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Una Solución Viable y Perdurable para Pérdidas de Agua por Fugas en Tuberías
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Acerca del ISSFEl Foro Internacional del Acero Inoxidable (ISSF) es una asociación no lucrativa, con sede en Bruselas, que busca, entre otras cosas, desarrollar nuevos mercados para el acero inoxidable y promover la imagen del acero inoxidable como un producto sustentable y responsable. El ISSF trabaja con las Asociaciones para el Desarrollo del Acero Inoxidable (SSDA), que están presentes en la mayoría de los mercados hacia los usuarios finales, los medios, el público en general y las autoridades reguladoras.La asociación tiene 56 miembros de todo el mundo y actualmente representa aproximadamente el 90% de la producción total de acero inoxidable.
Más informaciónPara obtener más información acerca de ISSF, consulte nuestro sitio web worldstainless.org.Para obtener más información sobre el acero inoxidable y la sustentabilidad, consulte el sitio web sustainablestainless.org
John Rowe Secretario GeneralCorreo: [email protected] Cel: +32 471 28 38 09
Hyun-Seok Cho Miembro del acero inoxida-ble, proyecto tubería de aguaCorreo: [email protected]: +32 2 702 89 38
Dr. Jo, KihoonMiembro del acero inoxida-ble, aplicaciones automotrices Correo: [email protected]: +32 2 702 89 30
Fernando Correa Carrillo
Instituto Mexicano del Inoxidable (IMINOX)DirectorCorreo: [email protected]: +52 444 824 1646 ext 105
Jo Claes Gerente Administrativo y de ComunicacionesCorreo: [email protected]: +32 472 85 64 47
Naoki Yasuda Gerente de Sustentabilidad y Desarrollo de MercadoCorreo: [email protected]: +32 2 702 81 80
Prefacio
Introducción
Manejo de tuberías con fugas
Tuberías de agua de acero inoxidable
Tubos de agua corrugados de acero inoxidable
Mejorando la detección y reparación
Análisis del costo del ciclo de vida
Resultados de los proyectos en Tokio, Seúl y Taipéi
Experiencias del usuario
Tuberías de agua de acero inoxidable en Tokio
Tuberías de agua de acero inoxidable en Seúl
Tuberías de agua de acero inoxidable en Taipéi
Fuentes
Anexos
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Contenido
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PrefacioLa historia sobre el uso del acero inoxidable en la red de tuberías de agua de La Junta de Aguas de Tokio nos llegó a partir de un breve informe de mercado presentado por la Asociación Japonesa de Acero Inoxidable (JSSA). ¡Y qué historia tan interesante resultó ser!
En un período de 32 años, Tokio transformó por completo la red de tuberías de toma domiciaria de la ciudad de una variedad existente de materiales, incluidos hierro, plomo y plásticos, al acero inoxidable, y redujo su nivel de pérdidas de agua del 17% anual al 2%. En un mundo donde el agua es un recurso preciado, esto fue realmente asombroso y nos propusimos la tarea de investigar y preparar un caso de estudio para mostrar exactamente cómo fue hecho.
En el proceso descubrimos muy rápidamente que la transformación de Tokio también está en marcha en las ciudades de Seúl y Taipéi, utilizando las mismas técnicas, y esos dos ejemplos nos han dado acceso directo a los tomadores de decisiones. Este fue un avance
importante, porque los tomadores de decisiones originales para el caso de Tokio se retiraron hace tiempo.
En los últimos dos años, los casos de estudio para Tokio y Seúl se han desarrollado en una base de información muy concisa y completa. El proyecto de Taipéi es todavía un trabajo en progreso y lo estamos estudiando con mucho cuidado en caso de que surja información adicional.
Ahora estamos listos para pasar a la siguiente fase importante, que es comunicar el éxito de estos proyectos a otras ciudades del mundo. Muchas de éstas están experimentando altos niveles de pérdidas de agua tratada. Reconocemos la amable asistencia de la OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico), que nos proporcionó una lista de ciudades con pérdidas de agua superiores al 10% y, en algunos casos, hasta el 40%.
Este problema requiere una solución, y las tuberías de agua de acero inoxidable proporcionan una solución viable y perdurable. Son lo suficientemente fuertes como para resistir los golpes e incluso la actividad sísmica; son limpias e higiénicas y ayudan a mejorar la calidad del
agua; son resistentes a la corrosión; y, en la forma flexible “corrugada” que se ha utilizado en las tres ciudades asiáticas, son lo suficientemente livianas como para ser manejadas, se pueden doblar fácilmente en sitio en formas difíciles; y durarán hasta 100 años sin intervenciones de mantenimiento excesivo, lo que reduce el mayor costo de reparación de daños por fugas de agua, que es el costo de excavación en obras viales e interferir con el movimiento del tráfico. Las ciudades necesitan un sistema que pueda instalarse y permanecer ahí por generaciones.
