La tubería de HDPE es un tipo de tubería de plástico flexible que se utiliza para la transferencia de fluidos y gases y, a menudo, se utiliza para reemplazar tuberías de tuberías de acero o concreto envejecidas. Hecho de la termoplástico HDPE (alta densidad de polietileno ), su alto nivel de impermeabilidad y enlace molecular fuerte que sea adecuado para tuberías de alta presión. La tubería de HDPE se utiliza en todo el mundo para aplicaciones como tuberías de agua, tuberías de gas, [1] [ fuente autoeditada? ] red de alcantarillado, líneas de transferencia de purines, irrigación rural, líneas de suministro de sistemas contra incendios, conductos eléctricos y de comunicaciones, y tuberías de drenaje y aguas pluviales.
Beneficios
La dureza y resistencia a los productos químicos del polietileno, así como la resistencia a la corrosión y el bajo peso han contribuido a su uso creciente en situaciones donde se requieren sistemas de tuberías de gas y fluidos rentables y duraderos. Según un comunicado de prensa del Plastics Pipe Institute, "las tuberías de PE se han utilizado para agua y otros fluidos en Europa y América desde la década de 1950 debido a su durabilidad, juntas sin fugas, resistencia a la corrosión y rentabilidad a largo plazo. " [2] [ fuente autoeditada? ]
La tubería de HDPE se puede unir mediante soldadura a tope , soldadura por electrofusión , soldadura por enchufe o soldadura por extrusión . Estas uniones calientan la tubería durante el proceso de unión, creando una unión completamente homogénea para que la soldadura se vuelva tan fuerte o más fuerte que la tubería existente a cada lado de la soldadura. No es necesario usar sellos de goma o productos químicos para juntas, como se usa para unir tuberías de PVC, que causan problemas de salud ambiental y aumentan la posibilidad de fallas con el tiempo. Es menos probable que el PE tenga problemas con la intrusión de raíces y proporciona integridad a la tubería, incluso cuando se instala en suelos inestables.
Debido al sistema de soldadura por fusión, se elimina la necesidad de anclajes o bloques de sujeción de empuje, ya que las juntas se vuelven totalmente resistentes a las cargas finales, lo que reduce los costos de material y el tiempo de instalación. Esto también permite una excavación más segura cerca de la tubería en el futuro, lo que es particularmente importante para las tuberías de gas de alta presión. Las bobinas de tubería de PE hacen que la instalación sin zanjas sea más segura y menos intrusiva en el entorno circundante.
Los sistemas de tuberías de HDPE están disponibles para muchas aplicaciones, proporcionando zanjas estándar de tuberías principales de agua, tuberías de anillo contra incendios, tuberías de alcantarillado y tuberías de gas, así como perforación horizontal para conductos eléctricos y de telecomunicaciones. [3] Según una empresa que fabrica HDPE, los sistemas de HDPE son rentables de instalar y tienen ahorros de costos de mantenimiento a largo plazo, y también permiten métodos de instalación más baratos, como HDD (perforación direccional horizontal), deslizamiento , rotura de tuberías , Tubería flotante y sumergida. [4]
La tubería de HDPE es muy duradera y flexible y se puede doblar en el sitio a un radio veinticinco veces el diámetro nominal de la tubería, para tuberías SDR11 y SDR17, a una temperatura ambiente de 20 ° C o menos. Esto proporciona importantes ahorros de costos, en comparación con los diferentes sistemas de tuberías, algunos de los cuales requieren accesorios pegados, restricciones o bloques de empuje para cambios de dirección incluso menores. Debido a la alta resistencia al impacto y la flexibilidad de la tubería de HDPE, es muy adecuada para la instalación en suelos dinámicos, incluso en áreas propensas a terremotos. La tubería de HDPE tiene una capacidad de flujo muy alta, debido a su diámetro interior suave y métodos de unión de extremo a extremo. Las tuberías de HDPE no se corroen en el medio ambiente y mantendrán su capacidad de flujo con el tiempo, a diferencia de los sistemas de tuberías ferrosas, que se oxidarán y acumularán resistencia interna al fluido que fluye a través de ellas. [5] [ fuente autoeditada? ]
Debido a que se utiliza material virgen de polietileno de grado alimenticio para fabricar tuberías de HDPE, son seguras para la transferencia de agua potable , siempre que se haya eliminado cualquier residuo inicial. La tubería de HDPE es resistente a muchos productos químicos, lo que facilita su uso en plantas de proceso o en entornos corrosivos o ácidos, sin necesidad de utilizar recubrimientos protectores o galvanizado, como se requiere en las tuberías de acero. Como el HDPE tiene una conductividad térmica muy baja, puede mantener temperaturas más uniformes en comparación con las tuberías de metal cuando transporta fluidos, lo que reducirá en gran medida la necesidad de aislamiento para controlar la condensación alrededor de la tubería. [6] [ fuente autoeditada? ]
Fabricar
Para hacer longitudes de tubería, la resina de HDPE se calienta y se extruye a través de una matriz, que determina el diámetro de la tubería. El grosor de la pared de la tubería se determina mediante una combinación del tamaño de la matriz, la velocidad del tornillo y la velocidad del tractor de arrastre. La tubería de polietileno suele ser de color negro debido a la adición de 3-5% de negro de humo que se agrega al material de polietileno transparente. La adición de negro de humo crea un producto resistente a la luz ultravioleta . Hay otros colores disponibles, pero son menos comunes. La tubería de HDPE de color o rayada es generalmente 90-95% de material negro, con solo una piel o raya de color en el exterior del 5%.
