Aumentar la presión de la tubería con una bomba adicional (booster) c. Si existe la posibilidad, se invierte el sentido del flujo empujando el PIG en sentido contrario. d. Se introduce otro PIG para continuar con la limpieza empujando los dos hacia fuera. e. Se introduce un PIG con un sensor de posición (Tracer) para detectar el punto de parada. f. Se abren algunas salidas cerradas para intentar descubrir el trecho en donde quedó trabado el PIG. g. Descubierto el trecho, se retiran los tubos, se comprueba la razon de la "parada"; en caso de ser un tubo muy damnificado internamente, se cambiará ese tubo o los que sean necesarios y se continúa con la limpieza con PIGS.
Conclusiones: a. Con la limpieza se aumenta el factor del coeficiente de rugosidad o se retorna al coeficiente original del proyecto (Coeficiente C – fórmula de Hazen – Williams). b. Con este este cambio cambio tenemos tenemos una
menor pérdida de carga carga y un
ahorro de energía. c. Es necesario conocer el tipo de tubería y de suciedad para definir el Tipo de PIG a utilizar. d. Es necesario conocer todos los detalles de elementos instalados en la tubería, así como los diámetros de la misma. e. Conociendo la tubería y la suciedad en la misma, es necesario definir el tramo a limpiar.
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f. En tuberías nuevas o reacondicionadas se puede considerar la instalación de puntos de entrada y salida fijos, para reducir el trabajo y tiempos necesarios para estas aplicaciones. g. En tuberías muy antiguas o con muchas fugas será necesario hacer otro tipo de evaluaciones y considerar el tipo de limpieza a realizar. h. En
caso
de
tener
tuberías
obstruidas
por
carbonatos,
primeramente se deberán realizar tratamientos con ácidos y después de eliminar los carbonatos decantados se procederá a limpiar con PIGS.
Medidas de los PIG de poliuretano expandido: φ Nominal
de la Tubería
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φ
Nominal *φ de la externo Tubería del PIG
Largo del PIG
mínimo de salida del PIG
φ
Pulgadas
mm
mm
mm
Pulg/mm
2
50
65
130
2 / 50
3
75
95
190
3 / 75
4
100
125
250
3 / 75
6
150
185
370
6 / 150
8
200
250
470
6 / 150
10
250
300
540
8 / 200
12
300
350
560
8 / 200
14
350
380
570
8 / 200
16
400
435
650
10 / 250
18
450
500
750
10 / 250
20
500
550
850
14 / 350
22
550
600
900
14 / 350
24
600
650
1000
16 / 400
26
650
700
1050
16 / 400
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•
28
700
750
1150
18 / 450
30
750
800
1250
18 / 450
32
800
850
1300
20 / 500
34
850
900
1380
20 / 500
36
900
950
1460
22 / 550
38
950
1000
1530
22 / 550
40
1000
1050
1620
24 / 600
El "ajuste" del diámetro externo del PIG será según el espesor de los tubos de PVC, su diámetro interno y la densidad del poliuretano utilizado.
Autor: Rephael Solkoviak – Lito
Fotos:
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