Esta historia tiene el valor fortuito de presentar a la industria del acero inoxidable con dos beneficios directos: un aumento en la demanda de sus productos y una buena noticia ambiental fácil de entender. Se la recomiendo a usted, estimado lector, y también a los ciudadanos del mundo. Cuente esta historia a los concejales de su ciudad y a los representantes gubernamentales. El cambio los beneficiará ahorrando el uso del agua y, por lo tanto, en su costo.
John RoweSecretario GeneralForo Internacional del Acero InoxidableBruselas
JOHN ROWESecretario General
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Introducción
La pérdida de agua por fugas en tuberías en ciudades seleccionadasLa pérdida de agua por fugas en tuberías es un problema para ciudades de todo el mundo. Algunas de éstas están perdiendo agua en un 40% al año, y esto es toda el agua que ha sido tratada. Un estudio reciente de la OCDE ha demostrado que no son solo las ciudades subdesarrolladas o incluso las ciudades en desarrollo las más afectadas, incluso las ciudades capitales de las principales economías están perdiendo mucha más agua de lo que es sustentable o incluso viable, como se muestra la tabla en esta página.
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o
Hon
g K
ong
Tasa de fuga en las principales ciudadesFuente: OCDE (Gobierno del Agua en las Ciudades, 2014)
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Manejo de Tuberías con Fugas• Nuestros estudios han demostrado que el
primer y más importante paso es reemplazar las tuberías existentes con tuberías de acero inoxidable. Este material tiene una mayor relación resistencia/peso, es más fácil de trabajar, es resistente a la corrosión y es lo suficientemente fuerte como para resistir los golpes, incluso como resultado de la actividad sísmica. Por lo tanto, durará más tiempo entre programas de mantenimiento.
• Pero incluso el acero inoxidable es susceptible a fugas si se produce un daño severo. Por lo tanto, es necesario introducir un sistema de gestión secundario, mejorando la tasa de detección de fugas recurrentes.
• Por último, pero no menos importante, debe haber un equipo de respuesta rápida que trabaje día y noche y sea capaz de llegar al sitio de las fugas detectadas y repararlas rápida y efectivamente.
• Cada uno de estos tres puntos es crítico para la solución final. Ninguno de ellos, por sí solo, será suficiente.
Cambiar a tubos de acero
inoxidableMejorar la
detección de fugas
Mejorar el tiempo de respuesta
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Tuberías de agua de acero inoxidable
Beneficios del material
El acero inoxidable tiene una alta resistencia y es un material muy duradero. También es menos susceptible a la fisura que los materiales competidores. Es resistente a la corrosión, obviando así la necesidad de pintura u otras capas protectoras.El acero inoxidable es excepcionalmente resistente al desgaste. Tiene una superficie dura y lisa, haciendo más difícil la adherencia y crecimiento de las bacterias, por lo que es muy higiénico. El acero inoxidable ha jugado un rol clave en la producción, preparación y transporte de alimentos y bebidas durante 100 años. Es químicamente inerte, lo que significa que no reacciona con los alimentos o bebidas con los que entra en contacto. Para el propósito de conducción de agua, la solución ideal es usar acero inoxidable en forma de tubo corrugado. El uso de tubos corrugados minimiza el riesgo de fugas al reducir el número de uniones soldadas que de otro modo serían necesarias. Un beneficio secundario es que los pliegues del corrugado hacen que las tuberías sean más fáciles de doblar en sitio, lo que facilita la flexión en sitios inaccesibles. Estas tuberías mejoran la productividad y también son resistentes a los choques sísmicos.
Beneficios ambientales
En todo su ciclo de vida, el acero inoxidable tiene uno de los impactos ambientales más ligeros de todos los materiales de ingeniería conocidos. Al final de su larga vida útil, es capaz de reciclarse al 100% para crear nuevo acero inoxidable que será tan resistente y duradero como el producto original.
Costo del Ciclo de Vida
El acero inoxidable tiene un costo de inversión inicial más alto que muchos de sus materiales competidores. Sin embargo, cuando se observa la extensión completa de su vida útil proyectada, y el muy poco mantenimiento y reparaciones que requiere, es una opción menos costosa.Suponiendo una vida útil de 100 años a las tasas actuales de interés reales, los costos de utilizar otros materiales pueden ser significativamente mayores.
