GENERALIDADES DE NUESTROS PRODUCTOS

Hoy en día las resinas disponibles para la fabricación de tuberías de polietileno poseen extraordinarias ventajas como resultado de la evolución tecnológica de los últimos años, permitiendo la fabricación de tuberías de mayor diámetro y presión  nominal, sin incremento en los costos de instalación, convirtiéndolas en un material competitivo, tanto económica como técnicamente.

La oferta actual del mercado colombiano nos ha permitido desarrollar una amplia gama de referencias en diámetros que van desde 16mm (3/8 Pulg) hasta 800mm (32 Pulg) con presiones nominales de trabajo hasta 362,5 psi (2,5 MPa).

Las características dimensionales de las tuberías fabricadas con esta última generación de resinas abren el campo de aplicación para un material ya conocido y que ofrece absoluta garantía y confiabilidad.

Aplicaciones: Conducción de gas natural, conducción de agua potable, Conducción de aguas crudas y sólidos en suspensión, protección de cables, soterramiento de redes, reposición sin zanja, rellenos sanitarios tecnificados, procesos industriales, entre otras. 

CARACTERISTICAS Y VENTAJAS DE LA TUBERÍA DE POLIETILENO

Las propiedades y ventajas más significativas de las tuberías de polietileno, que deben tenerse muy en cuenta en el momento de diseñar una red de conducción son:

DENSIDAD

El bajo peso específico del polietileno facilita el transporte y manipulación de las tuberías de gran tamaño, de forma sencilla, sin la necesidad de maquinaria especializada para la puesta en obra de la tubería, incluso en condiciones muy adversas.

La densidad del polietileno es menor que la del agua y relativamente baja en comparación con los materiales convencionales, esto permite realizar de forma sencilla su instalación  en terrenos abruptos y en conducciones submarinas.

En el siguiente cuadro comparativo se pueden comprobar las importantes diferencias de densidad entre los diferentes materiales utilizados en la fabricación de las tuberías.

Como consecuencia de la menor densidad del polietileno, los pesos por metro lineal de la tubería son menores en comparación con otros materiales, a continuación podemos ver la siguiente tabla; donde se expresa el peso por metro lineal para diferentes materiales:

FLEXIBILIDAD Y RESISTENCIA FRENTE A TERREMOTOS

La flexibilidad de las tuberías de polietileno permite desde su fabricación la presentación del producto final en bobinas o rollos de gran longitud, reduciendo de manera importante el número de uniones en una instalación. Hasta un diámetro de 110mm, los tubos se pueden suministrar en rollos continuos que pueden tener una longitud de 50m ó más sí lo requiere el cliente.  En diámetros de 40 mm ó 50 mm se puede enrollar hasta 1000 m.

La instalación de tramos no rectilíneos en terrenos irregulares se realiza sin necesidad de acoplamientos o accesorios, eliminando el riesgo de fugas en las uniones. Las tuberías de polietileno están  especialmente indicadas para conducciones enterradas en suelos movedizos o con alta presencia sísmica, puesto que los asentamientos diferenciales pueden ser absorbidos por la tubería sin riesgos de rupturas ó fisuraciones.

La baja  densidad y flexibilidad de las tuberías de polietileno facilitan en forma importante su instalación, repercutiendo en forma directa en la mejora de los rendimientos de instalación.

Las tuberías de polietileno por su bajo módulo de elasticidad permiten realizar en frío desviaciones o cambios de dirección (curvaturas) importantes sin necesidad de accesorios especiales.

El radio de curvatura es función del diámetro del tubo, del tipo de polietileno y de la presión nominal como se muestra en la siguiente tabla:

Gracias a la alta flexibilidad de la tubería, especialmente si está unida por termofusión, es que ésta presenta muy buen desempeño frente a movimientos sísmicos o desplazamientos del terreno o incluso frente a terremotos como puede verse en los datos de daños de tubería en diferentes terremotos. 

RESISTENCIA A LOS AGENTES QUÍMICOS

El polietileno es una poliolefina de alto peso molecular con una estructura apolar similar a la de los hidrocarburos parafinados, lo que les proporciona una excelente resistencia a los agentes químicos. No sufre ninguna alteración por efecto de agua del mar, terrenos salinos  o ácidos, así como vertederos urbanos (lixiviados) e industriales. El polietileno es insoluble en todos los disolventes inorgánicos a 20ºC.

