Métodos y sistemas para recubrir y sellar el interior de sistemas de tuberías.

Un método para aplicar un sellador de fugas de recubrimiento de barrera a tuberías para arreglar las aberturas y grietas en las tuberías,

que comprende las etapas de:

generar y suministrar aire comprimido hasta aproximadamente 0.755 m3/s (1600 CFM) y hasta aproximadamente 1379 kPa (200 psi) en un extremo del sistema de tuberías del edificio, para el secado y la limpieza de las paredes interiores de tubería del sistema de tuberías del edificio;

generar un aire de aspiración por vacío de aire de hasta aproximadamente 0,519 m3/s (1100 CFM), en un segundo extremo del sistema de tuberías del edificio, en donde la generación de aire comprimido y la generación de vacío funcionan simultáneamente entre sí, mientras las paredes interiores del sistema de tuberías del edificio se limpian y se secan con una ejecución de una sola pasada;

mezclar un material epoxi para formar un sellador de fugas de recubrimiento de barrera;

aplicar el sellador de fugas de recubrimiento de barrera con el aire comprimido generado a las paredes interiores de las tuberías sin tener que seccionar secciones de tuberías del sistema de tuberías, en donde la generación del aire comprimido y la generación de vacío funcionan simultáneamente entre sí, mientras se aplica el recubrimiento de barrera liquida a todas las paredes interiores limpias de todas las tuberías en el sistema de tuberías del edificio con una ejecución de una sola pasada; proteger las paredes interiores de las tuberías y sellar las aberturas de fugas con un diámetro de hasta aproximadamente 3,175 mm (125 milipulgadas); y

restaurar las tuberías del sistema de tuberías existente para ponerlo en servicio en menos de aproximadamente noventa y seis horas, caracterizado por que

el material epoxi tiene un intervalo de viscosidad de aproximadamente 1,2 a aproximadamente 60 Pa.s (1.200 a 60.000 cps) medida a temperatura ambiente; y

la etapa de aplicar el sellador de fugas de recubrimiento de barrera incluye la etapa de:

proporcionar y mantener presión positiva de aire a través del sistema de tuberías a un nivel de presión de por lo menos aproximadamente 10,34 kPa (1,5 psi) sobre la superficie interna del sistema de tuberías hasta alcanzar 25 el endurecimiento inicial del sellador de fugas de recubrimiento de barrera.

Métodos y sistemas para recubrir y sellar el interior de sistemas de tuberías Esta invención es una continuación en parte de la solicitud de patente de los Estados Unidos NS 11/246.825 presentada el 7 de octubre de 2005, que es una divisional de la solicitud de patente de los Estados Unidos NS 10/649.288 presentada el 27 de agosto de 2003, ahora expedida como patente de los Estados Unidos 7.160.574 el 9 de enero de 2007, que reivindica el beneficio de prioridad con la solicitud de patente provisional de los Estados Unidos 60/406.602 presentada el 28 de agosto de 2002.

Campo de la invención Esta invención está relacionada con la reparación de fugas en tuberías, y en particular con métodos, sistemas y aparatos para reparar fugas y proporcionar recubrimientos protectores de barrera en una sola operación en las paredes interiores de tuberías presurizadas de diámetro pequeño de metal y de plástico, tales como las líneas de drenaje presurizadas, líneas de agua caliente, líneas de agua fría, líneas de agua potable, líneas de gas natural, sistemas de tuberías de climatización (en inglés, Heating, Ventilating and Air Conditioning, HVAC) , y líneas de sistemas de rociadores contra incendios y similares, que se utilizan en edificios residenciales multifamiliares, edificios de oficinas, edificios comerciales, hogares familiares individuales y similares.

Antecedentes y técnica anterior

Los grandes sistemas de tuberías, tales como los que se usan en edificios comerciales, edificios de apartamentos, condominios, así como hogares y similares que tienen una amplia gama de usuarios, comúnmente desarrollan problemas con sus tuberías tales como sus tuberías de agua y de fontanería, y similares. En la actualidad cuando se produce un fallo en un sistema de tuberías, el método de reparación puede implicar varias aplicaciones independientes. Estas aplicaciones de reparación pueden implicar una reparación específica de la zona de fallo, tal como la sustitución de la sección de tubería o el uso de un dispositivo de sujeción y una empaquetadura.