Tubos corrugados de acero inoxidable.Fuente: Asociación de Obras Hidráulicas de Corea (kwwa.or.kr)
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Tubos de agua corrugados de acero inoxidable
Sistema de Tubería Tradicional
Tubos corrugados de acero inoxidable
Un sistema flexible de tubería corrugada de acero inoxidable:• evita fugas en las juntas• reduce la cantidad de juntas• resiste los choques sísmicos
Puntos de fuga
Medidor de flujoAbrazadera
Tubos rectos
Juntas/Codos
Abrazadera
Tubos flexibles
Medidor de flujo
No Juntas
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Mejorando la detección y reparación
Detección planificada• Cada área de servicio se divide por bloques en una cuadrícula • Cada bloque es investigado sistemáticamente para detectar fugas
Respuesta planificada• Hay una respuesta inmediata a los reportes de fugas• Los equipos operativos están listos las 24 horas del día, los siete días de
la semana durante todo el año.
Ejemplo de cómo Tokio se divide por bloques en una cuadrícula para planificar la detección regular de fugas
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Análisis del Costo del Ciclo de Vida
La Torre Eiffel
La Torre Eiffel fue construida en 1889 para la Feria Mundial de París. Fue concebida como una estructura temporal, para ser desmontada después de la Feria, pero la ciudad decidió conservarla y hoy es una estructura icónica que identifica de inmediato la silueta de la ciudad. La estructura se construyó con 7,300 toneladas de acero al carbono, con 18,000 piezas separadas y 2.5 millones de remaches. Para mantener una superficie cubierta segura del acero y, por lo tanto, evitar la oxidación de la superficie, la estructura debe repintarse en ciclos de siete años. Cada repintado toma 18 meses y requiere 25 pintores, usando 60 toneladas de pintura, 1,500 juegos de ropa de trabajo, 1,000 pares de guantes y 2,000 metros cuadrados de malla protectora. Si esta estructura se hubiera construido utilizando el grado apropiado de acero inoxidable, es razonable suponer que el único costo de mantenimiento hubiera sido la limpieza del material cada 30 años más o menos, utilizando materiales comunes de limpieza del hogar. Esto se indica por la condición “como nuevo” de la cúpula de acero inoxidable en el edificio Chrysler en Nueva York, que ha estado en funcionamiento durante 87 años y solo se ha limpiado tres veces. Este ejemplo ilustra cómo, a pesar de su mayor costo inicial, la mayor vida útil del acero inoxidable puede ahorrar dinero al reducir el costo de reparaciones, reemplazos y mantenimiento. Edificio Chrysler (1930), crédito de fotografía: Catherine
Houska (Instituto del Níquel)
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Costo total del ciclo de vida (CCV)
Costos iniciales de adquisición de materiales (CA)
Costos iniciales de instalación y fabricación de materia-les (CI)
Costos de operación y manteni-miento (CO)
Costos de producción perdida durante el tiempo de inactividad (PP)
Costos de reemplazo de materiales (CR)
CCV CA CI= + + + +
Todos los costos son a valor presente
Dónde: N = Vida real de servicio, i = tasa de interés real, n = año del evento
∑N
n=1
CO
(1+i)n ∑N
n=1
PP
(1+i)n ∑N
n=1
CR
(1+i)n
Fórmula del Costo del Ciclo de Vida
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Definición del Sistema
4 metros de longitud (20 mm de diámetro) de tubería de toma domiciliaria con una vida útil de 100 años. Las tomas domiciliarias se extienden desde la red de agua hasta el medidor de agua doméstico e incluyen juntas, codos, juntas “T” y válvulas.
El análisis CCV se calculó de inicio a fin.