Resiste soluciones salinas acuosas, así como  ácidos y álcalis. Muestras sumergidas por un periodo de horas a 100ºC en ácido nítrico, clorhídrico y soda caustica, han demostrado no tener efectos adversos o alteraciones sobre el material del tubo.

Únicamente los agentes oxidantes muy fuertes como los peróxidos y ácidos de alta concentración, así como los halógenos, lo atacan después de una actuación permanente y prolongada. A temperatura ambiente, el polietileno (PE) no se disuelve en ningún disolvente. Si bien es cierto que determinados compuestos con base de hidrocarburos provocan en las superficies de contacto cierto hinchamiento, este es prácticamente despreciable.

En determinadas circunstancias, las características mecánicas del polietileno pueden resultar un poco afectadas por la acción de agentes químicos. La estructura del material puede alterarse y reducir las capacidades mecánicas como resistencia y tenacidad.

Por ejemplo, por acción de los halógenos en estado libre se forma polietileno halógeno, con desprendimiento de haluros de hidrogeno, lo que provoca la modificación de las propiedades físicas del tubo.

Información detallada de resistencia a agentes químicos puede verse en el documento TR19 del Plastics Pipe Institute  http://plasticpipe.org/

RESISTENCIA AL ATAQUE DE MICROORGANISMOS

El polietileno no sufre el efecto de ningún tipo de degradación microbiana, ni constituye terreno de cultivo adecuado para la proliferación de bacterias, hongos, entre otros.

Las bacterias reductoras de sulfatos existentes en el subsuelo no ejercen ninguna influencia sobre los tubos de polietileno.

ESTABILIDAD A LA INTEMPERIE

El negro de humo y los estabilizadores adicionados al polietileno en su proceso de fabricación confieren a las tuberías la resistencia contra los ataques de la componente ultravioleta de la luz solar, al oxigeno del aire y al eventual envejecimiento térmico.

Las tuberías fabricadas conteniendo negro de humo, pueden almacenarse o utilizarse durante largos periodos a la intemperie, sin alterar sus propiedades. Las tuberías con cualquier otro tipo de pigmentos diferentes al negro de humo, deben ser protegidas contra la acción de los rayos ultravioleta. Los pigmentos utilizados en las tuberías de polietileno no confieren ninguna propiedad especial, únicamente el negro de humo protege a las tuberías de la acción de los agentes foto-oxidantes.

Una vez enterradas las tuberías de polietileno están a salvo del ataque de los rayos ultravioleta y por tanto sus características permanecen invariables.

BAJO COEFICIENTE DE FRICCIÓN

El coeficiente  de fricción del material de una tubería es un parámetro fundamental en el cálculo de pérdidas de carga en conducciones. Las superficies internas de los tubos presentan irregularidades de diferentes alturas. Se adopta para las mismas un valor promedio que se denomina rugosidad absoluta. La rugosidad de las paredes de la tubería determina el campo de velocidades del fluido y por tanto, la pérdida de carga por rozamiento.

El pequeñísimo coeficiente de fricción del tubo de polietileno le permite transportar más caudal de agua a igualdad sección que un tubo de cualquier otro material. Además, puesto que la superficie especular impide la formación de incrustaciones por precipitación de carbonatos u otros productos y al no presentar fenómenos de corrosión, las tuberías de polietileno mantienen constante su sección y su coeficiente de rozamiento con el tiempo.

MÓDULO DE ELASTICIDAD

El polietileno es un material que no es elástico ni plástico, por lo que no se le puede aplicar las leyes puras de la mecánica clásica. La curva viscoelástica tensión- deformación del ensayo de tracción para el polietileno tiene la siguiente forma:

En pequeñas deformaciones el polietileno se comporta de forma elástica, recuperando en gran medida sus dimensiones iniciales  y son aplicables las leyes de Hook. Llegando al punto de máxima deformación elástica se produce una deformación plástica sin aumento de tensión en la sección, esta deformación es irreversible. Por su carácter viscoelástico la deformación sufrida por el polietileno no es directamente proporcional a la carga aplicada, ni es independiente del tiempo de aplicación de la carga. El polietileno sometido a una tensión δₒ constante sufre una deformación calcuble y en gran parte recuperable Ɛ₁, gracias a su comportamiento elástico, si la tensión δ₃ aplicada se mantiene constante a medida que transcurre el tiempo se produce otra deformación plástica recuperable en un plazo de tiempo determinado Ɛ₂, y finalmente, la deformación plástica Ɛ₁ irrecuperable.