Las técnicas tradicionales para corregir la fuga incluyen sustitución de alguna o de todas las tuberías del edificio. Además del gran gasto por el coste de las nuevas tuberías, unos problemas adicionales con la sustitución de las tuberías incluyen una gran cantidad de mano de obra y costes de construcción en los que se debe incurrir para estos proyectos.

La mayoría de los sistemas de tubería se encuentran detrás de paredes o techos terminados, bajo los pisos, en el hormigón o subterráneos. Desde un punto de vista práctico, el problema más grande puede ser simplemente llegar a la zona del problema de la tubería para hacer la reparación. Para llegar a la tubería para hacer la reparación puede ser necesario romper el edificio, cortar el hormigón y/o tener que perforar agujeros a través de los pisos, los cimientos o el suelo. Estos proyectos de reparación intensos en mano de obra pueden incluir substanciales demoliciones de paredes y pisos de edificios para acceder a los sistemas existentes de tuberías. Por ejemplo, el resultado esperado de la demolición necesaria para arreglar las tuberías existentes es la rotura de las paredes interiores para acceder a las tuberías.

Usualmente existen unos costes substanciales por uso de tiempo para retirar los escombros y las tuberías viejas del lugar de trabajo. Con estos proyectos, tanto el coste de las tuberías nuevas como la mano de obra adicional para instalar estas tuberías son unos gastos necesarios. Además, existen costes adicionales añadidos por los materiales y la mano de obra de reinstalar estas nuevas tuberías junto con las reparaciones necesarias de paredes y pisos que deben hacerse para limpiar los efectos de la demolición. Por ejemplo, llegar y reparar una tubería detrás de una placa de escayola no completa el proyecto de reparación. La placa de escayola también se debe reparar, y solamente las reparaciones del tipo de placa de escayola pueden ser extremadamente costosas. Los gastos adicionales relacionados con la reparación o la sustitución de un sistema existente de tuberías variarán principalmente según la ubicación de la tubería, los acabados del edificio alrededor de la tubería y la presencia de materiales peligrosos, tal como el asbesto que encapsula la tubería. Por otra parte, estas técnicas anteriormente conocidas para hacer reparaciones de tuberías llevan una cantidad considerable de tiempo, que tiene como resultado pérdidas de renta para los arrendatarios y los ocupantes de los edificios de tipo comercial ya que los arrendatarios no pueden usar los edificios hasta que se hayan completado estos proyectos.

Finalmente, las técnicas actuales de reparación de tuberías usualmente son solo temporales. Incluso después de afrontar el coste de reparar la tubería, el coste y las molestias de romper las paredes o los suelos y, si es una propiedad con rentas, las rentas perdidas asociadas con la reparación o con la sustitución, la nueva tubería aún estará sometida a los efectos corrosivos de los fluidos, tales como el agua que pasa a través de las tuberías.

A lo largo de los años se han propuesto muchos intentos y técnicas diferentes para limpiar tuberías de agua con soluciones químicas de limpieza. Véase por ejemplo, las patentes de E.EE.UU.: 5.045.352 de Mueller; 5.800.629 de Ludwig et al.; 5.915.395 de Smith; y 6.345.632 de Ludwig et al. Sin embargo, estos sistemas generalmente requieren el uso de soluciones químicas tales como ácidos líquidos, cloro y similares, que deben circular a través de las tuberías como requisito previo a cualquier recubrimiento de las tuberías.

Se han propuesto otros sistemas que usan materiales en partículas secas como agente limpiador que se pulveriza desde dispositivos móviles, que se desplazan a través o alrededor de las tuberías. Véase por ejemplo, la patente de E.EE.UU.: 4.314.427 de Stolz; y 5.085.016 de Rose. Sin embargo, estos dispositivos que se desplazan generalmente requieren tuberías con diámetros grandes para ser operativos y no se pueden usar en el interior de tuberías que un diámetro inferior a aproximadamente 15, 24 cm (6 pulgadas) , y no podrían desplazarse por curvas estrechas. De este modo, estos dispositivos no se pueden usar en tuberías de diámetro pequeño que se encuentran en los sistemas de agua potable que además tienen curvas bruscas y estrechas.