Supuestos Acero Inoxidable (316)
PVC PE (polietileno)
1. Vida de servicio 100 años 20 años1 20 años1
2. Tasa de interés real 0.27%2
3. Costo inicial del material para una tubería corrugada de 4 metros (partes incluidas)
$2973 $893 $673
4. Instalación inicial (incluye costos de mano de obra)4
$1,683 (se supone que es el mismo para cada caso)
5. Costos de operación y mantenimiento Se asume que es cero (pero los costos de mantenimiento y
tiempo de inactividad existen en la práctica. Minimizar esa interrupción es importante)
6. Costos de producción perdida durante el tiempo de inactividad
7. Costos de reemplazo4 $1,980/100 años $1,772/20 años $1,750/20 años
8. Valor residual (chatarra reciclada)5
$100/100 años $0 $0
1. Estimación de la vida útil de Obras Hidráulicas de Seúl
2. Pronóstico de tasa de interés real de IHS Markit
3. Costo del tubo tomado del ejemplo de Incheon (Corea del Sur)
4. Costo de reemplazo tomado del ejemplo de Incheon (Corea del Sur)
5. El acero inoxidable es capaz de reciclarse al 100%
Materias Primas
Producción de Tubos Trasporte En Servicio
Manteni- miento y
Reemplazo
Desecho y Reciclaje
Abrazadera a la tubería de agua principal
Medidor de flujo
4 metros de longitud
Unidades funcionales
15
100 años
100 años
Costo de remplazo
Acero Inoxidable
PVC/PE
0 años 20 años 40 años 60 años 80 años
0 años 20 años 40 años 60 años 80 años
Costo inicial
Costo inicial
20 años 20 años 20 años 20 años 20 años
100 años
Mantenimiento
Mantenimiento / Reemplazo
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Diagrama de costos para cada material
Duración Acero Inoxidable
PVC PE
100 años 1,932 7,978 7,878
El análisis del Costo del Ciclo de Vida para el acero inoxidable grado 316 ilustra que es un producto menos costoso cuando se ve a lo largo de su vida útil.Se ha demostrado que las alternativas que fueron probadas por La Junta de Aguas de Tokio tienen un ciclo de vida más corto y, por lo tanto, un costo mayor.Nuestros supuestos se han basado en una vida útil de 100 años (aunque el Edificio Chrysler indica que 100 años es una estimación conservadora) y en tasas de interés actuales.
TIEMPO
COST
O
MATERIAL B
MATERIAL A
ACERO INOXIDABLE
La representación esquemática muestra que el costo de los materiales alternativos A y B aumenta sustancialmente con el tiempo, mientras que el costo del acero inoxidable se mantiene constante.
Abrazadera utilizada con el sistema de tubería corrugada de acero inoxidableFotógrafo: Philippe De Putter
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Resultados de los proyectos en Tokio, Seúl y Taipéi
Tokio Seúl Taipéi
Tasa de fuga
Volumen de fuga (Mill de
m3)
15.4%2.1 %
1980 2013
260
33
1980 2013
(Mill M³)
27.3%
2.5 %
1987 2014
27.0%
16.7 %
2005 2014
1837
29
1987 2014
(Mill M³) 365
117
2005 2014
(Mill M³)
Fotógrafo: Philippe De Putter
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Experiencias del usuario
Junta de Aguas de Tokio
El cambio de material al acero inoxidable se llevó a cabo sobre la base de un examen exhaustivo y resultó ser la decisión correcta. Descubrimos que hubo un efecto considerable en la aplicación de acero inoxidable tanto en la fuga como en la calidad del agua.
Okabe Takeshi, Gerente de la División de Suministro de Agua
Obras Hidráulicas de SeúlComo esperábamos, las tuberías de acero inoxidable han contribuido a una calidad del agua más limpia y también a una mayor vida útil que otros materiales. La sección corrugada contribuyó a un manejo mejorado y una disminución en fugas.
Kim HyenTon, Director del Departamento de Distribución de Agua
Fotógrafo: Philippe De Putter
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Tuberías de agua de acero inoxidable en Tokio
Obras Hidráulicas de Tokio en cifras (2013)
1980 2013
Población (Mill) 11.6 13.3
Volumen distribuido (millones de m³)
1,692 1,523
Volumen de fuga (millones de m³)
260 33
Tasa de fuga (%) 15.4 2.2
Retos mayores• Escasez de agua crítica• Tubería con fugas• Alto contenido de ión de cloruro en el suelo• Preocupaciones acerca de mantener una
buena calidad del agua• Suceptibilidad de severos choques sísmicos• Inundaciones severas localizadas alrededor
del área de fugas, incluso causando el colapso de algunas carreteras
¿Por qué se eligió el 316 por encima de 304?La Junta de Aguas del Tokio eligió el acero inoxidable grado 316 de mayor aleación por su mejorada resistencia a la corrosión después de extensas pruebas de suelo. Dijeron que fue seleccionado porque querían el mejor material disponible. El costo del material era menos importante que la resistencia y la durabilidad porque la seguridad del suministro de agua era la consideración más importante.
Pruebas de enterramiento subterráneas
Para verificar el desempeño corrosivo de las tuberías y recopilar datos sobre su resistencia a la corrosión, la Junta de Aguas de Tokio encargó pruebas utilizando tuberías fabricadas a partir de una serie de productos competidores, enterrándolos bajo tierra en 10 sitios diferentes, por un período de 10 años.Las pruebas mostraron que el acero inoxidable 316 se había desempeñado mejor en términos de resistencia y resistencia a la corrosión que el 304. Las concentraciones de Cl- y SO4
2 en el suelo fueron muy altas. Las pruebas no mostraron evidencia de corrosión por picadura en las
muestras de 316 .316 es un grado más aleado y, por lo tanto, más
SUS 304 - A
SUS 304 - E
SUS 316 - A
Acero al carbono
Plomo
1. Ciudad de Kushiro, Prueba No. H; después de decapado ácido
2. Ciudad de Kawana, prueba No. P; después de decapado ácido
SUS 304 - A
SUS 304 - E
SUS 316 - A
Acero al carbono
Plomo
9 1
9 2
9 3
9 4
9 5
9 6
9 7
9 8
Fotos de los resultados de la prueba de enterramiento después de 10 años de entierro en Kushiro (noreste de Japón) y Kuwana (Japón Central).