A continuación se muestra el proceso para la extrusión de tuberías de HDPE:
La materia prima de polietileno se extrae de un silo al secador de tolva, que elimina la humedad de los pellets. Luego, una bomba de vacío lo empuja a la licuadora, donde se calienta con un calentador de barril. El material de PE se funde a alrededor de 180 ° C (356 ° F), lo que permite que se alimente a través de un molde / matriz, que da forma circular al material fundido. Después de pasar por la matriz, la tubería recién formada ingresa rápidamente a los tanques de enfriamiento, que sumergen o rocían agua en el exterior de la tubería, cada uno de los cuales reduce la temperatura de la tubería en 10-20 grados. Debido a que el polietileno tiene una alta capacidad calorífica específica, la tubería debe enfriarse por etapas, para evitar deformar la forma, y para cuando llega al "tractor de arrastre", es lo suficientemente dura como para ser jalada suavemente por 2-3 cinturones. Una impresora láser o de polvo imprime el tamaño, el tipo, la fecha y el nombre del fabricante en el costado de la tubería. Luego se corta con un cortador de sierra, ya sea en longitudes de 3 o 6 o 12 o 24 metros (9,8 o 19,7 o 39,4 o 78,7 pies), o se enrolla a 50 o 100 o 200 m (164 o 328 o 656 pies ) longitudes en un bobinador.
Se utiliza un troquel diferente para la tubería de HDPE rayada, que tiene pequeños canales por los que pasa el material de color, justo antes de que pase a través del troquel. Esto significa que las franjas se forman como parte integral de la tubería y no es probable que se separen del cuerpo de la tubería principal. La tubería de HDPE coextruida o coextrusionada tiene un segundo tornillo de extrusión que agrega una capa extra de color alrededor de la tubería de HDPE negra, esto permite que la tubería sea coloreada en el exterior, para identificación o requisitos de enfriamiento térmico.
Usos
Un ejemplo de la durabilidad de la tubería de HDPE es el brazo de HDPE de 600 m (1,969 pies) de largo utilizado para el proyecto Ocean Cleanup . La tubería de HDPE se está lanzando al océano para limpiar el Gran Parche de Basura del Pacífico . [7]
La tubería de HDPE se ha utilizado en entornos rurales y mineros en Australia durante más de 50 años, demostrando ser un medio muy duradero y eficaz de transferencia de fluidos y gases. [8] [ fuente autoeditada? ]
Esperanza de vida
Aunque a menudo se estima que las tuberías de HDPE duran 50 años, de hecho es más probable que tengan una esperanza de vida de 100 años. PIPA (Asociación de Tuberías de la Industria de Plásticos) y el Instituto de Tuberías de Plástico (PPI) han redactado informes técnicos sobre la vida útil del diseño de HDPE. El documento de PIPA se llama "Esperanza de vida de las tuberías de plástico" y menciona que debido a los datos de regresión de estrés de cincuenta años, la gente [ ¿quién? ] asume erróneamente que la esperanza de vida de los sistemas de tuberías de plástico es de sólo cincuenta años. De hecho, se puede esperar razonablemente que estos sistemas de tuberías duren hasta o más de 100 años. [5] [ fuente autoeditada? ] En Australia, las tuberías y los accesorios de PE se introdujeron a mediados del siglo XX, principalmente para riego o suministro de agua, pero también para gas, combustible y otras aplicaciones industriales. El uso de este intervalo de tiempo de 50 años conduce a un malentendido de que representa una vida útil de la tubería de 50 años. Para los sistemas de tuberías que se han fabricado e instalado correctamente, la vida real no se puede predecir, pero se puede esperar que sea de más de 100 años hasta que se necesite una rehabilitación importante. [5] [ fuente autoeditada? ]
Referencias
- ^ "Documento técnico de PIPA sobre polietileno utilizado para material de tubería de gas" (PDF) .
- ^ "El estudio del Plastics Pipe Institute confirma la larga vida útil de las tuberías de polietileno en los sistemas de agua municipales" (PDF) .
- ^ "Artículo sobre el crecimiento de los sistemas de conductos de HDPE y sus ventajas sobre las tuberías de PVC" . Septiembre de 2009.
- ^ "Beneficios de la tubería de HDPE" .
- ^ a b c "Documento técnico de PIPA sobre 'esperanza de vida de las tuberías de plástico ' " (PDF) . Asociación de Tuberías de la Industria del Plástico de Australia Ltd.
- ^ "Investigación sobre aplicaciones aéreas para tuberías de PE" (PDF) .
- ^ "AGRU y la limpieza del océano" . www.agru.at . agru Kunststofftechnik Gesellschaft mbH . Consultado el 16 de septiembre de 2019 .
- ^ "Comentario técnico de PIPA sobre tuberías de polietileno para aplicaciones a presión" (PDF) .