La principal propiedad, en cuanto a comportamiento resistente se refiere, es la capacidad de relajación de la tensión interna, es decir, la tensión soportada por el material disminuye al cabo de cierto tiempo al disminuir el módulo de elasticidad δ_(t)= E_(t) * Ɛₒ

El módulo de elasticidad E(t) varía con el tipo y duración de la carga y también con el tiempo. La energía de deformación es absorbida por la estructura molecular.

Para una deformación determinada, al cabo de una hora la tensión soportada es δ₁, al cabo de las 100 horas la tensión es δ₂ y al cabo de 50 años δ₃; el material, de esta forma, se adapta a la deformación y la tensión unitaria que soportan las paredes del tubo disminuye. El polietileno sometido a una tensión muy alta pero durante escasos segundos, como es el efecto de los trenes de carga o golpes de ariete, ofrece un módulo de elasticidad muy alto en esos primeros momentos. Esto significa un excelente comportamiento del polietileno a situaciones puntuales.

A título comparativo, se indican a continuación los módulos de elasticidad de algunos materiales. (Tomado de Tuberías de Polietileno. AseTUB).

AUSENCIA DE INCRUSTACIONES

El carácter inalterable del  polietileno, la baja y casi nula rugosidad y la baja reactividad química le impiden la formación de incrustaciones de cualquier tipo en la tubería.

El volumen de sedimentaciones calcáreas o incrustaciones en las tuberías de polietileno es muy inferior al observado en tuberías metálicas, en las cuales se observan muy frecuentemente e  incluso la reducción de las secciones interiores de la superficie de conducción, en numerosos ensayos prácticos realizados. Esta característica garantiza la invariabilidad del coeficiente de fricción de la tubería con el tiempo, no siendo necesario considerar posibles aumentos en las pérdidas de las cargas calculadas en primera instancia por reducción de la sección interior de paso.

CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS

El elevado coeficiente de dilatación térmica lineal 2x 10¯² m/m/ºC, con respecto a otros materiales como el acero o la fundición dúctil, queda contrarrestado por la flexibilidad del material. Las deformaciones térmicas son absorbidas por el material sin la creación de tensiones apreciables a lo largo de la conducción.  Por otra parte, el polietileno tiene buena capacidad de aislamiento térmico lo cual reduce el riesgo de rotura frágil en caso de heladas.

En caso de congelamiento del fluido, el incremento del volumen provoca un incremento del diámetro del tubo; debido a la gran flexibilidad el tubo se expande sin romperse, recuperando después del deshielo su diámetro original.  Esta capacidad de la tubería le permite desempeñarse muy bien en fluidos fríos ya sean líquidos o aire acondicionado.

A continuación están los coeficientes de dilatación y conductividad térmica de diferentes materiales. 

RESISTENCIA AL IMPACTO

El bajo módulo de elasticidad del polietileno confiere un carácter muy resistente a impactos bruscos o elevadas tensiones instantáneas. Incluso a muy bajas temperaturas.  La tubería de polietileno resiste golpes e impactos sin presentar problemas de fisuración.

Esta característica reduce también las posibilidades de roturas frágiles en condiciones de funcionamiento a temperatura ambiente.  La deformidad e inalterabilidad a bajas temperaturas protegen a la tubería de roturas frágiles por impactos o ciclos de carga y de descarga. El buen funcionamiento de la tubería de polietileno ante un golpe de ariete es también un factor a tener en cuenta frente a otros materiales de mayor rigidez.  La velocidad de propagación de las ondas de ariete es cinco veces menor que en el acero, por lo que el peligro de sobrepresión por cierre rápido se reduce en la misma proporción.

RESISTENCIA A LA ABRASIÓN

Las tuberías de polietileno demuestran una gran resistencia a la erosión por rozamiento con materiales abrasivos. La escasa rugosidad del material reduce el coeficiente de rozamiento, y con ello, la abrasión de las superficies. Numerosos ensayos realizados con mezclas de agua y arena circulando a gran velocidad en tuberías de polietileno demuestran un menor efecto de la abrasión en relación a tuberías fabricadas en otros materiales.