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costoso que el 304, pero La Junta de Aguas de Tokio decidió que el mayor costo es el costo de instalación de las tuberías y que el riesgo de falla no podría aceptarse debido a una posible escasez de agua. Como resultado, la decisión de especificar el más fuerte de los dos grados de acero inoxidable, independientemente de la diferencia de costos inicial, estaba económicamente justificada.
Tuberías corrugadas de acero inoxidableLa Junta de Aguas del Tokio descubrió que muchas de sus fugas habían ocurrido en las
juntas. El uso de tubos corrugados permitió a los instaladores doblar las tuberías en las formas requeridas, reduciendo así la necesidad de juntas y codos, pero también permitió que las tuberías permanecieran más flexibles después de la instalación, y por lo tanto más capaces de resistir
Profun-didad (cm)
Nivel respecto al suelo
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
A B B BBA A A
SUS304 - A SUS316 - A Cobre Acero al carbono
Resultado de la prueba de enterramiento en Okinawa. A: Después de la limpieza del aguaB: Después del decapado Tubo corrugado de acero inoxidable
Fuente: Instituto del Níquel
0
50
100
150
200
InoxidablePlomoOtrosVinil
63
151
15
102
Número de daños después del Gran Terremoto de 2011 por material de tubería.
23
choques sísmicos.Este punto fue bien probado después del Gran Terremoto de Sendai que golpeó la costa noreste de la Isla de Honshu el 11 de marzo de 2011, con una magnitud de 9.0, que lo convirtió en uno de los terremotos más fuertes que se hayan registrado. La ciudad de Tokio se encuentra en el límite entre las áreas demarcadas por tener un impacto fuerte a muy fuerte (el terremoto se sintió tan lejos como Beijing). Después de este incidente, las inspecciones revelaron que solo el 5% de las tuberías de acero inoxidable que se habían instalado estaban dañadas.Tokio probó tuberías corrugadas de acero inoxidable de 1991 a 1998, antes de incorporarlas para todas las instalaciones desde 1998. En las primeras etapas de prueba, utilizaron accesorios de bronce y descubrieron un riesgo de corrosión en el área de las juntas. Por lo tanto, especificaron acero inoxidable para todas las juntas, codos, secciones en T, válvulas y otros accesorios. Las ventajas proporcionadas por el uso de tubos de acero inoxidable fueron una reducción en el número de fugas; mantenimiento reducido; calidad mejorada del agua; y una resistencia probada a la actividad sísmica.La Junta de Aguas de Tokio no ha encontrado evidencia de depósitos de residuos químicos dentro de las tuberías que han inspeccionado.
Reducción de fugas
0
20
40
60
80
100
2013201220102008200620042002200019981996199419921990198819861984198219800
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Porcentaje de tubos de acero inoxidable
Casos de reparación de fugas (’000)
Tasa de fuga (% a la derecha)
69
1%
15%
10
100%
2%
(Año)
24
Tuberías de agua de acero inoxidable en Seúl
Obras Hidráulicas de Seúl en cifras (2014)Población de servicio: 10.3 millonesVolumen de distribución anual: 1,169 millones de m³Tasa de fuga de agua: 2.5%
Tubos de toma domiciliaria de acero inoxidable en Seúl
Seúl comenzó a reemplazar sus líneas de tuberías de agua en 1984. El 95.6% de las tuberías han sido reemplazadas hasta el momento. El reemplazo total finalizará en 2018.• Longitud total de las líneas de tubería:
13,720 km• Longitud total de la línea de tubería
reemplazada hasta el momento: 95.6%
1984-1993
1994-2003
2004-2013
2014-2018
Tubos reemplazados
(en km)5,518 5,668 2,006 536
El acero inoxidable se usó para reducir la corrosión y mejorar la calidad del agua. También se usó para reducir las pérdidas de agua por
fugas debido a su resistencia superior. De 1987 a 1993 se usaron juntas tuberías de acero
inoxidable y de cobre, pero a partir de 1993 solo se ha utilizado acero inoxidable. Desde 2001, se introdujeron tubos corrugados para reducir las juntas y facilitar el montaje en el sitio. Seúl descubrió que la reducción de las pérdidas de agua, junto con la mejora en la calidad del agua, significaba que podrían reducir de diez a seis el número de plantas de tratamiento de agua, después de este proyecto. Encontraron una mejora en las fugas de agua del 27% al 2.5%, a pesar de que el proyecto aún tiene un año de plazo. Esto ha permitido a la ciudad reducir el número de reparaciones de 60,000 a 10,000 casos por año. También ha permitido que la ciudad reduzca su producción total de agua (porque se desperdició menos agua) de 7.3 millones de