Otros tipos de técnicas de reparación para sellar y reparar tuberías incluyen, por ejemplo, las patentes de EE.UU.

3.287.148 de Naf; 4.503.613 de Koga; 4.311.409 de Stang; 3.727.412 de Marx et al. y 3.287.148 de Hilbush.

El documento '148 de Hilbush describe un proceso para sellar tuberías de gas soterradas mediante soplado de una emulsión de espuma de sellado. La espuma se asienta en las paredes interiores y se condensa allí. En el caso de fugas, tiende a asentarse en mayores cantidades, que hace esta técnica inadecuada para muchas aplicaciones. Este método es expresamente adecuado solo para tuberías de gas; las adiciones sólidas a la emulsión de sellado no se han enseñado ni son obvias.

El documento '412 de Marx describe un proceso de reparación en el que la parte de tubería con la fuga se sella en los extremos delantero y trasero. Luego se presiona una emulsión estabilizada especialmente en la fuga en cuestión, allí se desestabiliza y se coagula, de modo que se sella la fuga.

Los materiales reales selladores sólidos por lo tanto no se presionan en las tuberías y el vehículo es agua, no gas.

El documento '409 de Stang describe el sellado de fugas en tuberías soterradas por medio de una sustancia muy fina que tiene una alta acción capilar. La sustancia muy fina y difícil de usar se dispone externamente en la fuga y se humedece allí. La presión capilar obtenida de este modo contrarresta la presión de entrega del medio que fluye por la tubería. El material aislante muy fino se debe soterrar en el conducto desde el exterior, después de la excavación de la fuga.

El documento '613 de Koga describe un proceso y un aparato para la reparación interna de tuberías soterradas por medio de una "neblina plástica" que es transportada en una corriente de gas. No queda claro si las fugas reales también se sellan con este método. Más importante aún, este proceso no parece ser capaz de producir inmediatamente la neblina plástica necesaria para trabajar.

El documento '209 de Naf describe un proceso en el que un sellador se introduce con agua y es parte de una mezcla selladora de agua. La mezcla selladora de agua rellena una tubería, lo que tiene como resultado la adición de múltiples etapas al proceso de rellenado, preparar un sistema hidráulico de recirculación, drenar... [Seguir leyendo]

1. Un método para aplicar un sellador de fugas de recubrimiento de barrera a tuberías para arreglar las aberturas y grietas en las tuberías, que comprende las etapas de:

generar y suministrar aire comprimido hasta aproximadamente 0.755 m3/s (1600 CFM) y hasta aproximadamente 1379 kPa (200 psi) en un extremo del sistema de tuberías del edificio, para el secado y la limpieza de las paredes interiores de tubería del sistema de tuberías del edificio;

generar un aire de aspiración por vacío de aire de hasta aproximadamente 0, 519 m3/s (1100 CFM) , en un segundo extremo del sistema de tuberías del edificio, en donde la generación de aire comprimido y la generación de vacío funcionan simultáneamente entre sí, mientras las paredes interiores del sistema de tuberías del edificio se limpian y se secan con una ejecución de una sola pasada;

mezclar un material epoxi para formar un sellador de fugas de recubrimiento de barrera;

aplicar el sellador de fugas de recubrimiento de barrera con el aire comprimido generado a las paredes interiores de las tuberías sin tener que seccionar secciones de tuberías del sistema de tuberías, en donde la generación del aire comprimido y la generación de vacío funcionan simultáneamente entre sí, mientras se aplica el recubrimiento de barrera liquida a todas las paredes interiores limpias de todas las tuberías en el sistema de tuberías del edificio con una ejecución de una sola pasada;

proteger las paredes interiores de las tuberías y sellar las aberturas de fugas con un diámetro de hasta aproximadamente 3, 175 mm (125 milipulgadas) ; y

restaurar las tuberías del sistema de tuberías existente para ponerlo en servicio en menos de aproximadamente noventa y seis horas, caracterizado por que el material epoxi tiene un intervalo de viscosidad de aproximadamente 1, 2 a aproximadamente 60 Pa.s (1.200 a