La reducción del espesor  en las paredes por efecto de la erosión conlleva a un aumento de la tensión y por tanto, menor durabilidad. Se ha comprobado que en condiciones idénticas de funcionamiento frente a la abrasión de una tubería de acero y otra de polietileno ,en el diámetro 250 mm RDE 17 PN 10, en el momento en el que la tensión soportada por las paredes de la tubería de polietileno ha sufrido un aumento del 10%, en la de acero se ha producido la rotura.

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS

El polietileno es un material no conductor eléctrico, lo que permite prescindir de protecciones catódicas en las instalaciones. No se producen reacciones electrolíticas que provoquen corrosión por efectos potenciales eléctricos diferenciales. Las conducciones de polietileno no requieren por tanto en ningún caso protecciones contra corrientes galvánicas.  Por esta propiedad es usado para proteger líneas aéreas de baja tensión .

INALTERABLE EN EL TIEMPO

Las características anteriormente descritas se ensayan en el laboratorio simulando condiciones adversas de funcionamiento durante largo periodos de tiempo, comprobándose que en un plazo de 50 años, las características se mantienen imperturbables o dentro de los márgenes de seguridad de diseño.

ATOXICIDAD

Las tuberías de polietileno son inodoras, insípidas y atoxicas, conservan por tanto las cualidades organolépticas del agua, intactas. El polietileno es totalmente inocuo y se considera insoluble y neutro frente a los humores del organismo humano. Diferentes ensayos realizados en laboratorios oficiales y supervisados por comisiones ejecutivas de salubridad y uso alimentario certifican la inocuidad fisiológica del polietileno y demuestra que no hay nada que objetar al empleo de los estabilizadores adicionados al polietileno en su contacto con comestibles o agua potable.

A continuación relacionamos los metales regulados que cumplen las tuberías de Extrucol con relación al requisito del reglamento Técnico  RT 1166, de acuerdo con el método de ensayo establecido en los procedimientos de la norma NTC 539: 

MÉTODOS DE UNIÓN POR CALOR

Para su unión las tuberías no usan ningún tipo de pegante o solvente.  Las técnicas de unión se basan en la aplicación de calor para fundir las partes a unir, cuando están fundidas se ponen en contacto para que se mezclen nuevamente, garantizando de esta manera una unión totalmente hermética, monolítica.  La unión garantiza la misma vida útil de la tubería de 50 años.

 

En resumen, las ventajas de las tuberías de polietileno son:

•  Inertes
•  Totalmente Atoxicas
•  Insolubles
•  Baja conductividad eléctrica.
•  Confiables
•  La ligereza del material facilitan una rápida instalación.
•  Flexibilidad y ligereza facilitan los trazados abruptos.
•  Se puede enrollar.
•  Los sistemas de unión son variados, sencillos y garantizados.
•  Se pueden suministrar en grandes longitudes, reduciendo el número de uniones.
•  El montaje puede realizarse fuera de la zanja.
•  Diversidad de tipo de uniones.
• Las condiciones de nivelación del lecho de zanja son menos exigentes.
•  Permiten la instalación de tuberías subterráneas sin apertura de zanja. 
•  No sufren ningún tipo de corrosión.
•  Resistentes a la mayor parte de agentes químicos.
•  No necesitan protección catódica.
•  No sufren el ataque ni acumulación de algas.
•  No presentan incrustaciones ni sedimentaciones.
•  El coeficiente de rozamiento es muy bajo y constante en el tiempo.
•  Resiste tensiones  y deformaciones altas con cargas instantáneas.
•  A presión constante, la tensión unitaria se reduce con el tiempo.
•  Su vida útil es calculada para más de 50 años.
•  El coeficiente de dilatación es alto pero las tensiones inducidas son pequeñas.
•  Admiten asentamiento del terreno sin perder la estanqueidad. (sin fisurarse)
•  Resistentes a la congelación.
•  La resistencia a impactos es excelente.
•  La celeridad es mucho menor que en otros materiales, atenuando el golpe de ariete.
•  La resistencia a la abrasión es mayor que la del acero.
•  Resistentes a las fisuras.
•  Alta resistencia a sustancias químicas.
•  Mantenimiento prácticamente inexistente.