Tubo de PVC
Tubo de plomo Tubo de cobre
Tubo de PE (polietileno)
Tubo de acero inoxidable
Tubos corruga-dos de acero inoxidable
‘84 ‘85 ‘87 ‘92 ‘98 2001 Ahora
25
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2014201320122011201020092008200720062005200420032002200120001999199819971996199519941993
%
27%
2.5%
32%
90.6%
(Año)
Porcentaje de tubos de acero inoxidable
Tasa de fuga (%)
Casos de reparación de fugas (’000)
45
10
Reducción de fugasmetros cúbicos por día a 4.5 millones de metros cúbicos, lo que es un excelente indicador de la protección de los recursos hídricos disponibles en este proyecto.Seúl consideró materiales alternativos, pero
sus pruebas demostraron que el acero inoxidable era la opción preferida. Contrario a la experiencia de sus mentores, la Junta de Aguas de Tokio, Seúl decidió especificar acero
inoxidable grado 304, Primero, porque sus suelos demostraron ser menos agresivos que los de Tokio y segundo porque 304 es un material menos costoso.
Siguiendo el ejemplo de la capital, otras ciudades coreanas como Daegu, Incheon, Daejeon y Ulsan también han comenzado a utilizar acero inoxidable para sus tuberías de toma domiciliaria.
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Tubos de agua de acero inoxidable en Taipéi
Obras Hidráulicas de Taipéi en cifras
Población de servicio: 3.88 millonesVolumen de distribución diaria: 2.26 millones de m³Suministro diario al área de servicio: 1.97 millones de m³
Antecedentes
En 2002, el nivel de suministro de agua a Taipéi se volvió peligrosamente bajo. Con una tasa de fuga de 28.4% en las líneas de tubería, más solo la mitad de la lluvia promedio, resultó en un suministro de agua intermitente por 49 días. Originalmente, Taipéi solo quería expandir el suministro de agua, en lugar de controlar las pérdidas de agua. Esto resultó en un sistema complicado de línea de tubería, que había envejecido y estaba fugando. Se planeó un proyecto de administración de fugas en 4 fases a finalizar en 20 años. Esto debería mejorar el rendimiento de la línea de tuberías, reducir la pérdida de agua y evitar una escasez de agua como la de 2002.
ImplementaciónCada año, casi el 3% de la red de tuberías se reemplaza. La última tubería de plomo fue reemplazada en octubre de 2017, 15 meses antes de lo previsto. Hasta el momento, el 35% de las tuberías de toma domiciliaria de diversos materiales han sido reemplazadas por tuberías de acero inoxidable. Los distritos de la ciudad
que tuvieron la mayor pérdida de agua (algunos más del 40%) fueron los primeros en reemplazar sus tuberías con tuberías de acero inoxidable. Las últimas tuberías que se sacaron fueron estudiadas y revelaron que el 80% de las fugas se originaron en tuberías de plástico.
A largo plazoA mediano plazo
I II III IV2003 2005 2010 2015 2020 2025
22% 17% 13% 10%Tasa de fuga objetivo
Presente
27
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
27.5
30.0
2014201320122011201020092008200720062005200420032002
Tasa de fuga (%)
28.44%
16.71%
(Año)
Reducción de fugas
Año Lluvia sobre el Embalse
de Feitsui (en mm)
Almacenamiento en el Embalse de Fetsui (%)
Tasa de fuga de la red de
TWD*
Suministro anual de agua a TWD * (x 100
Mill m³)
Suministro anual de agua a TWC * (x 100
Mill m³)
2002 1377 58% 28.44% 8.78 0.74
2014 1201 92% 16.70% 6.99 1.23
Diferencia -176 mm +34% -11.74% -1.79 +0.49
Resultados
Aunque solo el 35% de las tuberías se han reemplazado hasta ahora, un resultado excelente ya se hizo evidente durante la sequía de 2014. Ese año tuvo un 13% menos de lluvia que durante la sequía anterior en 2002, pero no hubo interrupción en el suministro de agua, gracias a la gran mejora en la tasa de fugas.Con la tasa de fugas reducida en más del 10%, el ahorro de agua ha sido de 179 millones de m³ por año. Las pérdidas de agua en 2005 fueron de 365 millones de m³ y bajaron a 219 millones de m³ en 2014. La tasa de fuga objetivo del 10% debe alcanzarse para 2025.