60.000 cps) medida a temperatura ambiente; y

la etapa de aplicar el sellador de fugas de recubrimiento de barrera incluye la etapa de:

proporcionar y mantener presión positiva de aire a través del sistema de tuberías a un nivel de presión de por lo menos aproximadamente 10, 34 kPa (1, 5 psi) sobre la superficie interna del sistema de tuberías hasta alcanzar el endurecimiento inicial del sellador de fugas de recubrimiento de barrera.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el intervalo de viscosidad está entre aproximadamente 10 Pa.s y aproximadamente 60 Pa.s (10.000 a 60.000 cps) , cuando se mide a temperatura ambiente.

3. El método de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además la etapa de:

mezclar un material de relleno adicional con el recubrimiento de barrera para rellenar además las aberturas de fuga, en donde opcionalmente el material adicional de relleno incluye material epoxi adicional.

4. El método de la reivindicación 3, en donde el material de relleno adicional se selecciona del grupo que consiste en: escamas de vidrio, fibras de vidrio, fibras de epoxi, mica, arcilla, sílice, corcho y plásticos.

5. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde se utiliza de aproximadamente 100 a aproximadamente 300 milímetros de epoxi no rellenada para las tuberías que tienen una longitud de aproximadamente 1, 53 m (5 pies) a aproximadamente 9, 1 m (30 pies) , en donde las tuberías tienen un diámetro de aproximadamente 1, 27 cm (½ pulgada) a aproximadamente 1, 9 cm (¾ de pulgada) .

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde se utiliza de aproximadamente 100 a aproximadamente 500 milímetros de epoxi no rellenada para las tuberías que tienen una longitud de aproximadamente 1, 53 m (5 pies) a aproximadamente 9, 1 m (30 pies) , en donde las tuberías tienen un diámetro de aproximadamente 2, 54cm (1 pulgada) a aproximadamente 3, 06 cm (1 pulgada y ¼) .

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde se utiliza de aproximadamente 100 a aproximadamente 700 milímetros de epoxi no rellenada para las tuberías que tienen una longitud de aproximadamente 1, 53 m (5 pies) a aproximadamente 9, 1 m (30 pies) , en donde las tuberías tienen un diámetro de aproximadamente 3, 8 cm (1 pulgada y ½) a aproximadamente 5, 0 cm (2 pulgadas) .

8. El método de la reivindicación 3, en donde la epoxi mezclada tiene una viscosidad de aproximadamente 1200 a aproximadamente 5000 cps y tiene por lo menos aproximadamente un 25% de relleno, o en donde la epoxi mezclada tiene una viscosidad de aproximadamente 5001 a aproximadamente 10000 cps y tiene por lo menos aproximadamente un 20% de relleno.

9. El método de la reivindicación 3, en donde la epoxi mezclada tiene una viscosidad de aproximadamente 10001 a aproximadamente 15000 cps y tiene por lo menos aproximadamente un 15% de relleno, o en donde la epoxi mezclada tiene una viscosidad de aproximadamente 15001 a aproximadamente 25000 cps y tiene por lo menos aproximadamente un 10% de relleno, o en donde la epoxi mezclada tiene una viscosidad de

aproximadamente 25001 a aproximadamente 60000 cps y tiene por lo menos aproximadamente un 5% de relleno.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de:

ajustar de manera selectiva las capacidades del aire desde el generador de aire comprimido con un regulador en un intervalo entre aire no regulado y aire regulado de aproximadamente 1379 kPa (200 psi) dentro del sistema de tuberías, el control del regulador es operativo para seleccionar cualquier capacidad continua de aire entre los intervalos de aire no regulado y aproximadamente 1379 kPa (200 psi) de aire regulado.

11. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la etapa de mezclar el sellador de fugas de recubrimiento de barrera incluye además la etapa de:

mezclar un primer componente líquido epoxi con un segundo componente epoxi para formar una epoxi de dos partes en un recubrimiento sellador líquido.