Durante más de 20 años, QuakeWrap Inc. de Tucson, Ariz., ha estado desarrollando una solución de reparación de infraestructura utilizando materiales poliméricos reforzados con fibra. La tubería compuesta de gran diámetro de la compañía, "StifPipe", se está instalando actualmente en Detroit, Michigan, como parte del último proyecto de infraestructura de alcantarillado de la ciudad. La tubería de FRP tiene 16 pies (4,87 metros) de diámetro.
QuakeWrap lanzó StifPipe por primera vez en 2016, cuando ganó el Premio a la Innovación de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles. Desde entonces, StifPipe se ha utilizado en aplicaciones en todo el mundo, desde Puerto Rico hasta Australia, pero ninguno de los proyectos anteriores ha utilizado StifPipe en la escala de la aplicación de Detroit. La tubería instalada en Detroit tiene 16 pies de diámetro y solo 2 pulgadas (5,08 cm) de espesor.
Se sabe que la tubería tiene la mayor resistencia específica de cualquier tubería en el mercado, lo que la hace extremadamente liviana y no se corroe. Compare el uso de revestimientos de paredes más gruesos hechos de materiales más débiles, que tienden a perder capacidad hidráulica (el caudal óptimo de aguas residuales). Esto puede ser mortal, especialmente si es necesario transportar grandes cantidades de líquido o agua.
Las paredes del StifPipe están compuestas por 12 capas de material -- cuatro capas de fibra de carbono, seis capas de fibra de vidrio y dos capas de material de núcleo patentado. El material de dos pulgadas de espesor sostiene una tubería lo suficientemente grande como para caber en el fuselaje de un Boeing 737, con un espacio de cuatro pies. Para que una tubería de hormigón del mismo diámetro tenga una resistencia comparable, debe tener un grosor de aproximadamente 18 pulgadas.
Una inspección de 2019 se centró en una parte de las tuberías del área, que transportan aguas residuales desde una gran estación de bombeo de Detroit. El distrito de alcantarillado decidió recortar la tubería de 17.5-pies de diámetro después de encontrar secciones viejas que necesitaban reparación. Las tuberías transportan más de la mitad de las aguas residuales de Detroit, por lo que no se pueden cerrar permanentemente mientras se repavimentan las tuberías. En cambio, las aguas residuales solo se pueden cerrar temporalmente durante parte del día. Eso no dejó tiempo suficiente para reparar la tubería, por lo que los miembros del equipo buscaron tecnología de tubería que pudiera fabricarse y ensamblarse sobre el suelo, luego colocarla en el sistema de alcantarillado e instalarla mediante el proceso de revestimiento deslizante.
Según QuakeWrap, una de las principales ventajas de StifPipe es su relativa ligereza, lo que facilita la instalación. Pesa alrededor de 450-500 libras por pie, aproximadamente el 10 por ciento del peso del concreto y el acero y menos del 25 por ciento del peso de una tubería tipo sándwich de fibra de vidrio hecha en fábrica. Esto es favorecido por los contratistas durante la construcción.
De las tres tecnologías del proyecto, StifPipe es la segunda en instalarse. Durante el día, la tubería original se cerró temporalmente. El contratista colocó las tuberías de reemplazo en su lugar a través de canales subterráneos y luego las alineó de extremo a extremo con las tuberías originales. El diseño liviano de StifPipe ni siquiera requiere equipo de gato para la instalación. Después de cargar el StifPipe en su lugar en secciones, el espacio anular entre el StifPipe de 16-pies de diámetro y el tubo original de 17.5-pies de diámetro se rellenó con concreto liviano. Por la noche, se volvió a encender el sistema de tuberías y las aguas residuales salieron de la estación de bombeo durante la noche.
La naturaleza liviana del StifPipe también tiene ventajas durante el transporte. Mandriles fabricados en el sitio, se envían a Detroit en remolques de poco espacio libre, dos a la vez. Cuando la longitud de la tubería se mantiene en 14 pies y los extremos se apilan uno encima del otro, ambas tuberías se pueden montar en remolques al mismo tiempo mientras se mantiene el espacio libre adecuado para el puente y el paso elevado de 15.5-pies. El proyecto de Detroit utilizó un total de 13 de estas tuberías.
Aunque el uso de StifPipe actualmente requiere que los componentes se fabriquen en el sitio y se transporten al lugar de instalación, StifPipe también se puede fabricar e instalar en el sitio usando el método de disposición húmeda. En un proyecto en Minneapolis, el material de StifPipe se transporta a través de una boca de acceso estándar a un túnel de 100 pies de profundidad. Luego, se colocó y se curó para formar una tubería de reparación de 12-pies de diámetro.
En un proyecto separado en Marine Corps Base Lejeune en Jacksonville, Carolina del Norte, el material utilizado para StifPipe se envuelve alrededor del exterior de una tubería existente y se cura en el sitio. QuakeWrap está trabajando actualmente con el Departamento de Transporte de EE. UU. en un proyecto de reparación de oleoductos y gasoductos en el que otro producto compuesto de fibra de carbono y fibra de vidrio llamado SuperLaminate se inflará como un globo en un oleoducto y se instalará a varias millas de distancia.