Suministro de agua
intermitente
Menos lluvia, a fines de 2014 Reducción de fugas
11.74%Agua ahorrada
1.23 suministrado a TWC 0.56 en el depósito
* TWD: Departamento de Agua de Taipéi* TWC: Compañía de Agua de Taipéi
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Fuentes1. Asociación Internacional del Molibdeno
2. Asociación del Acero Inoxidable de Japón
3. Ministerio de Medio Ambiente, República de Corea
4. Instituto del Níquel
5. Nisshin Stainless Steel Tubing Co. Ltd.
6. Obras Hidráulicas de Seúl
7. Departamento de Agua de Taipéi
8. Junta de Aguas de Tokio
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Anexos
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¿Qué es el acero inoxidable?El material que conocemos como acero inoxidable es una característica importante de la vida moderna y puede haber muy pocas personas que no hayan entrado en contacto con él en algún momento de sus vidas. Fue descubierto en 1912 por un ingeniero metalúrgico que descubrió que una adición de no menos de 10.5% de cromo confiere al acero una significativa resistencia a la corrosión. El cromo forma una capa protectora en la superficie del acero que es capaz de renovarse constantemente por sí misma, protegiendo así la superficie contra la corrosión incluso cuando está rayada o dañada de otra forma. Es esta importante propiedad de resistencia a la corrosión la que separa los aceros inoxidables de otras formas de acero; de hecho, la definición internacionalmente aceptada de acero inoxidable es acero que contiene no menos de 10.5% de cromo.
304
El grado 304 es la forma más comúnmente utilizada de acero inoxidable. Este grado típicamente contiene 18% de cromo y 8% de níquel. Este es un acero austenítico. No es un buen conductor de electricidad o unidades térmicas y no es magnético. La adición de níquel proporciona al material una resistencia a la corrosión aún mayor y lo hace mucho más maleable. Se considera ideal para agua potable con cloruros de hasta 200 mg/l a temperatura ambiente y 150 mg/ l a 60 ° C.
316
Además del cromo y el níquel, el acero inoxidable de grado 316 contiene molibdeno, lo que refuerza aún más su resistencia a la corrosión, particularmente contra la corrosión por picaduras y corrosión por cavidades en ambientes de
cloruro. Tiene excelentes características de conformado y soldadura y es fácilmente formable en una variedad de piezas para diferentes aplicaciones.El grado 316 también tiene características sobresalientes de soldadura.
Números de grado equivalentes de aceros inoxidables
Estados Unidos:
UNS
Estados Unidos:
AISI
Unión Europea:
EN
Japón: JIS
Reino Unido:
BSI
S30400 304 1.4301 SUS 304 304SI5, 304SI6
S31600 316 1.4401 SUS 316 316S31
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Tuberías corrugadas de acero inoxidable
Especificación
Longitud estándar: 4 metrosLongitud máxima: 5 metrosDiámetro: 15 ~ 50 mm para tubos de toma domiciliariaEspesor: 0.8 ~ 1.2 mmGrado de acero: 304 ó 316
Tubos corrugados de acero inoxidable en diferentes diámetros
Dibujo de una tubería corrugada. D1 es el diámetro, T1 el espesor y L1 la longitud del corrugado. Las especificaciones para los diferentes diámetros de tuberías se pueden encontrar en la tabla.
[JWWA G119, KWWA D118]Nombre Diámetro externo (D1) Espesor (T1) Longitud (L1) # de roscas
Estándar Tolerancia Estándar Tolerancia Estándar Tolerancia
13 Su 15.88 0~0.37 0.8 ± 0.08 80 ± 10 15
20 Su 22.22 1 ± 0.1 120
25 Su 28.58
30 Su 34 ± 0.34 1.2 ± 0.12 153 ± 20
40 Su 42.7 ± 0.43 225 20
50 Su 48.6 ± 0.49Unidad: mm
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Tamaño de tubos corrugados de acero inoxidable
NombreL l1 l2 l3 l0
Estándar Tolerancia Estándar Tolerancia Estándar Tolerancia Estándar Tolerancia Estándar
13 Su
4,000 ± 0
190
+10 -0
475
#20
485
± 0
150
20 Su 210 475 465 150
25 Su 210 475 465 150
30 Su 230 470 480 153.5
40 Su 265 460 515 152.5
50 Su 265 460 515 152.5
La longitud total (L), el número de corrugados y la longitud del corrugado se pueden modificar solicitándolo al proveedor.
Centro del corrugado
l1
l0
l2 l2 l2 l2
Ll2 l2 l2 l3
Unidad: mm
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ClasificaciónClasificación Código Aplicación
Tubo corrugado A
CSST-STS304 Tuberías generales de
distribución de agua
Tubo corrugado B
CSST-STS316 Tuberías de distribución que requieren mayor resistencia a la
corrosión
Proceso de manufacturaA. Las tuberías rectas deben procesarse mediante
soldadura de arco o soldadura por resistencia eléctrica
B. Para tubos corrugados, los corrugados deben procesarse mediante hidroformado y acabados con tratamiento de solución
PropiedadesA. Resistencia a la presión: sin fugas ni daños al
aplicar una presión de 2.5 MPa durante dos minutos en un extremo mientras se cierra el otro extremo del tubo
B. Elongación y elongación residual: deben ajustarse a la siguiente tabla.
Diámetro Elongación a 1.0 Mpa
Elongación residual
de 1 Mpa a 0 Mpa
Elongación a 2.5 Mpa
15~30 ≤ 1.0 ≤ 0.5 ≤ 5.0
40, 50 ≤ 2.0 ≤ 1.0 ≤ 10.0
C. Capacidad de doblez: sin fugas ni mal funcionamiento después de 10 ~ 20 veces la prueba de flexión en 0.1 Mpa.
Diámetro # de dobleces
15/20/25/30 20
40/50 10
D. Planitud: sin rayaduras ni grietas en la superficie después de que la tubería se haya forzado a 2/3 del diámetro
E. Dureza: igual o inferior a HV200 en la sección de corrugado
F. Resistencia a los golpes: sin fugas ni mal funcionamiento después de la prueba de caída de bola de acero de 2 kg desde 1 metro de altura
G. Relación de reducción de espesor (r): igual o inferior al 20% r = (1-t1 / t2) x 100, donde r es la relación de reducción t1 es el menor espesor del corrugado t2 es el menor espesor de la parte recta de la tubería
H. Bio-elución: se debe confirmar con las regulaciones nacionales
Fuente: Norma coreana de tubería corrugada de acero inoxidable (SPS KWWA D 118-2058)
tubo
rodillo
accesoriobomba de presión
medidor de presión
Fin Fin
50 mm50 mm
Centro
Punto de calibración (parte corrugada)
Punto de calibración (parte recta)
Punto de calibración (parte recta)
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Juntas y accesorios de acero inoxidable
Especificación (Junta) - hecha de acero inoxidable fundido
Ítem Descripción Material
1 Material FAI13/14
2 Empaque MEPD
3 Rondana STS304/316
4 Guía de bolas STS304/NYLON6
5 Junta tórica MEPD
6 Tuerca FAI13/14
* FAI: Fundición de acero inoxidable* MEPD: Monómero de etileno propileno dieno (Durará más de 100 años a temperatura ambiente con agua y más de 40 años a 70 ~ 80 grados centígrados)
(mm) L B T.1
13 Su 80 41.0 Hexagonal
20 Su 80 47.0 Hexagonal
25 Su 80 55.5 Hexagonal
30 Su 90 61.5 Octagonal
40 Su 90 71.0 Octagonal
50 Su 90 78.0 Octagonal
60 Su 90 90 Octagonal
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Specification (Snap Tap with Saddle) - made of cast stainless steel and carbon steel (ductile)
Ítem Descripción Material
1 Cuerpo FAI13/14
2 Tapa FAI13/14
3 Empaque de tapa MEPD
4 Vástago STS304/316
5 Junta tórica MEPD
6 Bola STS304/316
7 Asiento PTFE
8 Tuerca de bloqueo FAI13/14
9 Almohadilla de aislamiento
PE
10 Tuerca FCD450
11 Rondana SS400
12 Abrazadera FCD450
13 Inserto FAI13/14
14 Guía de aislamiento PE/MEPD
15 Empaque superior MEPD
16 Banda FCD450
17 Tornillo FCD450
* FAI: Fundición de acero inoxidable* MEPD: Monómero de etileno propileno dieno * PTFE: Politetrafluoroetileno* FCD: Fundición dúctil
Acero Inoxidable
Tamaño (mm)
ØD L H H1 H2
100x25 29.5 204 231.8 182.8 49
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worldstainless.org
Foro Internacional del Acero InoxidableAvenue de Tervueren 270B-1150 Bruselas, BélgicaT: +32 2 702 89 00
Instituto Mexicano del Inoxidable (IMINOX)Av. Industrias No. 4090, Zona Industrial, 1a. Sección78395, San Luis Potosí, S.L.P., MexicoCorreo: [email protected]: +52 444 824 1646 ext 105
